3. Снижать дозы облучения до возможно низкого уровня.

Билет №15

Виды миграций химических элементов в различных ландшафтах.

Показатель хим.загрязнения. Расчеты.

Миграция – перемещение молекул и атомов в земной коре, движимое

посредством целого ряда факторов различного происхождения и протекающее

несколькими способами.

Способность элемента к миграции определяется формой его нахождения в

земной коре: горные породы и минералы, живое вещество, магма, рассеянная

форма. Разнообразие миграции элементов характеризует число его минералов,

генетических типов рудных месторождений и т. д. Участки земной коры, в

которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности

миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация.

Факторы миграции подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние

факторы – это факторы, связанные только со свойствами атомов и их

соединений, в их число входят:

1. Свойства связи, включающие физические концентрации веществ;

2. Химические свойства, степень реакционной способности атомов и

соединений;

3. Энергетические и кристализационно-химические свойства веществ;

4. Гравитационный фактор, связанный с атомной массой;

5. Радиоактивные свойства атомов.

Внешние факторы определяются состоянием окружающей среды, не зависят от

индивидуальных свойств миграции веществ и включают следующие факторы:

1. Космическая миграция, включающая гравитационную, лучистую,

тепловую энергию, давление и электрические поля;

2. Факторы миграции в расплавах, включающие условия гравитационного

равновесия и диффузии;

3. Факторы миграции в водных растворах, включающие условия миграции

как при высоких температурах, та и при низких;

4. Факторы миграции в газовых смесях и надкритических растворах;

5. Факторы механической миграции;

6. Факторы миграции в коллоидальной и монокристаллической среде;

7. Факторы миграции в твердых телах;

8. Факторы биохимической и промышленной миграции;

9. Другие физико-химические факторы.

Физико-химическая миграция

Простейшая форма физико-химической миграции – диффузия – это процесс

самопроизвольного и необратимого переноса вещества из одной части системы в

другую, что возникает вследствие теплового движения частиц. Диффузия

протекает как в индивидуальном веществе, так и в смеси; и при любом

агрегатном состоянии.

Смежный диффузии процесс – конвекция – миграция массовых потоков газа

или жидкости, перемещение частиц происходит вместе с растворителем.

Конвекция характерна как для верхней мантии, так и для земной коры.

Конвекция в пористой среде называется фильтрацией, которая протекает

значительно быстрей диффузии и особенно характерна для верхней части земной

коры – зоны активного водообмена, хотя может развиваться и в земных

глубинах

Другая форма миграции – сорбция. При этом процессе происходит

поглощение газов или жидкостей твердыми или жидкими веществами из

окружающего пространства поверхностью (адсорбция) или всем объемом

(абсорбция) тела. Поглощающие вещества называются адсорбентами

(абсорбентами), а поглощаемые адсорбатами (абсорбатами).

Коллоидная миграция – идет за счет образования коллоидов.

Биогенная миграция

Образование живого вещества и разложение органических веществ образуют

единый биологический круговорот атомов, который в биосфере протекает

повсеместно, хотя в разных формах и с разной интенсивностью. В зависимости от ведущего типа миграции выделяются три типа

ландшафтов:

. Абиогенный ландшафт, с физико-химической и механической миграцией;

. Биогенный ландшафт – сложная биокосная система, в которых почва,

кора выветривания, континентальные отложения, грунтовые и

поверхностные воды, организмы, приземный слой атмосферы тесно

между собой связаны миграцией атомов и образуют единое целое;

ведущая роль принадлежит биогенной миграции;

. Техногенный ландшафт, все типы миграции с ведущим значением

техногенной миграции.

Техногенная миграция

В ноосфере происходит грандиозное перемещение атомов, их рассеяние и

концентрация. Ей свойственны механическая, физико-химическая, биогенная

миграция, но не они определяют ее своеобразие: главную роль играет

техногенная миграция. Ноосфере характерно огромное ускорение миграции.

Существует две группы процессов техногенеза. Первая группа процессов

унаследована от биосферы, к ней относятся биологический круговорот,

круговорот воды, рассеяние элементов при отработке месторождений,

распыления вещества и многое другое. Техногенная миграция второй группы

находится в резком противоречии с природными условиями.

Миграция газов

Газы составляют сотые доли % массы земной коры и десятые доли % –

гидросферы, однако геохимическая роль газов не пропорциональна их массе:

решающее значение имеет высокая подвижность газов, которые мигрируют

интенсивнее, чем вещества в твердом и жидком состоянии. В земной коре

выделяются газы воздушного, биохимического, химического и радиоактивного

происхождения.

Миграция газов осуществляется путем фильтрации и диффузии. Основное

значение имеет фильтрация, скорость которой определяется проницаемостью

пород (трещиноватость, тектонические нарушения) и изменяется в сотни тысяч

раз.

В оценке миграции газов необходимо рассмотрение такого важного

показателя свойств газов как их растворимость. Большинство газов в

стандартных условиях плохо растворяются в воде. С увеличением температуры

растворимость большинства газов понижается, с увеличением давления –

растет. Углеводороды лучше растворяются в нефти, чем в воде, миграция газов

с нефтью имеет важное геохимическое значение: в местах повышения давления

углеводороды растворяются в нефти, а в местах понижения – выделяется из

нее. Однако в связи с большим масштабом водной миграции с подземными водами

мигрирует значительно больше углеводородов, чем с нефтью.

Водная миграция

Вода – самая универсальная и самая важная среда миграции в земной коре.

Водные растворы пронизывают верхнюю часть литосферы, вода – это «кровь»

земной коры.

Природные воды часто взаимодействуют с различными горными породами,

например крупные реки со сложным геологическим строением бассейна, многие

подземные воды. Для вод с активной циркуляцией характерна интенсивность

миграции, а для застойных вод – интенсивность накопления, т.к. представляет

собой кларк концентрации элементов в минеральном остатке воды.

Электрохимические процессы возникают при любой миграции вод через

горные породы, осадки, почвы. Системы, в которых протекают

электрохимические процессы, именуются геоэлектрохимическими, а полюса поля,

где концентрируются элементы – электрохимическими барьерами. В земной коре

существуют локальные электрические поля – гальванические, фильтрационные,

диффузионно-адсорбционные и др. Местами характерны крайне низкие

концентрации элементов в растворах, исключающие их осаждение на

геохимических барьерах: безбарьерная миграция, дальняя миграция. Но при

электрохимических явлениях в растворах возможны и значительные концентрации

элементов.

Электрохимические процессы являются одним из важнейших факторов

выветривания минералов диэлектриков, причем катионы выносятся в

определенной последовательности.