Интенсивность водной миграции. Химическая денудация и ионный сток
Коэффициент водной миграции (Кх) равен отношению содержания элемента Х в минеральном остатке воды к его содержанию в горных породах, дренируемых рекой. Так как содержание элемента Х в воде (Мх) обычно измеряется в г/л, а его содержание в породах (Пх) в процентах, то формула имеет вид:
Кх = Мх * 100 / (а * Пх).
где а - сумма всех минеральных веществ, растворенных в воде (г/л).
Чем больше Кх, тем сильнее элемент выщелачивается, тем интенсивнее его водная миграция. Коэффициенты водной миграции определены для многих ландшафтов и для многих элементов
Мигрирующие в водах ландшафтов химические элементы в конечном итоге попадают в реки и образуют их ионный сток.
Величина этого стока является показателем химической денудации - потери вещества ландшафтов в результате растворения и выноса водных мигрантов за пределы ландшафтов суши.
Величина ионного стока и уровень химической денудации различен в разных ландшафтов и определяется целым рядом параметров. В аридных ландшафтах воды сильно минерализованы, но в силу слабого развития речного стока вынос ионов невелик. В гумидных ландшафтах наоборот - воды слабо минерализованы, но сток велик. Поэтому зональные различия величины ионного стока незначительны. Более существенны азональные контрасты, связанные с различными горными породами - карбонатами, гипсами. Наиболее интенсивной химической денудации подвергаются горные карстовые массивы - 100-200 т/км 2год.
Второй механизм водного выноса солей из ландшафтов - подземный сток (в областях питания артезианских вод) наиболее активно проявляется в аридных областях, где практически отсутствует поверхностный сток. Важным источником поступления водорастворимой части твердого вещества в ландшафт следует считать атмосферные осадки. Минерализация осадков неодинакова и, как правило, увеличивается вглубь континентов от 10 г/л и менее до 20-30 и более г/л. Ионный состав осадков также имеет некоторые различия.
Установлено что в приокеанических районах в составе осадков преобладают «морские ионы» - хлор, натрий, в континентальных - континентальные -НСО3-, SO42- , Ca2+, Mg2+причем возрастание минерализации осадков связывают с техногенными выбросами.
В целом же, пути дальнейшей миграции ионов, поступивших в ландшафты разнообразны:
· частично (при слабых дождях полностью) задерживаются на земной поверхности, откуда ветром могут быть опять перенесены в атмосферу;
· просачиваются в почву, часть ионов возвращается по капиллярам к поверхности и также участвует в абиотическом круговороте солей (это наиболее характерно для аридных ландшафтов); большая часть ионов перехватывается корнями растений и вовлекается в биологический круговорот;
· некоторое количество выбывает из ландшафта и формирует выходные потоки - ионный речной и глубинный сток.
Водная миграция химических элементов, в отличие от механической миграции, не однонаправленный поток, а имеет облик абиотического круговорота. Но этот круговорот в значительной степени незамкнут, с выносом и частичной потерей вещества из ландшафтов суши.
3.Горнопромышленные ландшафты. Геохимические особенности всех горнопромышленных ландшафтов. Особенности ландшафтов в местах добычи торфа. Рекультивация ландшафтов.(БИЛЕТ 3)
Экзаменационный билет № 7
Характеристика тундровой зоны, ее специфические особенности
Климат тундры.Длинная и суровая зима, короткое и холодное лето, при средних температурах самого теплого месяца не более 100С, малое количество осадков с невысоким снежным покровом и сильными ветрами. К особенностям тундр следует отнести продолжительное солнечное сияние летом почти в течение круглых суток
Почвы тундры.Тундровые почвы - достаточно влажные, торфянистые, для них характерно оглеение всего деятельного слоя. Зональными почвами тундровой зоны являются – тундровые глеевые почвы, которые подразделяются на 4 подтипа: арктундровые, тундровые глеевые типичные, собственно тундровые глеевые и тундровые глеевые оподзоленные.
Растительность тундры и холодных пустынь.Особенности.
Преобладают процессы физического выветривания с очень незначительной активностью химического. Типоморфными и вместе с тем самыми подвижными элементами являются, ион водорода и двухвалентное железо (Н+, Fe2+).
Аэрогенная миграция. Газовый состав атмосферы. Аэрозольные примеси. Коэффициент аэрозольной концентрации. Источники геохимической нагрузки. Антропогенные поступления в атмосферу и их роль в ландшафтах. Способы выведения аэрозольной нагрузки. Роль растительности в формировании состава атмосферы. Показатели интенсивности воздушной миграции (коэффициент атмогеохимической миграции, коэффициент гидрогеохимической активности).
Аэрогенная(аэральная) миграция – перемещение примесей воздушными потоками
Газовый состав атмосферы.Надземная атмосфера в основном состоит из азота78.09%,, кислорода20.95%,, аргона0.93%, углекислого газа0.03%. Кроме этого, в атмосферном воздухе содержатся инертные газы, водород, метан, окислы азота, аммиак, озон, пары йода, ртуть, летучие вещества, выделяемые растениями (фитанциды), радон Переменными компонентами воздуха являются вода в твердой, жидкой и газообразной фазах, пыль, микроорганизмы. Атмосфера обладает свойствами коллоидных систем и основная часть примесей в атмосфере содержится в виде аэрозоля.
Аэрозольные примеси. Атмосферные аэрозоли — взвешенные твердые, коллоидные и жидкие частицы в газообразной среде размером от нескольких микрометров до их сотых и тысячных долей. Над континентами преобладают крупные частицы, над океанами — более мелкие, и в последнем случае их концентрация на порядок ниже. Максимальны концентрации аэрозолей в приземном слое атмосферы и над промышленными регионами. Геохимической сущностью аэрозолей является их способность конденсировать на своей поверхности рассеянные химические элементы.
Коэффициент аэрозольной концентрацииКа = А/К,
где А — содержание элемента в твердой фазе аэрозоля, К — кларк элемента в “гранитном” слое литосферы.
Источники геохимической нагрузки
1) Природные аэрозоли.
А) Попадают в атмосферу главным образом за счет вулканической деятельности.
Б) При распылении морской воды и последующем ее испарении возникают «гигантские» аэрозольные частицы, время существования которых в атмосфере невелико.
В) Аэрозоли над континентами. Их состав определеяется литологическими особенности подстилающей поверхности и жизнедеятельностью растений
2) Транспирацонный перенос солей.В процессе фотосинтеза растения транспирируют большое количество воды. При испарении происходит или целенаправленный «сброс» лишних химических соединений или «неизбежные потери» определенной части соединений и элементов
Антропогенные поступления в атмосферу и их роль в ландшафтах.
Признаками для ранней диагностики начинающегося или уже наступившего повреждения могут быть:
· аккумуляция вредных веществ в органах растения, сдвиги рН на поверхности побегов и в тканях
· пониженная или наоборот повышенная активность определенных ферментов,
· распад хлорофилла,
· депрессия фотосинтеза,
· изменения в белковом обмене и во вторичном метаболизме,
· нарушения роста,
· снижение урожайности,
· изменения проницаемости,
· паралич замыкающих клеток.
Способы выведения аэрозольной нагрузки. Выводится аэрозольная нагрузка тремя способами: седиментационным оседанием, импакцией части и влажным выпадением.
Путем седиментациионного оседания выпадают прежде всего самые крупные частицы. Темпы оседания зависят от аэродинамических характеристик приземного слоя.
Импация или соударение частиц с подстилающей поверхностью происходит при турбулентном перемешивании. Материал, выводимый из миграции этими способами, объединяется термином сухие выпадения.Влажные выпадения связаны с вымыванием
Ка - коэффициент атмогеохимической миграции - отношение количества (Вх) элемента х, поступившего с осадками за год, к его количеству (Рх), потребляемому растениями за год.
Ка = 
,
Этот коэффициент определяет долю элемента х, как воздушного мигранта, в минеральном питании растений.
КИ - коэффициент гидрогеохимической активности, равный отношению количества (Vx) элементax, выносимых ионным стоком за год, к их количеству (Qx), поступающему с атмосферными осадками.
Kи = 
Этот коэффициент отражает соотношение входящих и выходящих потоков элемента х в ландшафте.