47 Геохимические аномалии

Геохимическая аномалия - участок земной коры (или поверхности земли), отличающийся существенно повышенными концентрациями каких-либо химических элементов или их соединений по сравнению с фоновыми значениями и закономерно расположенный относительно скоплений полезных ископаемых (рудного тела, нефтяной или газовой залежи и др.).

Геохимические исследования основаны на изучении распределения и распространения элементов или их соединений в горных породах, водах, атмосфере, растительности и т.д. Они состоят из определения геохимического фона, выявления геохимических аномалий и сравнения их с фоновыми или с предельно допустимыми значениями. Геохимические аномалии характеризуются повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями соединений или химических элементов.

Помимо природных существуют аномалии, связанные с отвалами, карьеров, шахт, отстойниками.

В районе месторождений геохимические аномалии образуют первичные ореолы в горных породах, вторичные – в почвах и рыхлых отложениях. Аномалии наблюдаются также в воздухе, водных потоках и снежных покровах. Изучение геохимических аномалий позволяет оконтуривать месторождения и выделять площади загрязнения, прослеживать потоки рассеяния химических элементов и пути их миграции, что особенно актуально для современного мира.

48 Техногенные геохимические аномалии

Загрязнение окружающей среды в значительной степени связано с численностью населения, промышленным производством, потреблением топлива. В настоящее время широкое распространение получают техногенные геохимические аномалии. Выделяют следующие группы техногенных геохимических аномалий:

1. Глобальные – например, содержание радионуклидов (в результате ядерных испытаний);

2. Макрорегиональные – например, выбросы серы (Европа, Северная Америка, Юго-Восточная Азия); играет роль не только наличие выбросов на данной территории, но и трансграничный перенос;

3. Региональные – от конкретных единичных, но очень мощных источников, например, Чернобыль, крупные промышленные города, районы; районы нефтедобычи.

4. Локальные – отдельные предприятия, автомагистрали.

Карты аномалий обычно составляются на основе значений коэффициента аномальности K_a = C_i/C_b, где С_i – содержание элемента в данном объекте, C_b – фоновое содержание. Такие карты часто используются для поиска полезных ископаемых, для оценки загрязнения окружающей среды. Источники воздействия. Оценка природно-геохимического фона территории Геохимическое состояние городской среды наряду с природными условиями определяется количеством техногенных источников, находящихся на территории города, их расположением, мощностью и качественным составом загрязняющих веществ. В крупных промышленных центрах происходит аккумулятивное воздействие на природную среду и человека различных видов производств, транспорта, муниципальных и других отходов. Главные источники загрязнения – неутилизированные промышленные и коммунально-бытовые отходы, содержащие токсичные химические элементы. Техногенные отходы подразделяются на жидкие и твердые отходы (преднамеренно собираемые и депонируемые), стоки (поступают в окружающую среду в виде жидких потоков, содержащих твердые взвешенные частицы) и выбросы (рассеяние в атмосфере загрязняющих веществ в твердой, жидкой и газообразной форме). Для проведения мониторинга техногенные отходы делятся на организованные (поступают в окружающую среду через специальные устройства) инеорганизованные (утечки и выбросы в системах трубопроводов, канализации, при авариях, перевозке отходов). По степени аномальности относительно кларков литосферы первое место занимают выбросы предприятий (в пыли особенно сильно концентрируются вольфрам, сурьма, свинец, кадмий, никель), немного меньше нагрузка от отходов, третье место занимают стоки.  Среди выбросов 27% составляет электроэнергетика, 20% цветная металлургия, 15% черная металлургия. Три главных мировых центра выбросов вредных веществ – Европа, США, Китай. Атмосферный воздух в городах обычно загрязнен оксидами серы и азота, пылью, но особенно опасны повышенные концентрации специфических для каждого вида производства загрязнителей. Основная масса микроэлементов в атмосфере входит в состав аэрозолей. Интенсивность загрязнения воздуха в городах зависит от целого ряда ландшафтных факторов, в первую очередь, от метеорологической ситуации и рельефа местности. По стоку: 21% деревообработка, 17% химическая промышленность, 12% электроэнергетика. Твердые отходы по отраслям: черная металлургия – Mn, Cr, V (~n-10n, сравнимы с кларком); цветная металлургия – Zn, Pb (1000n); Cu, Cr (100n); машиностроение – Cd (1000n); Mn, Cr, W (10-100n); химическая промышленность – Cd, Co (1000n); легкая промышленность – Cr (1000n). Для оценки источников воздействия важно сначала провести оценку природно-геохимического фона окружающей территории. Такая оценка включает получение детальной информации о региональной литогеохимической и биогеохимической специализации эталонных фоновых участков, расположенных вне влияния промышленного и сельскохозяйственного загрязнения, их радиальной и латеральной структуре.

Версия 2

ТЕХНОГЕННЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АНОМАЛИИ – (от греч. anomalia), являются отклонением от нормы содержания химических веществ, свойственной данному участку биосферы (см.) (или одной из ее составных частей); в отличие от природных геохимических аномалий (см.) (месторож дения, рудопроявления) техногенные аномалии возникают в результате деятельности людей. В классификации Т.г.а., предложенной А.И. Перельманом (1978 г.), выделяются техногенные аномалии как с повышенным (положительные), так и с пониженным (отрицательные) геохимическим фоном (см.). Размеры Т.г.а. колеблются в широких пределах. Аномалии, охватывающие весь земной шар или большую его часть, могут быть названы глобальными. Их примером служит повышенное содержание CO ₂ в атмосфере в результате сжигания угля и нефти или накопления стронция после ядерных взрывов. Региональные Т.г.а. распространяются на части материков, отдельные страны, зоны, области, провинции. Они возникают в результате применения минеральных удобрений, ядохимикатов и т.д. Локальные аномалии связаны с конкретным эпицентром (рудником, заводом и т.д.), их радиус не превышает десятков километров. К локальным геохимическим аномалиям относятся, например, повышенное содержание металлов в почвах (см.) и водах вокруг некоторых металлургических комбинатов и других предприятий промышленности и энергетики.

Т.г.а. образуются в различных средах, и по этому признаку их можно разделить на педогеохимические (в почвах), литогеохимические (в породах, см.), гидрогеохимические (в водах), атмогеохимические (в атмосфере) и биогеохимические (в организмах). Последние в свою очередь представлены фито-, зоо- и антропогеохимическими аномалиями. Однако обычно Т.г.а. захватывают в сферу влияния техногенного потока несколько сред и образуют сложно построенные по форме, протяженности, составу и характеру дифференциации веществ техногенные ореолы (см.) и потоки рассеяния (см.). По отношению к окружающей среде (см.) все техногенные геохимические аномалии А.И. Перельман делит на три типа: — полезные аномалии, улучшающие среду, делающие ее более пригодной для жизнедеятельности человека (см.). Примером служат геохимические аномалии карбонатов щелочноземельных металлов вокруг предприятий строительных материалов, в частности, вокруг цементных заводов, расположенных в таежной зоне с сильнокислыми и кислыми почвами, в результате почвы в зоне воздействия предприятия становятся нейтральными и слабощелочными, что более благоприятно для использования их в сельском хозяйстве; вредные Т.г.а. (с повышенной концентрацией токсичных веществ), ухудшающие условия существования человека, растений и животных (эти аномалии привлекают большое внимание в связи с загрязнением (см.) окружаюшей среды), нейтральные Т.г.а., не оказывающие определенного влияния на экологические свойства окружающей среды, на здоровье (см.) людей. Так, концентрация железа и алюминия в почвах городов, по-видимому, не служит непосредственной причиной, влияющей на здоровье человека.

По особенностям формирования можно выделить Т.г.а. трех основных видов: — аномалии, формирующиеся на техногенных геохимических барьерах (см.), при этом могут концентрироваться элементы, поступающие в результате природной и техногенной миграции. Так, на водохранилищах у барьеров в приплотинной части происходит концентрация целого ряда элементов (в том числе тяжелых, токсичных), мигрировавших в виде растворов и взвесей, — аномалии, образующиеся на природных геохимических барьерах за счет поступления в миграционный поток элементов, связанных с антропогенной деятельностью. Такие аномалии чаше всего встречаются вблизи промышленных предприятий, на механических, сорбционных и других природных барьерах, — аномалии (отрицательные), возникающие за счет интенсивного антропогенного выноса элементов. Примером такого выноса служит растворение и перенос целого ряда элементов и их соединений кислыми и щелочными водами, поступающими в результате откачки на поверхность Земли.

Т.г.а. с повышенным содержанием техногенных веществ (см.) (в сравнении с нормальным геохимическим фоном) возникают: 1. При единовременных аварийных выбросах техногенных веществ (при аварийных разливах нефти в акваториях, аварийных сбросах загрязненных сточных вод и др). 2. В результате ограниченного во времени, но интенсивного техногенного воздействия (разработка месторождений полезных ископаемых: по выработке месторождения активная деятельность прекращается, но последствие — геохимическое воздействие на окружающую среду отвалов вскрышных пород — длительное время продолжается и поддерживает существование техногенного геохимического ореола). 3. В результате стационарного режима воздействия источника техногенных веществ на окружающую среду (заводы, фабрики, теплоэлектроцентрали, промышленные комплексы в целом, сельскохозяйственные предприятия, автомагистрали и другие постоянно действующие объекты). В первых двух случаях Т.г.а., хотя и резко выражены, относятся к остаточным. Продолжительность их существования зависит от степени первоначального нарушения функций живого вещества экосистемы и от совокупности ландшафтно-геохимических условий, способствующих или затрудняющих самоочищение данной системы от загрязняющих веществ (cм. самоочищающая способность). В случае стационарного источника загрязнения на начальном этапе его функционирования аномалии имеют аккумулятивный характер, т.е. усиливаются, а затем в зависимости от интенсивности источника и условий рассеяния и самоочищения среды приобретают стационарный характер по уровню содержания элементов. Число Т.г.а. непрерывно возрастает. Они начинают играть существенную роль в биосфере.