Die konsep van 'n geochemiese versperring word geassosieer met mensgemaakte besoedeling van die omgewing as gevolg van die migrasie van chemikalieë saam met neerslag, ondergrondse of oppervlakwatervloei. Die konsentrasie van skadelike verbindings kan gevaarklas 1 bereik, en hul maksimum toelaatbare waardes kan verskeie kere oorskry word, wat lei tot die voorkoms van geochemiese afwykings in grondwater en reservoirs, selfs op groot afstande van die bron van besoedeling. Studies van geochemiese hindernisse het nuwe inligting verskaf oor die moontlikheid om die mobiliteit van giftige verbindings te verminder.
Definisie
Die term "geochemiese versperring" is die eerste keer deur die Russiese wetenskaplike AI Perelman bekendgestel. Die essensie daarvan lê in die aanwysing van die area van die aardkors, waar daar 'n skerp afname in die intensiteit van migrasie en die konsentrasie van chemikalieë is. As gevolg hiervan gaan hulle oor van die toestand van tegnogene verspreiding na stabiele mineraalassosiasies. Hierdie hindernisse is gewoond aanbeskerm die omgewing teen industriële besoedeling.
Hierdie teorie word die meeste gebruik in ekologie, geologie, geochemie van landskappe, oseane en seë. 'n Eenvoudige voorbeeld van 'n versperring is die migrasie van grondwater wat met ysterione versadig is. Onder die grond is hierdie element byna heeltemal in die vloeistof opgelos. By die bereiking van die oppervlak word yster onder die invloed van suurstof geoksideer, en die metaal presipiteer in die vorm van 'n sout, dit wil sê dit gaan in die minerale fase. Dieselfde verskynsel word waargeneem wanneer ysteroplossing deur waterpype vervoer word. In hierdie geval praat hulle van 'n mensgemaakte versperring.
Geochemiese hindernisse en hul klassifikasie
Hindernisse word deur verskeie kenmerke onderskei:
- Volgens oorsprong (genetiese klassifikasie): natuurlik; tegnogenies (wat ontstaan in die proses van menslike aktiwiteit); natuurlik-tegnogenies.
- Deur grootte: makrogeochemiese hindernisse, waarin 'n afname in migrasieprosesse plaasvind op afstande van die orde van duisende meters; meso-versperrings (van 'n paar meter tot 1 km); mikroversperrings (van 'n paar millimeter tot 'n paar meter).
- Uit die aard van die beweging van stowwe: bilateraal - migrasie van vloei van verskillende kante, verskillende tipes assosiasies kan in die versperring neergelê word (getoon in die figuur hieronder); laterale (subhorisontaal); selfoon; radiaal (sub-vertikaal).
- Volgens die manier waarop stowwe binnedring: diffusie; infiltrasie.
Natuurlike en mensgemaakte tipes
Onder die bogenoemde tipes geochemiese hindernisse word die volgende klasse onderskei:
- Meganies. Tydens die migrasie van stowwe verander hul fase nie, maar hulle beweeg (meestal binne die biosfeer). 'n Voorbeeld is die rol van rommel langs die hange van berge.
- Fisies-chemies. Hindernisse ontstaan as gevolg van veranderinge in die fisies-chemiese omgewing. Tans is hierdie klas verskynsels die mees bestudeerde en gesistematiseerde (die beskrywing daarvan word hieronder gegee).
- Biogeochemikalieë (fytoversperrings en dieretuinversperrings). Hulle word gekenmerk deur 'n verandering in die vorm van die staat en 'n klein pad van migrasie. Dikwels word so 'n versperring geassosieer met die ophoping van chemiese elemente as gevolg van die noodsaaklike aktiwiteit van diere en plante. Hierdie klas sluit beide natuurlike en mensgemaakte geochemiese hindernisse in (afvalmigrasie op landbougrond en weivelde).
Komplekse hindernisse
Wanneer verskeie klasse van hierdie verskynsels in die ruimte gesuperponeer word, ontstaan 'n komplekse geochemiese versperring, wat in 'n aparte onafhanklike kategorie geïsoleer is. Wetenskaplikes glo dat sulke hindernisse in natuurlike toestande een van die voorste plekke beklee. 'n Voorbeeld is die kombinasie van suurstof en sorpsie-versperrings in bergagtige gebiede:
- bronne wat na die oppervlak van die aarde styg in glyhorisonne is versadig met opgeloste ysterhidroksiede, wat onder die invloed van atmosferiese lug (suurstofversperring) geoksideer word;
- presipiterende kolloïede is goeie absorpsiemiddels vir anderchemiese verbindings;
- gevolglik word 'n tweede sorpsie-versperring gevorm.
Die groot rol van komplekse versperrings word ook bewys deur die feit dat baie mineraalafsettings as gevolg daarvan gevorm is.
Verskeidenheid fisiese en chemiese hindernisse
Die volgende tipes fisiese en chemiese hindernisse word onderskei:
- Suurstof. Oksidasie vind plaas in die teenwoordigheid van 'n groot hoeveelheid vrye suurstof in die water wat die versperring nader.
- Sulfied (waterstofsulfied). Presipitasie van stowwe in reaksie met H2S.
- Gley. Hierdie versperring word gekenmerk deur 'n reducerende reaksie (sonder vrye suurstof en waterstofsulfied).
- Alkalies. As gevolg van die afname in suur, die vorming van hidroksiede en karbonate, wat in 'n onoplosbare neerslag neerslaan.
- Suur. Met 'n afname in pH word die vorming van moeilik oplosbare soute waargeneem.
- Verdamping. Die konsentrasie van migrerende stowwe neem toe as gevolg van waterverdamping en soutkristallisasie.
- Sorpsie. Daar is 'n ekstraksie van sekere stowwe as gevolg van natuurlike absorpsiemiddels (klei, humus en ander).
- Termodinamika. Verhoging van die konsentrasie en neerslag van stowwe met 'n skerp fluktuasie in druk en temperatuur. Hierdie proses word die meeste uitgespreek in waters wat koolsuur bevat.
Subklasse
Onder die groep fisiese en chemiese hindernisse is daar ook 'n gradering volgens subklasse. Totaaldaar is 69 van hulle. Hulle verskil in suur-basis eienskappe vir elke tipe hindernisse.
Onder die meganiese hindernisse is daar subklasse na gelang van die toestand van aggregasie en ander kenmerke van die stof in die migrasievloei:
- minerale en isomorfe onsuiwerhede;
- opgeloste gasse (stoom);
- kolloïdale stelsels;
- verbindings van sintetiese oorsprong;
- diere en plantorganismes.
Voorbeelde
Eenvoudige voorbeelde van geochemiese hindernisse van die fisieschemiese klas is soos volg:
- In 'n vogtige klimaat in die woude word 'n kragtige werpsel van gevalle blare gevorm.’n Kenmerkende kenmerk van grondwater onder sulke toestande is dat dit arm aan suurstof is. As gevolg hiervan word chemiese elemente uit die grond geloog, insluitend mangaan en yster. Wanneer hulle die oppervlak bereik, begin hul oksidasie met die vorming van onoplosbare hidroksiede (suurstofversperring). Hierdie meganisme lei tot die vorming van inheemse swaelneerslae.
- As daar afsettings van minerale wat sulfiede van yster en ander metale bevat op 'n verhoogde stuk grond is, dra die uitspoeling daarvan deur natuurlike neerslag by tot die vorming van grondwater met 'n suurreaksie van die omgewing. In laaglande, onder hoë humiditeit en anaërobiese (suurstofvrye) toestande, word sulfate tot sulfiede (sulfiedversperring) gereduseer. Afsettings van koper, selenium en uraan is dikwels tot so 'n meganisme beperk.
- As die grond uit kalksteen bestaangesteentes, dan in 'n vogtige klimaat, onder die invloed van verrottende organiese reste, word yster, nikkel, koper, kob alt en ander elemente geloog. Kalkstene skep 'n alkaliese geochemiese versperring wat help om suur grondwater te neutraliseer en onoplosbare hidroksiede te vorm.
Sosiale hindernisse
In moderne geochemie word 'n nuwe subklas ook onderskei - sosiale geochemiese hindernisse. Hul onderskeidende kenmerk is dat hulle nie voorheen in natuurlike toestande ontstaan het vir daardie verbindings wat daarop gekonsentreer is nie. Hindernisse van hierdie subklas word slegs in die konteks van mensgemaakte of komplekse geochemiese hindernisse oorweeg.
Onder hulle is daar 4 subklasse:
- huishouding (stortingsterreine van vaste of vloeibare huishoudelike afval);
- konstruksie;
- industrieel;
- gemengde hindernisse (stortingsterreine vir konstruksie-, nywerheids- en huishoudelike afval).
