Презентация на тему Понятие об эколого-геохимических изменениях

связанные с эволюцией планеты, но в тоже время развивается

как бы параллельно и самостоятельно.
Её постоянное развитие определяет основную часть природных эволю­ционных эколого-геохимических изменений, происходящих в пределах биосферы.
Часть изменений происходит под воздействием космических причин, например из-за космичес­ких катастроф, примером которых может быть падение гигантских метеоритов.
Следует учесть, что в биосфере происходит множе­ство изменений, но эколого-геохимическим относится лишь их кране незначи­тельная (по сравнению с общим количеством) часть.

Общие положения

это такие геохимические изменения в биосфере, которые оказывают воздействие

на живое вещество или на отдельные организмы в основном в результа­те:
1)меняющегося содержания элементов (распространенности);
2) изменения их распределения (разброса);
3) изменения соотношения между основными формами нахождения химических элементов, появ­ления их новых форм.
Природные эколого-геохимические изменения происходят относительно медленно, эволюционно, но есть и происходящие быстро, революционно. Революционные эколого-геохимические изменения обычно вызывают катастрофи­ческие изменения в живом мире (лесные пожа­ры, извержения вулканов, падения крупных метеоритов).

Региональные

Локальные (большая часть)

охватывают всю биосферу > S отдельные участки (S = 100 км2)
формирования оса­дочных пород
за счет магматических с участием
живого веще­ства планеты
1)Техногенные 2)Техногенные 3)Природные

1)интенсивное накопление металлов в почвах промышленных регионов → повышение местного фонового содержания какого-либо химического элемента (нескольких элементов или их соединений) на довольно больших площадях
2) утечка загрязняющих веществ из отстойников приводит к гибели живого окружения
3) сход снежных лавин и селевых потоков, наводнения на небольших речках, часть землетрясений и смерчей, цунами революционные

отличать от регионального накопления металлов в промышленных регионах) и,

в частности, так называемое свин­цовое загрязнение.
Локальные повышенные концентрации Рb (влияние автомобильного транспорта, химической и металлургичес­кой промышленностей) → приобрело влияние на всю биосферу. В Антарктиде, в слоях льда, соответ­ствующих концу 30-х годов 20 века, отмечается повышенная кон­центрация Pb.
2) Всеобщее загрязнение биосферы ДДТ (инсектицид, использовался во всех странах мира). Однако вредители привыкли к его отравляющему воз­действию гораздо быстрее, чем человек. Прошли десятилетия после запрета на использование, но ДДТ обнаруживается практически повсеместно - в различных расти­тельных и животных организмах, даже в печени пингвинов, яйцах кур, молоке женщин.

Глобальные техногенные изменения эколого-геохимической обстанов­ки

могут охватывать очень малые участки биосферы – точечные эколого-геохимические

изменения. Например, выбросы в атмосферу фреонов, фторпроизводных предельных углеводородов, в молекуле которых одновременно содержатся фтор и хлор, в местах техногенного поступления в атмосферу фрео­нов состав атмосферных газов изменяется довольно незначительно - это связано с небольшими поступлениями газа в каждой точке выброса и бытовой пассивностью этих веществ. Однако попадая в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов под воздействием жесткого УФЛ начи­нают разлагаться с образованием хлора. В свою очередь, хлор способству­ет фотохимическому разложению озона:
О3 + С1 → СlO + O2; СlO + О → Сl + O2 - атом хлора в таких условиях может вновь и вновь разрушать озон.
Считается, что один атом хлора способен разрушить десятки тысяч молекул озона→ гибель жизни на Земле

и происходящих в ней природных и антропогенных изменений все

важнейшие эколого-геохимические изменения объединены в четыре основных вида → можно оценить качественно и количественно:
1) изменения концентрации химических элементов (их соеди­нений) в пределах отдельных частей биосферы;
2) изменения формы нахождения химических элементов (и даже видов соединений элементов при одной и той же форме их нахож­дения) в пределах отдельных частей биосферы;
3) появление на отдельных участках в больших количествах тех­ногенных соединений, практически не имеющих природных анало­гов или нехарактерных для данных природных условий;
4) механическое перемещение значительных масс химических элементов (они могут находиться в различных формах и образовы­вать различные виды соединений) без существенного изменения формы нахождения составляющих их химических элементов

Скорость их проявления может быть до­вольно медленной, эволюционной, а

может быть и катастрофичес­ки быстрой, революционной (может приводить к мутациям и гибели отдельных видов)
2. По масштабу проявления все изменения условно делят на точеч­ные, локальные, региональные и биосферные (планетарные).
3. Техногенные эколого-геохимические изменения последних десятилетий по своему воздействию на живые организмы и по мас­штабу проявления стали сопоставимы с природными изменениями.
4. Техногенез часто способствует возрастанию скорости эколо­го-геохимических изменений, приближая ее к катастрофической.
5. Суммарный эффект отдельных эколого-геохимических изме­нений, охватывающих небольшие части биосферы (и даже точечных изменений), может повлиять на эколого-геохимическую обстанов­ку в крупных регионах и даже в биосфере в целом. Это необходимо учитывать при планировании развития техногенеза.

Выводы:

ландшафтами существуют законо­мерные связи, следовательно, эколого-геохимические изменения, происходящие в

ландшафтах и их сообществах закономерны.

Законы поведения химических элементов в ландшафтах и развития эколого-геохимических изменений

должны быть комплексными;
2. Такие исследования должны проводиться не только

в отдель­ных геохимических ландшафтах, но и в их совокупностях, пред­ставляющих собой крупные планетарные (биосферные) струк­туры. Лишь в данном случае выявленные закономерности раз­вития эколого-геохимических изменений будут представлять собой законы, а не иметь характер частных положений;
3. Исследуемая биосферная структура должна состоять из различ­ных природных и техногенных ландшафтов, испытывающих разнообразную (по величине и форме воздействия) антропо­генную нагрузку;
4. Установленные законы должны найти полное подтвержде­ние на других участках биосферы, в других структурах, удален­ных от основного района исследования и находящихся в отли­чающихся климатических условиях.

Ряд требований необходимый для установления закономерностей эколого-геохимических изменений:

миграции и концентрации как в пределах ландшафтов, так и

груп­п ландшафтов, объединяемых по какому-то определенному при­знаку. Это позволило В.А. Алексеенко сформулировать закон:
геохимическое поведение химических элементов (их соедине­ний) в биосфере (содержание, распределение, а часто и фор­ма нахождения в отдельных частях ландшафта) определяет­ся в основном ландшафтно-геохимическими особен-ностями данного участка биосферы.

может превосходить аномальное содержа­ние этих же элементов в других,

даже соседних ландшафтах. Следствие это необходимо помнить при установлении границ загрязненных территорий.

2. Поведение веществ, поступающих в результате антропогенной деятельности в биосферу, определяется в основном ландшафтно-геохими­ческими особенностями участка биосферы, в который они попадают.
Следствие это необходимо учитывать при проектировании развития и про­мышленности, и сельского хозяйства.

два следствия из этого закона:

тесно связаны между собой → изменения, первоначально охватывающие только

одну часть ландшафта (один ярус), постепенно ска­зываются во всех его частях (ярусах). Анализ этого явле­ния при различной антропогенной нагрузке и при ее практическом отсутствии в различных климатических зонах, в аквальных ланд­шафтах и в ландшафтах суши позволил Алексеенко В.А. сформулировать сле­дующий закон:
изменения, происшедшие в определенной части (ярусе) гео­химического ландшафта, скажутся практически во всех час­тях этого ландшафта за счет связей между ними.

Связь между эколого-геохимическими изменениями в пределах одного геохимического ландшафта

уровня грунтовых вод:
1 - почвы; 2 - первоначальный уровень

грунтовых вод;
3 - уровень грунтовых вод, при котором началось засоление;
4 - высота капиллярного подъема вод;
5 - атмосферное испарение воды с поверхности;
6 - зона испарительного геохимического барьера

Смена подвижных и наиболее распространенных в этом горизонте ионов

(типоморфных ионов), в большинстве случаев Са2+ и HCO3- на Na+, Сl- и SO42-.
Накопление ряда металлов, чаще всего Pb, Zn, Сг, V, Сu, Ni, находящихся в водах в очень малой концентрации и сосредоточенных в верхнем почвен­ном горизонте при испарении.
Изменение биомасса растений и содержание в них цело­го ряда элементов.
Смена расти­тельных сообществ.
При смене растительных сообществ изменяются количество и состав паров воды и элементов, попадающих в приземную атмосферу за счет транспирации.
При высокой степени засоления частицы солей могут попадать в воздух и непосредственно из почв.

общей массе грунтовых вод геохимического ландшафта привело к эколого-геохимическим

изменениям в этом же ландшафте в ярусах почв, растительности и приземной атмосфере.
И данный процесс не зависит от того, за счет каких процессов (природных или антропогенных) произош­ло первое изменение — исходное поднятие грунтовых вод.

Вывод :

од­ной части (ярусе) геохимического ландшафта → надо иметь в

виду при планировании, даже незначительных изменений в ОС, например, при замене растительных сообществ. Кроме того, ежегодная смена растительности (как и полное перепахивание па­шен) при севооборотах вносит нестабильность в ландшафт.
2. Последствия многих антропогенных изменений, недавно проис­шедших только в одной части геохимического ландшафта, еще могли не сказаться в его остальных частях → необходимо постоянно прогнозировать в уже освоенных районах при проведении мероприятий по защите ОС. Последствия не всегда дол­жны быть отрицательными → необходим ландшафтно-геохимический мониторинг → обеспечение условий для безопасной жизнедея­тельности.

Три основных след­ствия → учитывать при планировании в конкрет­ных регионах разумного развития хозяйства, безопасного развития жизнедеятельности и устойчивого развития:

ископаемых, как правило, на­чались достаточно давно и уже сказались

во всех частях ландшафтов → при поисках выветривающихся уже длительное время месторож­дений (а их подавляющее большинство) можно использовать и гео­ботанический, и любой из геохимических методов поисков.

3 следствие:

в ландшафтах после того, как соседние ландшафты под воздействи­ем

различных факторов исчезли и на их месте возникли новые, при­вел к открытию следующего закона (для ландшафтов и суши, и воды, аквальные - супераквальные):
коренные изменения ландшафтно-геохимической обстановки (смена одного ландшафта другим) сказываются в соседних ландшафтах при отсутствии непосредственного воздействия на них, за счет связей между ландшафтами

Влияние на эколого-геохимическую обстановку замены одних ландшафтов другими

со­седних ландшафтах может быть довольно различной:

- вторичная смена соседнего гео­химического ландшафта другим, без непосредственного воздействия на него первичных факторов.
Однако, если коренные первичные изменения происходят революционно - смена одних ландшафтов другими, то изменения в соседних ландшафтах происходят эволюционно. Хотя с точки зрения, учитывающей время развития земной коры или биосферы, и эти из­менения следует относить к революционным, чрезвычайно быстрым.
Причиной первичных изменений могут быть природные катаклизмы (пожар, селевой поток и т. д.) и интенсивные антропогенные процес­сы (строительство водохранилищ, распахивание степей и т. д.).
Рассмотрим изменения в паре ландшафтов супераквальный – аквальный: смена лесных ландшафтов степными или сельскохозяй­ственными → усиленный снос почв и удобрений в эти водоемы → их обмеление, усиленный про­грев вод и очень быстрый рост водорослей (эвтрофикация) → появление новых водных ландшафтов (могут отличаться продуктивностью, окислительно-восстановительной обстанов­кой, изменением геоморфологической обстановки)
- изменение хода миграции химических элементов и особенности их биологического круговорота

группу другими, не вызвав изменений в ландшафтно-геохимической обстановке соседних

ландшафтов, даже без непосредственного воздействия на них.
2. Революционные (катастрофические) воздействия на отдельные участки биосферы постепенно вызывают эволюционные изменения в соседних участках.
Закон и вытекающие из него след­ствий должны учитываться при осуществлении существенной перестройки ландшафтно-геохимической обста­новки, т.к. последствия (и в первую очередь отрицательные) могут сказываться и через несколько десятилетий.

Основные следствия рассматриваемого закона:

Земле в условиях разбросов химических элементов.

Развитие определенных видов животных и растительных организмов в отдель­ных районах биосферы, ограничено разбросом содержаний хими­ческих элементов уже гораздо меньшим, соответствующим этому участку биосферы; на развитие оказывают влияние и формы нахождения этих химических элементов, определяющие их доступность для организмов в среде обитания.
В сумме геохимические факторы среды обитания (пита­ния) организмов привели,
1) к определенной концентрации эле­ментов в каждом конкретном виде
2) к определенному соотношению элементов в каждом из этих видов

Ландшафтно-геохимические условия и соотношение концентраций химических элементов в организмах

ХХ в. англ. исслед. Х. Каррером было установлено, что

очень высокие концентрации в почвах Se передаются сначала растениям, произрастающим в этих районах, а затем съедающим их животным, вызывая у них специфи­ческие болезни, вплоть до смертельных исходов. Для лечения можно использовать серу. Ее повышенная концентрация как бы нейтрализовала селеновое от­равление при неизменной концентрации самого селена → важность для организмов в определенных ландшафтно-геохимических условиях соотношения концентраций химических элементов: Se/S, Ca/Sr, Ba/Sr и другими.
Исследование подтверждало важность изменения со­отношения между элементами в организмах с изменением ландшаф­тно-геохимических условий

приводит к изменению соотношения концентраций ряда химических элементов в

этих организмах, часто сопровождается болезнями.
При поисках био­геохимическими методами полиметаллических месторождений и участков загрязнения Pb их можно обнаружить по резко уменьшающемуся отношению содержания Мо/Рb в растениях. По измене­ниям в ряде растений соотношения Мо/Рb выявить зоны с повы­шенным содержанием Рb легче, чем по изменениям содержания в этих же растениях самого Рb.

В.А. Алексеенко сделал следующий вывод: