Երկրաքիմիական արգելք հասկացությունը կապված է շրջակա միջավայրի տեխնածին աղտոտման հետ՝ քիմիական նյութերի արտագաղթի հետևանքով տեղումների, ստորգետնյա կամ մակերևութային ջրերի հոսքերի հետ մեկտեղ: Վնասակար միացությունների կոնցենտրացիան կարող է հասնել վտանգի 1-ին դասի, և դրանց առավելագույն թույլատրելի արժեքները կարող են մի քանի անգամ գերազանցվել, ինչը հանգեցնում է ստորերկրյա ջրերում և ջրամբարներում երկրաքիմիական անոմալիաների առաջացմանը նույնիսկ աղտոտման աղբյուրից մեծ հեռավորության վրա: Երկրաքիմիական արգելքների ուսումնասիրությունները նոր տեղեկություններ են տվել թունավոր միացությունների շարժունակության նվազեցման հնարավորության մասին։
Սահմանում
«Երկրաքիմիական արգելք» տերմինն առաջին անգամ ներմուծել է ռուս գիտնական Ա. Ի. Պերելմանը։ Դրա էությունը երկրակեղևի տարածքի նշանակման մեջ է, որտեղ նկատվում է միգրացիայի ինտենսիվության և քիմիական նյութերի կոնցենտրացիայի կտրուկ նվազում: Արդյունքում տեխնածին դիսպերսիայի վիճակից անցնում են կայուն հանքային միավորումների։ Այս խոչընդոտները օգտագործվում ենպաշտպանել շրջակա միջավայրը արդյունաբերական աղտոտվածությունից:
Այս տեսությունն առավել լայնորեն կիրառվում է էկոլոգիայի, երկրաբանության, լանդշաֆտների, օվկիանոսների և ծովերի երկրաքիմիայի մեջ։ Արգելքի պարզ օրինակ է երկաթի իոններով հագեցած ստորերկրյա ջրերի միգրացիան: Գետնի տակ այս տարրը գրեթե ամբողջությամբ լուծարվում է հեղուկի մեջ։ Մակերեւույթին հասնելով՝ երկաթը թթվածնի ազդեցությամբ օքսիդանում է, իսկ մետաղը նստում է աղի տեսքով, այսինքն՝ անցնում է հանքային փուլ։ Նույն երեւույթը նկատվում է, երբ երկաթի լուծույթը տեղափոխվում է ջրատար խողովակներով։ Այս դեպքում նրանք խոսում են տեխնածին պատնեշի մասին։
Երկրաքիմիական խոչընդոտները և դրանց դասակարգումը
Խոչընդոտներն առանձնանում են մի քանի հատկանիշներով.
- Ըստ ծագման (գենետիկ դասակարգում)՝ բնական; տեխնածին (առաջանում է մարդու գործունեության ընթացքում); բնական-տեխնոլոգիական.
- Ըստ չափի՝ մակրոերկրաքիմիական արգելքներ, որոնցում միգրացիոն գործընթացների նվազում է տեղի ունենում հազարավոր մետրի կարգի հեռավորությունների վրա. մեզոբարիներ (մի քանի մետրից մինչև 1 կմ); միկրոպատնեշներ (մի քանի միլիմետրից մինչև մի քանի մետր):
- Նյութերի շարժման բնույթով. երկկողմանի - տարբեր կողմերից հոսքերի միգրացիա, տարբեր տեսակի միավորումներ կարող են տեղակայվել պատնեշում (ցուցված է ստորև նկարում); կողային (ենթահորիզոնական); բջջային; ճառագայթային (ենթաուղղահայաց).
- Ըստ նյութերի ներթափանցման ձևի՝ դիֆուզիոն; ներթափանցում.
Բնական և տեխնածին տեսակներ
Երկրաքիմիական արգելքների վերը նշված տեսակների շարքում առանձնանում են հետևյալ դասերը՝
- Մեխանիկական. Նյութերի միգրացիայի ժամանակ դրանց փուլը չի փոխվում, բայց շարժվում են (առավել հաճախ՝ կենսոլորտի ներսում)։ Օրինակ՝ բեկորների գլորումը լեռների լանջերով:
- Ֆիզիկական-քիմիական. Արգելքներն առաջանում են ֆիզիկաքիմիական միջավայրի փոփոխությունների արդյունքում։ Ներկայումս երևույթների այս դասը ամենաուսումնասիրվածն ու համակարգվածն է (նրա նկարագրությունը տրված է ստորև):
- Կենսաերկրաքիմիական (ֆիտոարգելքներ և կենդանաբանական արգելքներ). Նրանց բնորոշ է պետության ձևի փոփոխությունը և միգրացիոն փոքր ճանապարհը։ Ամենից հաճախ նման արգելքը կապված է կենդանիների և բույսերի կենսագործունեության արդյունքում քիմիական տարրերի կուտակման հետ։ Այս դասը ներառում է ինչպես բնական, այնպես էլ տեխնածին երկրաքիմիական խոչընդոտները (թափոնների միգրացիան գյուղատնտեսական հողերում և արոտավայրերում):
Բարդ խոչընդոտներ
Երբ այս երևույթների մի քանի դասեր տարածվում են տիեզերքում, առաջանում է բարդ երկրաքիմիական արգելք, որը մեկուսացված է առանձին անկախ կատեգորիայի մեջ: Գիտնականները կարծում են, որ բնական պայմաններում նման պատնեշները զբաղեցնում են առաջատար տեղերից մեկը։ Օրինակ՝ թթվածնի և կլանման արգելքների համադրությունը լեռնային տարածքներում.
- աղբյուրները, որոնք բարձրանում են դեպի երկրի մակերևույթ ցայտնոտ հորիզոններով, հագեցված են լուծված երկաթի հիդրօքսիդներով, որոնք օքսիդանում են մթնոլորտային օդի (թթվածնային արգելք) ազդեցության տակ;
- նվազող կոլոիդները լավ սորբենտներ են ուրիշների համարքիմիական միացություններ;
- արդյունքում ձևավորվում է երկրորդ կլանման արգելքը։
Բարդ արգելքների մեծ դերի մասին է վկայում նաև այն, որ դրանց շնորհիվ գոյացել են բազմաթիվ օգտակար հանածոների հանքավայրեր։
Ֆիզիկական և քիմիական խոչընդոտների տարատեսակներ
Տարբերում են ֆիզիկական և քիմիական խոչընդոտների հետևյալ տեսակները՝
- Թթվածին. Օքսիդացումը տեղի է ունենում պատնեշին մոտեցող ջրերում մեծ քանակությամբ ազատ թթվածնի առկայության դեպքում:
- Սուլֆիդ (ջրածնի սուլֆիդ): Նյութերի նստեցում H2S.
- Գլի. Այս արգելքը բնութագրվում է վերականգնող ռեակցիայով (առանց ազատ թթվածնի և ջրածնի սուլֆիդի):
- Ալկալային. Թթվայնության նվազման արդյունքում առաջանում են հիդրօքսիդներ և կարբոնատներ, որոնք նստվածքից վերածվում են չլուծվող նստվածքի։
- Թթու. pH-ի նվազմամբ նկատվում է քիչ լուծվող աղերի առաջացում։
- Գոլորշիացնող. Միգրացիոն նյութերի կոնցենտրացիան մեծանում է ջրի գոլորշիացման և աղի բյուրեղացման պատճառով։
- Սորբցիա. Բնական սորբենտների (կավ, հումուս և այլն) շնորհիվ որոշ նյութերի արդյունահանում կա։
- Թերմոդինամիկ. ճնշման և ջերմաստիճանի կտրուկ տատանումներով նյութերի կոնցենտրացիայի և տեղումների ավելացում. Այս գործընթացն առավել ցայտուն է ածխաթթու պարունակող ջրերում։
ենթադասեր
Ֆիզիկական և քիմիական արգելքների խմբի մեջ կա նաև աստիճանավորում ըստ ենթադասերի։ Ընդամենըդրանք 69-ն են: Նրանք տարբերվում են թթու-բազային բնութագրերով յուրաքանչյուր տեսակի արգելքների համար:
Մեխանիկական խոչընդոտների թվում կան ենթադասեր՝ կախված միգրացիոն հոսքում նյութի ագրեգացման վիճակից և այլ բնութագրերից.
- հանածոներ և իզոմորֆ կեղտեր;
- լուծված գազեր (գոլորշու);
- կոլոիդային համակարգեր;
- սինթետիկ ծագման միացություններ;
- կենդանիներ և բույսերի օրգանիզմներ.
Օրինակներ
Ֆիզիկաքիմիական դասի երկրաքիմիական խոչընդոտների պարզ օրինակները հետևյալն են.
- Անտառներում խոնավ կլիմայական պայմաններում ձևավորվում է թափված տերևների հզոր աղբ: Նման պայմաններում ստորերկրյա ջրերի տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք թթվածնով աղքատ են: Արդյունքում հողից տարրալվացվում են քիմիական տարրերը, այդ թվում՝ մանգանը և երկաթը։ Երբ նրանք հասնում են մակերեսին, դրանց օքսիդացումը սկսվում է չլուծվող հիդրօքսիդների առաջացմամբ (թթվածնային արգելք)։ Այս մեխանիզմը հանգեցնում է բնական ծծմբի հանքավայրերի ձևավորմանը։
- Եթե բարձր հողամասում կան երկաթի և այլ մետաղների սուլֆիդներ պարունակող օգտակար հանածոների հանքավայրեր, ապա բնական տեղումներով դրանց լվացումը նպաստում է շրջակա միջավայրի թթվային ռեակցիայով ստորերկրյա ջրերի առաջացմանը: Հարթավայրերում բարձր խոնավության և անաէրոբ (թթվածնից զերծ) պայմաններում սուլֆատները վերածվում են սուլֆիդների (սուլֆիդային արգելք)։ Պղնձի, սելենի և ուրանի հանքավայրերը հաճախ սահմանափակվում են նման մեխանիզմով:
- Եթե հողը կազմված է կրաքարիցապարները, ապա խոնավ կլիմայական պայմաններում քայքայվող օրգանական մնացորդների ազդեցությամբ տարրալվացվում են երկաթը, նիկելը, պղինձը, կոբալտը և այլ տարրեր։ Կրաքարերը ստեղծում են ալկալային երկրաքիմիական պատնեշ, որն օգնում է չեզոքացնել թթվային ստորերկրյա ջրերը և ձևավորել չլուծվող հիդրօքսիդներ:
Սոցիալական խոչընդոտներ
Ժամանակակից երկրաքիմիայում առանձնանում է նաև նոր ենթադաս՝ սոցիալական երկրաքիմիական խոչընդոտները։ Նրանց տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ նրանք նախկինում բնական պայմաններում չեն առաջացել այն միացությունների համար, որոնք կենտրոնացած են դրանց վրա: Այս ենթադասի խոչընդոտները դիտարկվում են միայն տեխնածին կամ բարդ երկրաքիմիական խոչընդոտների համատեքստում:
Դրանց թվում կան 4 ենթադաս՝
- կենցաղային (պինդ կամ հեղուկ կենցաղային թափոնների աղբավայրեր);
- շինարարություն;
- արդյունաբերական;
- խառը խոչընդոտներ (շինարարական, արդյունաբերական և կենցաղային թափոնների աղբավայրեր):
