Методы очистки сточных вод: 1)механич. (процеживание, отстаивание, фильтрование); 2)физико-хим. (коагуляция, флокуляция, флотация, ионный обмен, экстракция, сорбция, обратный осмос); 3) химические (нейтрализация, окисление и восст-е,); 4)биохим; 5)термические (концентрир-е сточн. вод и термоокислит. методы).
21 Основные механизмы вз-я атмосферы и гидросферы.
Наиболее важной закономерностью в строении гидросферы в областях суши является наличие вертикальной зональности, соподчиненной разным типам круговорота воды на Земле: в верхней части гидросферы - климатическому (гидрологическому), в нижней части - геологическому. Гидросфера – водная оболочка Земли представляющая совокупность всех водных объектов планеты: океанов, морей, рек, озер, болот, ледников, снежного покрова, подземных вод. Вода гидросферы играет важную роль в глобальном цикле вещества осуществляя эрозию и денудацию (выветривание) горных пород, перенос и отложение продуктов их разрушения.
Верхняя часть гидросферы областей суши, участвующая в современном климатическом круговороте воды, включает в себя: 1) воды атмосферы (водяной пар и его конденсаты); 2) поверхностные воды (рек, озер и др.); 3) ледники и 4) подземные воды верхнего гидрогеодинамического этажа (воды зоны современного гипергенеза), залегающие до уровней региональных базисов эрозии. Этот тип круговорота воды осуществляется под воздействием солнечной энергии и силы тяжести. Постоянный приток большого количества солнечной энергии вызывает на поверхности Земли (главным образом на поверхности Мирового океана) испарение огромных масс воды - всего 525 100, в том числе 455 830 км3/год с поверхности Мирового океана. Образующийся водяной пар поступает в атмосферу Земли и вовлекается вместе с воздухом (среднее содержание пара 0,1-2,8 % по объему) в сложную систему воздушных течений, охватывающих и области суши (рис. 12.1). Допустимое количество водяного пара в воздухе зависит от его температуры: чем выше температура воздуха, тем выше влагосодержание его, и наоборот.
Зависимость влагосодержания воздуха от его температуры играет весьма существенную роль в формировании климатического круговорота и в развитии органической жизни на Земле, поскольку именно с этим свойством воды связано образование облаков и осадков.
При подъеме воздушных масс на высоту от 2 до 18 км вследствие понижения температуры воздуха (и соответственно влагосодержания) и при обычно широком распространении на этих высотах мельчайших твердых, жидких и газообразных частичек, взвешенных в воздухе (ядра конденсации), здесь активно протекают процессы конденсации (при температуре ниже О °С - процессы сублимации) водяных паров с образованием облаков и облачных систем, содержащих капли воды и кристаллики льда. Объемы облаков (облачных систем) достигают сотен и тысяч кубических километров, и облака содержат сотни и тысячи тонн воды. Эти гигантские водные массы непрерывно переносятся воздушными течениями над поверхностью Земли и при возрастании размеров капель воды и кристаллов льда до 0,5-5 мм в диаметре под воздействием силы тяжести образуют атмосферные осадки - обычно в виде дождя или снега. Сила тяжести служит также причиной течения рек и фильтрации подземных вод (атмосферного питания) до уровней региональных базисов эрозии и стекания их в океан, замыкая цикл климатического круговорота воды, определяющего в значительной мере и основные черты климата Земли.
Климатический круговорот воды создает на поверхности суши сложную гидрографическую сеть. По рекам в океан возвращаются воды, которые в виде пара (и его конденсатов) переносились на сушу и выпадали в виде осадков. Атмосферная влага постоянно пополняется за счет поступления паров воды в результате непрерывного процесса испарения. Общее количество воды в атмосфере (до 13-14 тыс. км3) меняется примерно каждые 9-10 сут., а речных вод (общий объем, по данным некоторых исследователей, от 1,2 до 2,1 тыс. км3)- каждые 11 сут.
Характерной особенностью годового водного баланса (климатического круговорота) является превышение выпадающих осадков (112 670 км3) над испарением (69 270 км3). Это в сочетании с чрезвычайно высокой возобновимостью основных источников питания пресных вод (накопление паров воды в атмосфере) обусловливает формирование пресных вод на большей части поверхности суши (в реках, озерах) и в верхних горизонтах подземных вод (в том числе почвенных вод) - до уровней региональных базисов эрозии.
По химическому составу - это пресные воды, преимущественно гидрокарбонатные, с минерализацией от 50-100 до 300-600 мг/кг, с растворенными газами кислородно-азотного состава. «Круговорот (климатический), - отмечает М. И. Львович [1986, с. 19], - это по существу глобальный опреснитель вод», приводящий к формированию скоплений пресных вод в областях суши. Непрерывное воспроизводство пресной воды в процессе этого круговорота является важнейшим фактором возникновения и развития жизни на суше.
Следует отметить, что в верхней части гидросферы областей суши местами, и в частности в замкнутых («бессточных») областях континентального засолонения (при преобладании среднегодового испарения над выпадающими осадками), формируются соленые озера, реки и грунтовые воды. Кроме того, соленые и рассольные подземные воды в верхнем гидрогеодинамическом этаже встречаются в районах неглубокого залегания соленосных отложений.
Пространственно гидросферы фактически совпадает с экосферой. Гидросфера проникает в геосферы и играет важнейшую роль в глобальных процессов обмена веществом и энергии.
Атмосфера – это газовая оболочка земли с содержащимися в ней аэрозольными частицами. Она движется вместе с твердой землей как единое целое и одновременно принимает участие во вращении земли. Газы сжимаемы, и по этому плотность воздуха наибольшая у земной поверхности убывая к верху. Половина всей массы атмосферы сосредоточенна в нижних 5 км., а три четверти – в нижних 10 км.
Состав: Азот - 78,08%, Кислород - 20,95%, Аргон - 0,93%, Углекислый газ -0,03%,и другие газыКонтакт с атмосферой. Существует особая зона жизни в океане – гипонейсталь (поверхность раздела океан-атмосфера) по Ю.П.Зайцеву. Она исключительно богата не живым органическим веществом – готовой пищей для всех обитателей океана, источником биостимуляторов и ингибиторов. Гипонейсталь хорошо освещается солнцем, насыщена кислородом. В этих условиях наблюдается скопление своеобразных форм жизни: свыше 90% беспозвоночных и рыб обитающих на мелководьях используют поверхностную плёнку для откладывания икры и выращивания молоди. В верхних 100 метрах происходит жизнедеятельность фитопланктона, диамитовых водорослей, которые в итоге образуют огромное количество взвеси, во много раз превосходящее поступление осадков с материков.
Велико значение атмосферных осадков в загрязнении МО.
Океан является резервуаром поглощения СО2 из атмосферы.
Загрязнение нефтепродуктами.
22 Предмет, методы и направления общей геохимии в системе наук о Земле.
Геохимия является современной наукой, в которой глубоко и всесторонне изучаются природные и техногенные геохимические системы и миграции в них химических элементов. Предметом изучения геохимии являются химические элементы, их поведение в геосферах и земной коре, т.е. история атомов Земли.
Геохимия изучает геолог. процессы на атомарном уровне.
В становления и развитии геохимии нашли отражение две важные особенности современного естествознания: изучение природных явлений на атомарном уровне и возникновение гибридных наук, т.е. "на стыке" различных отраслей знания. Подобные гибридные науки используют для решения стоящих перед ними задач понятийный аппарат и методы разных, часто достаточно далеких друг от друга разделов естествознания (геофизика, биофизика, биохимия и т.д.). Геохимия – также гибридная наука, возникшая на стыке химии и геологии.
Развитие геохимии происходит в тесной связи с другими геологическими науками, физикой, химией, биологией, математикой. Геохимия много получает от этих наук и, в свою очередь, помогает решать стоящие перед ними задачи.
Главная особенность методологии геохимии, установленная В.И. Вернадским и А.Е. Ферсманом, была уже отмечена - исследование геологических процессов на атомарном уровне, с точки зрения судьбы атома в данной системе. Поэтому основная задача геохимии - изучение миграции атомов. В результате миграции происходят концентрация, рассеяние и трансформация вещества на планете. Анализ миграционных процессов - концентрации и рассеяния химических элементов в земной коре и по возможности в Земле в целом - является одной из важных особенностей методологии геохимии.
Геохимическое исследование - это сложный, многосторонний процесс, призванный всесторонне изучить поведение химических элементов в геохимических процессах, протекающих в разноуровневых природных и техногенных системах. Ввиду этого можно выделить три основных аспекта геохимических исследований.
В геохимии процессов изучается миграция химических элементов в определенном процессе, который распространен в различных частях земной коры, в разных системах. Например, выветривание полевых шпатов развивается и в почвах, и в корах выветривания, и в водоносных горизонтах, и в илах и т. д.
В геохимии систем изучается миграция химических элементов в различных системах, для которых характерны противоположные взаимосвязанные процессы. При изучении как систем, так и процессов необходимо исследовать их вещество, энергетику, информацию.
В геохимии элементов объектом анализа служит конкретный химический элемент или группа элементов, их миграция в разных процессах и системах. Данный раздел геохимии включает несколько направлений: геохимию редких элементов, геохимию газов и др.
Геохимия ландшафта – наука о закономерностях миграции, рассеяния и концентрации атомов в ландшафте. Геохимия ландшафтов – комплексная наука. Как производная от ландшафтоведения, она занимается изучением процессов миграции и концентрации эл-тов в ландшафтах. Но эту науку можно рассм. и как раздел геохимии, т.к. ландшафтно-геохим. анализ охватывает все компоненты прир. среды.
История становления геохимии как науки включает в себя множество имен исследователей и огромное количество фактического материала, накопленного и обработанного ими. В XVII в. англичанин Р. Бойль впервые глубоко изучал химию атмосферы и природных вод, а голландец X.Гюйгенс подошел к пониманию жизни как космического явления. В XVIII в. российский ученый М. В. Ломоносов обосновал значение химии для геологии, дал объяснение процессам образования угля, нефти, торфа, трактовал ряд других геохимических проблем в своих знаменитых книгах "О слоях земных" и "О рождении металлов". Француз А.Лавуазье заложил фундамент геохимии газов атмосферы и природных вод.
В XIX в. происходит дальнейшее развитие геохимических идей. Большое значение для накопления фактического материала по геохимии имел труд шведского химика И.Берцелиуса в области химического анализа горных пород, руд, минералов и вод. Он открыл и впервые получил в свободном состоянии ряд химических элементов. В первую половину столетия немецкий ученый А. Гумбольдт много внимания уделял влиянию жизни на окружающую среду, а его соотечественники химики К. Шпренгель и Ю. Либих и французы Ж. Дюма и Ж. Буссенго установили геохимическую роль растений. Их работы послужили основой будущей биогеохимии. Сам термин "геохимия" был предложен в это время швейцарским химиком X. Шён-бейном. Исключительно важную роль для становления геохимии сыграли два великих открытия второй половины века - разработка метода спектрального анализа горных пород Г. Кирхгофом и Р. Бунзеном и периодический закон элементов Д.И. Менделеева.
Становление геохимии, ее развитие в первой половине XX века связано в нашей стране с В.И. Вернадским и А.Е. Ферсманом. На основе гениальных догадок средневековых исследователей и геохимических построений ученых XVIII и XIX вв., благодаря трудам В.И. Вернадского был определен предмет новой науки и установлен круг изучаемых ею проблем. Была завершена предыстория геохимии и началась ее история. Ее становлению способствовали открытия начала XX в., оформившие представление об атоме как о вполне реальной и сложной природной системе.
Изучение В.И. Вернадским с помощью спектрального анализа содержания в горных породах редких и рассеянных элементов позволило ему создать представление о "неминеральной", "рассеянной" форме нахождения химических элементов в природе. Он пришел к выводу о всеобщем рассеянии химических элементов, о том, что "все элементы есть везде". Геохимические исследования А.Е. Ферсмана на Кольском полуострове привели не только к выдающимся теоретическим результатам, но и к открытию крупнейших месторождений апатитов и другого минерального сырья, а в дальнейшем и к созданию первого в мире горнопромышленного центра за Полярным кругом. Большое значение имели экспедиции Ферсмана в Среднюю Азию, на Урал и в другие рудные, провинции СССР. В 1933-1939 гг. он опубли- ковал четыре тома "Геохимии" - первое систематическое изложение этой науки. Так возникла региональная геохимия, основателем кото- рой был А.Е. Ферсман, а В.И. Вернадский заложил основы биогеохи- мии - науки о геохимической роли организмов. В нашей стране в зна- чительной мере под влиянием монографии В.И; Вернадского:"Исто- рия природных вод" (1933-1936) стал формироваться,новый.,раздел геохимии - геохимия природных вод. В то же время А.Е. Ферсман на- чал заниматься геохимией техногенеза, однако заинтересовавшие его вопросы не привлекли внимание и не, оформились в самостоятельное научное, направление.
В этот период геохимики значительное внимание уделяют миграции элементов в ионной и молекулярной формах в растворах и расплавах. В связи с этим большое значение приобрели такие параметры ионов, как их размер (радиус) и заряд (валентность). В 1926 г. радиусы ионов для большинства элементов вычислил немецкий ученый В.М. Гольдшмидт. Он сформулировал первый закон кристаллохимии и правила изоморфизма. Влияние его идей было столь велико, что основное развитие геохимии в 30-х и 40-х годах XX столетия по-
шло по физико-химическому направлению. Много внимания уделялось и проблеме среднего содержания элементов в земной коре и других природных системах (исследования Ф.У. Кларка с сотрудниками в США, В.М. Гольдшмидта в Норвегии и Германии, В.И. Вернадского и А.Е Ферсмана в СССР).
Техногенное загр-е сказывается в первую очередь на функционир-и экосистем и опр-ся способностью хим. эл-тов включаться в прир. циклы миграции. При этом биотич. компоненты экосистем поглощают содержащиеся в почве, воде и атмосфере хим. эл-ты в определ-м соотношении и производят их направленное перераспределение.
Прогноз возможных экол. последствий антропогенного возд-я нельзя вести без знаний закономерностей миграции элементов через экосистемы. Таким образом, первым принципиальным положением оценки техногенного загрязнения явл. установление форм миграции токсичных элементов (свинец, кадмий, ртуть и др.) и элементов, необх. для обеспечения нормальной жизнед-ти орг-мов (медь, кобальт, марганец, мышьяк, молибден и др). При этом необходимо знание путей миграции элементов по всем звеньям трофической цепи; вторым принципиальным положением при выявлении техногенного загр-я явл. выбор оцениваемых элементов и достоверное определение их фоновых сод-й в различных средах.
23 Распространенность химических элементов и особенности среднего состава литосферы, гидросферы, атмосферы и живого в-ва.
Земля - третья планета от Солнца, после Меркурия и Венеры. Ее радиус - 6378 км, объем - 1,08 • 1012 км3, масса - 5,98 • 1027 г, плотность составляет 5,52 г/см3. Земля имеет азотно-кислородную атмосферу.
Атмосфера Земли. Это газовая оболочка планеты, масса которой 5,15 * 1015 т. Большая часть атмосферы (около 90%) сосредоточена в слое до высоты 16 км. Средний химический состав сухой атмосферы, по X. Юнгу (%): N2 - 78,09; 02-20,95; Аr-0,93; СО2-0,03; Ne - 0,0018. Другие газы - Не, СН4, Кг, N20, Н2, Хе, 03 – составляют в сумме менее 0,001%.
Гидросфера. Гидросферу как геосферу принято понимать в узком и широком смысле слова. Гидросфера в узком смысле слова -это прерывистая оболочка, состоящая из соленой (моря, океаны) пресной (реки, озера, водохранилища) и твердой (снежный покров, ледники) воды. Гидросфера в широком смысле слова - это непрерывная оболочка системы вода - пар, включающая упомянутую уже собственно гидросферу, а также пронизанную водой или парами воды литосферу, биосферу и атмосферу.
Вода в гидросфере распределена неравномерно, млн.км3: Мировой океан – 1372, литосфера – 600, материковый лед – 23, водоемы суши – 1, в атмосфере Земли пары воды сост. примерно 13 тыс.км3. Общая масса воды в гидросфере оценивается в 2*1018 т. Из них на долю М.о, т.о., приходится примерно 68%. Для поверхностной части гидросферы морская вода составляет примерно 98% ее массы. Ежегодно с поверхности Земли испаряется более 0,5 млн.км3 воды, что равно примерно половине объема всех водоемов суши. Водяные пары атмосферы обновляются в течение 10 суток. вода рек в рез-те стока сменяется сменяется каждые 12 суток, озер – каждые 10 лет. Воды Мирового океана полностью сменяются каждые 3 тыс. лет.
Поскольку морская вода составляет по разным оценка от 94 до 98 % массы гидросферы, можно считать, что средний хим. состав гидросферы в узком понимании – это средний состав морской воды.
Концентрация главных ионов океанич. воды нормальной солености (35 г/кг) (по Скирроу)
анионы
Концентрация, г/кг
катионы
Конц. г/кг
Cl-
19,354
Na+
10,759
SO42-
2,712
Mg2+
1,294
HCO3-
Ca2+
0,413
Br-
0,067
K+
0,387
F-
0,001
Sr2+
0,008
В морской воде всегда растворено большее или меньшее кол-во газов. Макс. сод-е О2 (7-8 мг/л) приурочено к пов-му слою воды до глубин 150-200 м. С глубиной сод-е О2 падает до 0,5 мг/л, а в местах, зараженных H2S, доходит до нуля. Сод-е СО2 наоборот растет с глубиной и достигает максимума в наиболее глубоких, холодных слоях. В целом океан зимой поглощает СО2, а летом выдел. ее в атм-ру.
Диапазон сод-я всех ныне известных хим. эл-тов в морской воде от самого распр-го О до редчайшего Ас (арсеникум) сост. 22 порядка. При этом, подобно земной коре, основу массы гидросферы сост. всего лишь 5 эл-тов: О-85,8, Н-10,7, Cl – 1,93, Mg – 1,13, Na – 1,03 масс.%.
Солевой баланс океана регулируется многими факторами. Среди них важнейшими явл: снос осадков с материков, вулканическая и гидротермальная д-ть на активных участках дна океанов, растворимость соединений в морской воде и др.
Всего в океане растворено 5*1022 г солей. В силу большой растворимости соединений Na, Li, Mg, Cl, S и им подобных в водах океана они содержатся в бо-льших кол-вах, чем в реках. Труднорастворимые соед-я типа CaCO3, BaSO4, Fe(OH)3 и их аналоги быстро осаждаются. Тяжелые элементы Cu, Zn, Pb, Mo, Hg, U сорбируются орг. вещ-вом, гидратами железа и марганца, фосфатами кальция, силикатами и их сод-е в воде океанов оказывается более низким, чем это следует из их растворимости.
Отмирая, опускаясь на дно и разлагаясь, биогенные продукты обогащают донные отложения Cu, Zn, Ni, Co, Mo, Ag, Pb и др. Биота извлекает из морской воды.
Литосфера.
Средний хим. состав земной коры (Кларк), %:
Кислоро
- 46,28
К
емний
- 28,02
Алюминий
- 8,14
Железо
- 5,58
Кальций
- 3,27
Магний
- 2,77
Калий
- 2,47
Натрий
- 2,43
Титан
- 0,33
Фосфор
- 0,10
Отдавая должное трудам Ф. Кларка, А.Е. Ферсман в 1923 г. предложил термином и кларк" обозначать среднее содержание химического элемента в земной коре, какой-либо ее части, Земле в целом, а также в планетах и других космических объектах. Среднее содержание элементов в Земле и земной коре можно выражать в разных единицах: массовых, объемных и атомных кларках.
Современные методы - радиометрия, нейтронно-активацион-НЫЙ, атомно-адсорбционный и другие - позволяют с большой точностью и чувствительностью определять содержание химических элементов в горных породах и минералах.
Со дня опубликования первой таблицы Ф. Кларка прошло более 100 лет, и общая картина распространенности элементов выявилась достаточно отчетливо. Прежде всего, подтвердилось гениа.лыюе положение В.И. Вернадского о рассеянном состоянии химических ню-ментов. Для йода, гафния, скандия, рубидия, индия, цезия, радия и некоторых других редких элементов рассеянное состояние является основным, так как они почти или не образуют собственные минералы; для большинства элементов - преобладающим, и только для кислорода, кремния, алюминия, железа,
Таким образом, все элементы есть везде, в каждом грамме горной породы, в каждой капле природной, воды; речь может идти только о недостаточной чувствительности современных методов анализа, не позволяющих пока определить содержание того или иного элемента в данном объекте природы. Это положение о всеобщем рассеянии.химических элементов советский геохимик Н.И. Сафронов предложил именовать законом Кларка - Вернадского.
Среднее сод-е (кларки) нек-х эл-тов в земной коре
Элементы
Ф.Кларк и Г.Вашингтон
А.Ферсман
O
49,52
49,13
Si
5,75
26,0
Al
7,51
7,45
Fe
4,70
4,20
Ca
3,29
3,25
Na
2,64
2,40
K
2,40
2,35
Mg
1,94
2,25
Ti
0,58
0,61
Т.о., почти половина земной коры сост. из одного элемента – кислорода. На втором месте – кремний, на втором – алюминий. В сумме эти эл-ты составляют более 80%.
В ландшафтах в общем преобладают те же элементы, что и в литосфере, но в нем бо-льшую роль играют углерод, водород, азот, хлор, поступ. гл. образом из атмосферы и гидросферы.
Элементы с низкими кларками (приблизительно менее 0,01%) в геохимии называются редкими. Некоторые из них концентрируются в земной коре. Например, на участках медных, цинковых и свинцовых месторождений Zn, Си, РЬ могут быть главными элементами ландшафта. Элементы, которые обладают и низкими кларками, и малой способностью к концентрации, рассеяны в земной коре и во всех породах, почвах, минералах встречаются в ничтожных количествах. Такие элементы называются редкими рассеянными; их роль в ландшафте всегда второстепенна (Ra, Sc, Cd, In, Ga, Hf, Re и др.).
Распространенные химические элементы, определяющие существенные и характерные особенности данного ландшафта, именуются типоморфными. К ним относятся Са, Н (вернее водородный ион), Fe, S, Сl и другие элементы. Это позволяет говорить о кальциевых, кислых и прочих ландшафтах (например, кальциевая и кислая тайга).
Различия в кларках приводят к тому, что химическое сходство элементов отнюдь не означает их «геохимического сходства». Так, например, у натрия кларк высокий (2,50), поэтому его много в ландшафтах. В солончаках, соляных озерах он обусловливает геохимическое своеобразие ландшафта, физико-химические условия среды, т.е. является типоморфным. Цезий в химическом отношении похож на натрий, но его кларк мал (3,7*10-4) и влияние на геохимические особенности ландшафта невелико. Он не определяет физико-химические условия среды и мигрирует в той обстановке, которая создана главными элементами.
Чем больше кларк элемента, тем выше его содержание в природных водах, а следовательно, и больше вероятность образования насыщенных растворов, осаждения минералов. Редкие и особенно редкие рассеянные элементы, как правило, не насыщают природные воды, в связи с чем число их минералов невелико. Например, для кальция известно 385 минералов (кларк 3,96), а его химический аналог радий (кларк около 10-10) не образует ни одного собственного минерала.
Когда был установлен средний состав земной коры, естественно, возник вопрос, в чем причина столь неравномерного распространения элементов. Выяснилось, что кларки не зависят от строения внешних электронных орбит атомов (числа валентных электронов и т. д.), определяющих химические свойства элементов.
Образование и химический состав живого вещества
Совокупность живых организмов, выраженную в единицах массы и энергии, В.И. Вернадский назвал живым веществом. С этим понятием связано создание учения о биосфере. Науку о влиянии жизни на геохимические процессы Вернадский назвал биогеохимией.
Биогенная миграция химических элементов в ландшафте определяется следующими противоположными и взаимосвязанными процессами: 1) образованием живого вещества из элементов окружающей среды; 2) разложением органических веществ.
В совокупности указанные процессы образуют единый биологический круговорот атомов (БИК).
Живое вещество образуется из неорганических соединения в процессе фотосинтеза. Растения, поглощая из окружающей среды углекислый газ и воду, создают органические соединения, обладающие большим запасом внутренней энергии.
Углерод и водород органических соединений, а также выделив- ншйся при фотосинтезе свободный кислород "зарядились" солнечной энергией, поднялись на более высокий энергетический уровень и стали "геохимическими аккумуляторами".
Однако растения состоят не только из углерода, водорода и кислорода, но также из азота, фосфора, калия, кальция и многих других химических элементов в виде простых химических соединений, которые они получают уже не из воздуха, а из почвы или воды (для водных растений). В растениях поглощенные химические элементы входят в состав сложных, богатых энергией органических соединений (например;'азот и сера содержатся в белках, фосфор - в нуклеопро-теидах) и; также являются 'геохимическими аккумуляторами. Этот процесс называется биогенной аккумуляцией минеральных соединений. Благодаря биогенной аккумуляции элементы из воды и воздуха переходят в менее подвижное состояние в живых организмах, т.е. их миграционная способность понижается.
Живые организмы в основном состоят из элементов, образующих газообразные (воздушные мигранты) и растворимые (водные мигранты) соединения. Главную массу живого вещества (более 98%) составляют воздушные мигранты - О, С, Н, N. Живое вещество - это в первую очередь "кислородное вещество", так как содержание кислорода составляет в нем 70%. Большая часть кислорода связана с водородом и образует воду, количество которой обычно превышает 50%. Особенно много ее в водных организмах - более 90%, а в отдельных животных - даже свыше 99,7%. Но и организмы суши также содержат много воды: травы - более 85%, крупные млекопитающие - свыше 60% и только в спорах и семенах растений обычно не более 15% воды. Меньшая часть О и Н живого вещества входит в состав белков, жиров, углеводов и других органических соединений.
Из водных мигрантов в организмах преобладают наиболее подвижные элементы: кальция больше, чем алюминия и железа, калия больше, чем кремния, и т.д. (в земной коре наоборот). В живом веществе в целом мало ядовитых элементов (урана, ртути, селена и др.), хотя они и образуют растворимые соединения, низко содержание циркония, титана, тантала и других малоподвижных элементов.
Кларки концентрации элементов в живом веществе называют биофильностью элементов. Наибольшей биофильностью обладает С (7800), менее биофильны N (160) и Н (70). Близки по биофильности анионогенные элементы - О (1,5), С1 (1,1), S (1), Р (0,75), В (0,83), Вг(0,71) и т.д. Наименее биофильны Fe (0,002) и А1 (0,0006), Эти зависимости подтверждают вывод о том, что живое вещество в основном состоит из элементов, образующих газообразные и растворимые соединения; его состав лучше коррелируется с составами гидросферы и атмосферы.
Преобладание в ландшафтах определенных систематических групп организмов, огромное разнообразие климата и геологического строения обусловливают своеобразие химического состава живого вещества конкретных ландшафтов, его, отличие от среднего-состава живого вещества Земли. Так, живое вещество солончаков обогащено натрием, хлором и серой; в живом веществе ;степей много кальция, но мало алюминия, железа и марганца; организмы влажных тропиков, напротив, бедны кальцием и богаты алюминием.
24 Миграция химических элементов в земной коре, внешние и внутр. факторы миграции.
Геохимические процессы выражаются в непрерывном и прерывистом перемещении вещ-в в оболочках Земли – миграции хим. эл-тов.
