Роль биосферы в формировании промышленных концентраций химических элементов.
В.И.Вернадский, а позднее А.П.Виноградов разработали теорию биогеохимических провинций, под которыми понимают территории, характеризующиеся повышенным или пониженным содержанием одного или нескольких химических элементов в почве или воде, а также в организмах животных и растений, обитающих на этой территории. На таких территориях могут наблюдаться определенные болезни, непосредственно связанные с недостатком или избытком этих элементов. Эти болезни получили название эндемических. Существуют территории, избыточно насыщенные токсическими элементами (ртутью, кадмием, таллием, ураном), и дефицитные регионы по содержанию йода, фтора, селена и других химических элементов. Почти 2/3 территории Российской Федерации характеризуются недостатком йода, около 40% - селена Кроме естественных биогеохимических районов и провинций, выделяют искусственные. Образование их обусловлено поступлением в окружающую среду неочищенных или плохо очищенных сточных вод, твердых отходов, содержащих химические вещества различных классов опасности, пестицидов, минеральных удобренийВ искусственных биогеохимических провинциях отмечается повышение уровня заболеваемости населения, связанное как с отдаленными последствиями их воздействий, так и с непосредственным их воздействием на организм. Отдаленные последствия проявляются в виде врожденных уродств, аномалий развития, нарушений физического и психического развития детей. Непосредственное воздействие встречается в виде случаев острых и хронических отравлений при проведении сельскохозяйственных работ.
Биогеохимические провинции и экология
Существуетзависимость условий жизни от химизма среды, частовозникают эндемии – заболевания, связанные с повышенным или пониженным содержанием элементов. Биогеохимическая провинция – участки поверхности Земли, характеризующиеся понижением или повышением содержаний, отражающихся на условиях жизни.Известно по отдельным элементам:1) Бедные Са провинции (гранито-гнейсы Забайкалье)- затормаживание -развития, болезни людей и скота. 2) Районы с дефицитом йода – (горные р-ны, где преобладает выщелачивание)-болезни зоба. 3) F – вреден и дефицит и избыток , сказывается на болезнях зубов (входит в апатит). 4)Cu – недостаток приводит к ломкости злаков (в районах торфообразования -Полесье, обедненность медью вследствие выщелачивания в виде гуматов. 5) Hg
Геохимические циклы
Геохимический цикл- совокупность последовательно происходящих геохимических процессов, в которых элементы после ряда миграций возвращаются в исходное состояние. Термин «Геохимический цикл» был предложен А.Е. Ферсманом. Геохимический цикл – процесс, начинающийся c самого зарождения Земли. Даже за счет существования температурных градиентов - за счет тепловой конвекции - физико- химический круговорот. В этот круговорот с неизбежностью вовлекается жидкая и твердая оболочки планеты (мировой океан и кора выветривания), в результате чего возникает глобальный геохимический цикл. Более простые геохимические циклы (т.е. экосистемы) существуют в условиях периодического изменения поступающей в них энергии.Геохимические циклы наиболее выражено можно проследить для отдельных химических элементов (углерод, азот, фосфор и др.) – т.е. элементов, входящих в состав биосферы. Впервые это было замечено на элементах, слагающих газы (СО2, О2, Н2S). Элементы слагают земную кору, жидкую и газовую оболочки нашей планеты. Их круговая миграция может происходить на ограниченном пространстве и на протяжении небольших отрезков времени и может охватывать всю наружную часть планеты и огромные периоды. При этом малые круговые движения входят в более крупные, которые в своей совокупности складываются в колоссальные геохимические циклы. Их нельзя представлять как круговые процессы, замкнутые в непроницаемых границах. Они тесно связаны с окружающей средой. Огромное число атомов непрерывно вовлекается в эти миграционные потоки и свободно выходит из них. Сочетания геохимических циклов разных масштабов, создают постоянный глобальный и локальный круговорот вещества в земной коре.