Геоекологія. Техногенез та його вплив на геосистеми

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

Геоекологія. Техногенез та його вплив на геосистеми

 

ПЛАН

1. Основні поняття  і показники техногенезу.

2. Районування території  України за показниками техногенного  впливу.

3. Накопичення в ландшафті  продуктів техногенезу. Формування  геохімічних аномалій.

 

Техногенез – сукупність геохімічних і геофізичних процесів, пов’язаних з діяльністю людини.

В геохімічному аспекті  техногенез включає:

- Видобуток хімічних  елементів із природного середовища;

- Перегрупування хімічних  елементів, зміну хімічного складу сполук створення нових хімічних елементів;

- Розсіювання залучених  в техногенез елементів в навколишньому  середовищі.

Негативний вплив техногенезу  об’єднується поняттям – забруднення  природного середовища.

Забруднення пов’язують з періодичним коливанням концентрації хімічних елементів. Підрахунок мас хімічних елементів залучених у техногенні потоки, їх порівняння з масами елементів природних геохімічних потоків засвідчують, що з 60-х років ХХ століття геохімічна діяльність людини не поступається потужності природних процесів.

Із надр щорічно добувається  більше хімічних елементів чим включається  в біологічний кругообіг: срібла більше ніж в 150 раз, ртуті – 110, свинцю – 35, фтору – 15, міді – 4, молібдену  – 3 рази.

Видобуток хрому, нікелю, цинку приблизно рівний органічному споживанню рослинністю.

Поряд з тим, при спалюванні вугілля виділяється в атмосферу  більше, ніж включається в біогенний  кругообіг ртуті в 8700 раз, урану  – в 60, літію, берілію, цирконію –  в 10 раз, олова – 3-4 рази.

При цьому найбільший техногенний хімічний прес відчувають екосистеми суші.

Ступінь використання елементу по відношенню до його вмісту в літосфері  називають його технофільністю. Це поняття введено російським вченим А.І. Перельмоном в 1973 році. Показник технофільності – відношення маси щорічного видобутку елементу до його кларку в літосфері.

Можна розрахувати глобальний і регіональний рівень технофільності елементів. Найбільш високу глобальну  технофільність мають Cl, C, високу Pb, Sb, Zn, Cr, Cu, Sn, Mo, Hg.

Однак цей показник не повністю відображає ступінь замученості хімічних елементів у техногенез, тому що в ньому не враховується наступна в природне середовище хімічних елементів, що поступають в природне середовище паралельно разом з вугіллям або нафтою. Крім того в техногенез залучаються хімічні елементи із атмосфери (фіксація азоту), із гідросфери (видобуток солей), видобуток органічних речовин і т.п. Тому була розроблена серія показників, яка враховувала названі елементи.

Були пораховані кларки елементів в ноосфері (М.А. Глазовська). Загальна її маса складає 3,9·10¹⁸ т. Враховуючи вміст кожного елементу в гідро, атом, літо, біосферах підраховано його середній вміст – їх кларк в ноосфері.

2. При районуванні території України за показниками техногенного впливу враховувалось: модулі загального техногенного впливу пов’язані з промисловістю, сільським господарством, транспортною системою і сельбищною діяльністю людей. Були розраховані модулі техногенного тиску N, P, K, S. Розрахунки показники, що основним поставникам техногенного азоту є горючі викопні; калію – також більше поступає з нафтою, ніж з добривами, сірки - пов’язано із спалюванням вугілля і нафти; поступлення фосфору – з добривами.

Розрахунок модулів техногенного навантаження враховували видобуток, споживання даних продуктів і міжрайонні зв’язки.

При вивченні модулів  техногенного навантаження важливо  знати звідки і куди йдуть потоки вугілля, нафти.

3. В залежності від загальної ландшафтно-геохімічної ситуації і геохімічної структури ландшафтів хімічні елементи зазнають ряд хімічних перетворень, які посилюють або послаблюють їх рухливість. Частина елементів може накопичуватись на характерних для даного ландшафту геохімічних бар’єрах. В результаті формуються техногенні геохімічні аномалії.

В класифікації техногенних аномалій (Перельман) виділяють техногенні аномалії з підвищеним і пониженим геохімічним фономи. (надлишок і брак хімічних елементів). За розмірами техногенні аномалії поділяють на: глобальні, регіональні, локальні.

Простір зайнятий локальною техногенною аномалією техногенном ареалом розсіювання.

Всі техногенні аномалії поділяються  на 3 типи:

- корисні (покращення навколишнього  середовища);

- шкідливі (погіршують навколишнє  середовище);

- нейтральні (не змінюють характеру  екологічних властивостей навколишнього середовища).

В залежності від середовища утворення  їх поділяють на:

- літохімічні;

- гідрохімічні;

- атмогеохімічні;

- біогеохімічні (фіто-, зоо-, антропогеохімічні).

Формуються за рахунок:

- аварійних разових викидів  (ЧАЕС);

- обмеженого в часі, однак інтенсивного техногенного впливу (видобуток корисних копалин);

- впливу стаціонарних  джерел забруднення навколишнього  середовища (заводи, фабрики, сільгосппідприємства).

Кумулятивний ефект  організму.

Для характеристики локальних  техногенних аномалій використовують коефіцієнт концентрації К_к по відношенню до концентрації у фонових ландшафтах.

Сумарний показник забруднення (Z_c = ∑K_k накопичуваних в даній аномалії елементів).

В межах техногенних аномалій виділяють  ряд зон: найбільшого забруднення  в радіусі 2-5 км (форма залежить від потужності забруднення і рози вітрів); підвищеної концентрації елементів в радіусі 18-30 км.

Концентрація забруднення  зменшується від джерела по експоненті.

Техногенні аномалії маю складну структур пов’язану  з міграційною здатністю ландшафтів.

До основних типів  геохімічних бар’єрів в зональних  ландшафтах належить: окислювально-відновлювальні, кислотно-лужні, фільтраційно-сорбційні, седиментаційні, біогеохімічні, термодинамічні.

Так, при поступленні  техногенних речовин з атмосфери у вигляді газів або з опадами в якості площадного бар’єру виступає рослинний покрив, асимілюючий і механічно затримуючий техногенні поступлення.

Горизонти ґрунтів виступають в якості геохімічних бар’єрів для  речовин які поступають на поверхню ґрунту.

Комплексним геохімічним  бар’єром є донні відклажи водойм особливо мулові наноси непроточних  або слабо проточних басейнів.

До термодинамічних і сорбцій  них бар’єрів в атмосфері виступають приземні температурні інверсії з якими  пов’язано утворення техногенних смогів.

Тривалі тумани є прикладом сорбцій  них бар’єрів для техногенних  газів. Розчинаючись у воді оксиди утворюють  агресивні кислоти.

Сезонні зміни геохімічних процесів в ландшафтах ведуть до періодичної  дії багатьох геохімічних бар’єрів в ґрунтах водойм (посилюючи або послаблюючи їх).

Потужні техногенні потоки можуть руйнувати  ландшафтно-геохімічні бар’єри, особливо біогеохімічні, змінювати всю геохімічну обстановку і визивати корінну перебудову ландшафтно-геохімічної структури, тому виявлення ландшафтно-геохімічних бар’єрів має неабияке теоретичне і прикладне значення. В міграції хімічних елементів в системі атмосфера-рослинність-ґрунти істотна роль належить рослинності, особливе значення має видовий склад, різноманітність і співвідношення видів що складають угруповання в природних біоценозах, коефіцієнти біологічного поглинання мікроелементів у різних видів рослин є різними. За вмістом мікроелементів в грунтах, золі рослин і біопродуктивнсоті рослин Ковалевський біооб’єкти поділив на “безбар’єрні” і “бар’єрні”. Ц перших вміст мікроелементів в золі росте пропорційно вмісту їх в грунтах.

Бар’єрний тип залежності між вмістом  елементу в середовищі існування  і в золі рослин має три діапазони: інтервал прямої пропорційності; інтервал оптимуму стабілізації; інтервал зворотної пропорційної залежності.

Біофільність елементів (за А.І. Перельманом) – це відношення середнього вмісту елементів в живій речовині планети  до кларку цього елементу.

Чим вище технофільність і менша  біофільність, тим хімічні елементи на даному етапі розвитку техногенної діяльності небезпечний для живих організмів, тим більш його деструктивна активність. В якості показника деструктивної активності елементу техногенезу можна використати відношення маси елементу в річному видобутку + поступлення його в навколишнє середовище при спалюванні горючих копалин до маси цього елементу в біопродукції наземних рослин за рік (Глазовська, 1974).

Ступінь деструктивності хімічних елементів:

Ртуть – n•10³- n•10⁴; кадмій, фтор - n•10³; сурми, миш’як, свинець, уран - n•10²; селен, берілій, барій, олово - n•10; для інших елементів цей показник деструктивнсоті становить менше 1.

Елементи, деструктивна активність яких в глобальному масштабі незначна, представляють небезпеку для  регіонів, де їх поступлення набагато перевищує середній глобальний рівень (наприклад сірка).

 

Література:

1. Гродзинський М.Д.  Основи ландшафтної екології. –  К.: Либідь, 1993. – 222с.

2. Гродзинський М.Д. Стійкість  геосистем до антропогенних навантажень.  – К.: Лікей, 1995. – 233с.

3. Гродзинський М.Д., Шищенко П.Г. Ландшафтно-экологический анализ в мелиоративном природопользовании. К.: Либідь, 1993. – 224с.

4. Гуцуляк В.М. Ландшафтно-геохімічна  екологія. Чернівці: Рута, 1994. – 317с.

5. Гуцуляк В.М. Ландшафтно-геохімічна  екологія. Чернівці: Рута, 2001. – 248с.

6. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение  и физико-географическое районирование.  – М.: Высшая школа, 1991. – 266с.

7. Сочава В.Б. Введение в ученике  о геосистемах. Наука, 1978. – 319с.