Техногенез та його вплив на геосистеми

Міністерство  освіти науки молоді та спорту України

Чернігівський державний інститут економіки та управління

 

 

Кафедра промислового і цивільного будівництва

 

 

 

РЕФЕРАТ

З дисципліни «Геоекологія»

На тему: «Техногенез та його вплив на геосистеми»

 

 

 

Виконав: ст. гр. ПЦБ - 081

Отлев П.І.

    Перевірила:

Іванова І.М.

 

 

                                                    Чернігів 2012

 

1. Основні поняття і показники техногенезу.

 

2. Районування території України за показниками техногенного впливу.

 

3. Накопичення в ландшафті продуктів техногенезу. Формування геохімічних аномалій.

 

Техногенез – сукупність геохімічних і геофізичних процесів, пов’язаних з діяльністю людини.

 

В геохімічному аспекті техногенез включає:

 

- Видобуток хімічних елементів  із природного середовища;

 

- Перегрупування хімічних  елементів, зміну хімічного складу  сполук створення нових хімічних  елементів; 

 

- Розсіювання залучених  в техногенез елементів в навколишньому  середовищі.

 

Негативний вплив техногенезу  об’єднується поняттям – забруднення  природного середовища.

 

Забруднення пов’язують з  періодичним коливанням концентрації хімічних елементів. Підрахунок мас  хімічних елементів залучених у  техногенні потоки, їх порівняння з  масами елементів природних геохімічних  потоків засвідчують, що з 60-х років  ХХ століття геохімічна діяльність людини не поступається потужності природних  процесів.

 

Із надр щорічно добувається  більше хімічних елементів чим включається  в біологічний кругообіг: срібла більше ніж в 150 раз, ртуті – 110, свинцю – 35, фтору – 15, міді – 4, молібдену  – 3 рази.

 

Видобуток хрому, нікелю, цинку  приблизно рівний органічному споживанню рослинністю.

 

Поряд з тим, при спалюванні вугілля виділяється в атмосферу  більше, ніж включається в біогенний  кругообіг ртуті в 8700 раз, урану  – в 60, літію, берілію, цирконію – в 10 раз, олова – 3-4 рази.

 

При цьому найбільший техногенний  хімічний прес відчувають екосистеми суші.

 

Ступінь використання елементу по відношенню до його вмісту в літосфері  називають його технофільністю. Це поняття введено російським вченим А.І. Перельмоном в 1973 році. Показник технофільності – відношення маси щорічного видобутку елементу до його кларку в літосфері.

 

Можна розрахувати глобальний і регіональний рівень технофільності елементів. Найбільш високу глобальну технофільність мають Cl, C, високу Pb, Sb, Zn, Cr, Cu, Sn, Mo, Hg.

 

Однак цей показник не повністю відображає ступінь замученості  хімічних елементів у техногенез, тому що в ньому не враховується наступна в природне середовище хімічних елементів, що поступають в природне середовище паралельно разом з вугіллям або нафтою. Крім того в техногенез залучаються хімічні елементи із атмосфери (фіксація азоту), із гідросфери (видобуток солей), видобуток органічних речовин і т.п. Тому була розроблена серія показників, яка враховувала  названі елементи.

 

Були пораховані кларки елементів  в ноосфері (М.А. Глазовська). Загальна її маса складає 3,9·1018 т. Враховуючи вміст кожного елементу в гідро, атом, літо, біосферах підраховано його середній вміст – їх кларк в ноосфері.

 

2. При районуванні території  України за показниками техногенного  впливу враховувалось: модулі  загального техногенного впливу  пов’язані з промисловістю, сільським  господарством, транспортною системою  і сельбищною діяльністю людей. Були розраховані модулі техногенного тиску N, P, K, S. Розрахунки показники, що основним поставникам техногенного азоту є горючі викопні; калію – також більше поступає з нафтою, ніж з добривами, сірки - пов’язано із спалюванням вугілля і нафти; поступлення фосфору – з добривами.

 

Розрахунок модулів техногенного навантаження враховували видобуток, споживання даних продуктів і  міжрайонні зв’язки.

 

При вивченні модулів техногенного навантаження важливо знати звідки і куди йдуть потоки вугілля, нафти.

 

3. В залежності від  загальної ландшафтно-геохімічної  ситуації і геохімічної структури  ландшафтів хімічні елементи  зазнають ряд хімічних перетворень,  які посилюють або послаблюють  їх рухливість. Частина елементів  може накопичуватись на характерних  для даного ландшафту геохімічних  бар’єрах. В результаті формуються  техногенні геохімічні аномалії.

 

В класифікації техногенних  аномалій (Перельман) виділяють техногенні аномалії з підвищеним і пониженим геохімічним фономи. (надлишок і брак хімічних елементів). За розмірами техногенні аномалії поділяють на: глобальні, регіональні, локальні.

 

Простір зайнятий локальною  техногенною аномалією техногенном ареалом розсіювання.

 

Всі техногенні аномалії поділяються  на 3 типи:

 

- корисні (покращення  навколишнього середовища);

 

- шкідливі (погіршують навколишнє  середовище);

 

- нейтральні (не змінюють  характеру екологічних властивостей  навколишнього середовища).

 

В залежності від середовища утворення їх поділяють на:

 

- літохімічні; 

 

- гідрохімічні;

 

- атмогеохімічні;

 

- біогеохімічні (фіто-, зоо-, антропогеохімічні).

 

Формуються за рахунок:

 

- аварійних разових викидів  (ЧАЕС);

 

- обмеженого в часі, однак  інтенсивного техногенного впливу (видобуток корисних копалин);

 

- впливу стаціонарних  джерел забруднення навколишнього  середовища (заводи, фабрики, сільгосппідприємства).

 

Кумулятивний ефект організму.

 

Для характеристики локальних  техногенних аномалій використовують коефіцієнт концентрації Кк по відношенню до концентрації у фонових ландшафтах.

 

Сумарний показник забруднення (Zc = ∑Kk накопичуваних в даній аномалії елементів).

 

В межах техногенних аномалій виділяють ряд зон: найбільшого  забруднення в радіусі 2-5 км (форма  залежить від потужності забруднення  і рози вітрів); підвищеної концентрації елементів в радіусі 18-30 км.

 

Концентрація забруднення  зменшується від джерела по експоненті.

 

Техногенні аномалії маю  складну структур пов’язану з  міграційною здатністю ландшафтів.

 

До основних типів геохімічних  бар’єрів в зональних ландшафтах належить: окислювально-відновлювальні, кислотно-лужні, фільтраційно-сорбційні, седиментаційні, біогеохімічні, термодинамічні.

 

Так, при поступленні техногенних  речовин з атмосфери у вигляді  газів або з опадами в якості площадного бар’єру виступає рослинний покрив, асимілюючий і механічно затримуючий техногенні поступлення.

 

Горизонти ґрунтів виступають в якості геохімічних бар’єрів для  речовин які поступають на поверхню ґрунту.

 

Комплексним геохімічним  бар’єром є донні відклажи водойм особливо мулові наноси непроточних або слабо проточних басейнів.

 

До термодинамічних і  сорбцій них бар’єрів в атмосфері виступають приземні температурні інверсії з якими пов’язано утворення техногенних смогів.

 

Тривалі тумани є прикладом  сорбцій них бар’єрів для техногенних газів. Розчинаючись у воді оксиди утворюють агресивні кислоти.

 

Сезонні зміни геохімічних  процесів в ландшафтах ведуть до періодичної  дії багатьох геохімічних бар’єрів в ґрунтах водойм (посилюючи або  послаблюючи їх).

 

Потужні техногенні потоки можуть руйнувати ландшафтно-геохімічні бар’єри, особливо біогеохімічні, змінювати  всю геохімічну обстановку і визивати корінну перебудову ландшафтно-геохімічної  структури, тому виявлення ландшафтно-геохімічних  бар’єрів має неабияке теоретичне і прикладне значення. В міграції хімічних елементів в системі  атмосфера-рослинність-ґрунти істотна  роль належить рослинності, особливе значення має видовий склад, різноманітність  і співвідношення видів що складають  угруповання в природних біоценозах, коефіцієнти біологічного поглинання мікроелементів у різних видів рослин є різними. За вмістом мікроелементів в грунтах, золі рослин і біопродуктивнсоті рослин Ковалевський біооб’єкти поділив на “безбар’єрні” і “бар’єрні”. Ц перших вміст мікроелементів в золі росте пропорційно вмісту їх в грунтах.

 

Бар’єрний тип залежності між вмістом елементу в середовищі існування і в золі рослин має  три діапазони: інтервал прямої пропорційності; інтервал оптимуму стабілізації; інтервал зворотної пропорційної залежності.

 

Біофільність елементів (за А.І. Перельманом) – це відношення середнього вмісту елементів в живій речовині планети до кларку цього елементу.

 

Чим вище технофільність і менша біофільність, тим хімічні елементи на даному етапі розвитку техногенної діяльності небезпечний для живих організмів, тим більш його деструктивна активність. В якості показника деструктивної активності елементу техногенезу можна використати відношення маси елементу в річному видобутку + поступлення його в навколишнє середовище при спалюванні горючих копалин до маси цього елементу в біопродукції наземних рослин за рік (Глазовська, 1974).

 

 

Ступінь деструктивності хімічних елементів:

 

Ртуть – n•103- n•104; кадмій, фтор - n•103; сурми, миш’як, свинець, уран - n•102; селен, берілій, барій, олово - n•10; для інших елементів цей показник деструктивнсоті становить менше 1.

 

Елементи, деструктивна активність яких в глобальному масштабі незначна, представляють небезпеку для  регіонів, де їх поступлення набагато перевищує середній глобальний рівень (наприклад сірка).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Література:

 

1. Гродзинський М.Д. Основи  ландшафтної екології. – К.: Либідь, 1993. – 222с. 

 

2. Гродзинський М.Д. Стійкість  геосистем до антропогенних навантажень.  – К.: Лікей, 1995. – 233с.

 

3. Гродзинський М.Д., Шищенко П.Г. Ландшафтно-экологический анализ в мелиоративном природопользовании. К.: Либідь, 1993. – 224с.

 

4. Гуцуляк В.М. Ландшафтно-геохімічна екологія. Чернівці: Рута, 1994. – 317с.

 

5. Гуцуляк В.М. Ландшафтно-геохімічна екологія. Чернівці: Рута, 2001. – 248с.

 

6. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. – М.: Высшая школа, 1991. – 266с.

 

7. Сочава В.Б. Введение в ученике о геосистемах. Наука, 1978. – 319с.