Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Прибрежные ландшафты морей




Процессы миграции элементов в системе континент - океан рассматриваютcя обычно не в рамках геохимии ландшафта, а другими науками - океанологией, морской геологией и др. Поэтому ниже затронуты только те геохимические особенности прибрежных зон, которые непосредственно связаны с геохимией "наземных" ландшафтов.

Геохимический барьер "река - море"

Каскадные ландшафтно-геохимические системы водосборных бассейнов поставляют ежегодно в моря и океаны огромные массы взвешенного твердого и растворенного вещества Основную часть твердого и жидкого стока (>50%) поставляют реки экваториальной и тропической гумидных зон (Амазонка, Конго, Ганг и др.). По жидкому стоку, в том числе и растворенного органического вещества, за счет Амазонии среди материков явно преобладает Южная Америка. Наибольшее количество взвешенного материала, а вместе с ним и органической взвеси, поступает в океан с реками Азии.

Большая часть твердого и жидкого стока приходится на 20 крупнейших рек мира.

Речные бассейны, морские берега и шельф - природная и природно-антропогенная целостная система. Поэтому многие геоэкологические проблемы, особенно загрязнение прибрежных ландшафтов в последнее время рассматривается в системах "суша - море", "река-море" В прибрежных зонах морей интенсивна хозяйственная деятельноcть, они испытывают наибольший техногенный пресс со стороны континентов.

Важнейшая геохимическая особенность АЛ прибрежных зон - формирование на границе "река - море" комплексного геохимического барьера. Такие участки изменения условий миграции элементов в морях Е.М. Емельянов называет барьерными зонами, среди которых выделяет горизонтальные (река - море, берег - море, гидpoфронты, граница песчано- алевритовых осадков и терригенных илов и др.) и вертикальные (слой фотосинтеза, слой вода -дно, гидротерма - морская вода др.) зоны. Е.М. Емельянов. особо отмечает роль подобных геохимических барьеров в формировании осадочных руд Fe, Мп, Р, Со и других элементов в морях и океанах.

Большая часть металлов переносится реками во взвешенных формах.

По величине годового стока металлы образуют ряд в соответствии с их кларками в литосфере. Только Рb поставляется больше, чем Сr, Си, Ni и Со. имеющих более высокие кларки. Это указывает на большую роль техногенных источников в миграционном цикле Рb в системе континент - океан по сравнению с другими металлами.

Механические барьеры. Уменьшение скорости течения приводит к осаждению речной взвеси на механических барьерах прибрежной зоны, эстуариев. лиманов, дельт, шельфа и континентального склона. Здесь выпадает 75 – 90% взвешенных частиц, что определяет многие черты геохимии и биогеоегохимии этих акваторий

В осадившихся алевролитовых и глинистых частицах повышено содержание Al, Fe, Mn, многих микроэлементов. Так, по АД: Хованскому, в илах устья р. Дон глинистая фракция содержит больше, чем песчаная Ni, Со, V, Ga в 3 - 6 раз, Zn в 3 – 4, меди и свинца в. 2 - 3 раза. Zr, Сг, Тi, и Ва накапливаются в алевритовой фракции. Барьеры с высокими содержаниями этих элементов .обычно располагаются на границе песчано-алевритовых и глинистых илов. Поскольку в составе взвеси преобладают адсорбированные формы элементов, то формируются преимущественно совмещенные сорбционно-механические барьеры.

Для осаждения химических элементов в прибрежной зоне моря важны продольные течения вдоль берега, которые служат гидродинамическим (механическим) барьером для водных потоков, поступающих с суши.

Физико-химические барьеры. Увеличение солености и щелочности воды, освобождение ее от взвеси приводит к формированию целой системы таких барьеров. Потери растворенных форм на них меньше, чем для взвеси, - 20 - 60%.

По химическому составу континентальные и океанические воды сильно различаются: в речной воде в тысячи раз меньше Сl, Br, Na, в сотни раз - В, сульфатной S, Ма, К, в десятки - Sr, Са, Li, Rb, F, J. В то же время в : речных водах в десятки раз больше Мп, У, РЬ, Th, значительно больше Si, :- Ti, Zn, Сu .

Важнейшая физико-химическая особенность аквальных ландшафтов эстуариев и приустьевого взморья рек - смешение пресных речных и соленых, более щелочных морских вод. Это зоны протяженностью от десятков метров до десятков километров, где происходит коренное изменение форм миграции элементов: роль взвешенных форм, характерных для речных вод, уменьшается и начинают преобладать растворенные формы, типичные для морей и океанов. Одни элементы концентрируются на геохимических барьерах, другие - мобилизуются в своеобразных микрозонах выщелачивания на взвешенных частицах.

Сорбuионный барьер. Среди физико-химических барьеров он имеет основное значение для осаждения элементов. В кислородных водах - это барьеры G3, в придонных глеевых - G7. При диагенезе осадков на контакте кислородных морских вод и глеевых илов образуются кислородные и кислородно-сорбuионные барьеры А7, A7-G7, на которых формируются железо-марганцевые конкреции и осаждаются многие микроэлементы. На контакте кислородных вод с глеевой или сероводородной обстановками, например, на участках с высоким содержанием органического вещества в донных отложениях формируются соответственно глеевые барьеры (С3) с повышенными содержаниями Си, Мо, U, Сг, V и сероводородные барьеры (В3, В7), на которых накапливаются труднорастворимые сульфиды Со, Ni, Рb, Zn Cd.

В Азовском, Черном, Каспийском морях в зоне смешения пресных нейтральных речных вод с более солеными и щелочными морскими водами формируется карбонатный барьер, на котором осаждается хемогенный карбонат кальция.

Наряду с осаждением взвеси, флокуляцией, сопровождающимися концентрацией элементов, смешение речных морских вод ведет и к противоположному процессу - мобилизации металлов: органические соединения и хлориды морской воды способствуют десорбции многих металлов из взвеси. В результате заrpязненная металлами взвесь служит вторичным источником поступления поллютантов в морскую воду. По степени десорбции из взвеси металлы значительно различаются. Так, по Дж.Муру и С.Рамамурти, в эстуарии Рейна наиболее существенна. десорбция наиболее токсичных поллютантов - Cd, Zn, РЬ, Сг, Аs, Ni.

Иной тип геохимического барьера река - море формируется на Курилах, Камчатке, в Индонезии и других районах современного вулканизма. За счет выветривания зон окисления сульфидсодержащих вулканогенных толщ поступления сульфaтoв и хлоридов из гидротерм и фумарол речные воды здесь приобретают сульатный и хлоридный состав, становятся кислыми и сильнокислыми (рН понижается до 1,5 - 3). Сернокислое выщелачивание пород ведет к обогащению поверхностных вод металлами. В сильнокислых водах вулканических ландшафтов Ре, А1 и тяжелые металлы в отличие от обычных нейтральных речных вод находятся преимущественно в растворенной форме, а не во взвеси. Их вынос в сопряженные морские водоемы по массе на 1 - 3 порядка больше, чем в ландшафтах, где отсутствует кислотное выщелачивание.

Поэтому в прибрежной зоне моря из кислых речных вод на щелочном барьере осаждаются металлы. При увеличении рН значительная часть растворенных металлов переходит во взвешенную форму, сорбируясь свежеосажденными гидроксидами Fе и Al. Так, в вулканических районах формируются современные гипергенные месторождения некоторых тяжелых металлов.

 

Техногенные потоки поллютантов в ландшафтно-геохимической системе "Побережье - морская бухта"

Промышленные предприятия и города, расположенные на берегу моря, образуют каскадную ландшафтно-геохимическую систему с прилегающей акваторией, связанную атмосферными, гидрохимическими и суспензионными потоками загрязнителей. Существует две основных разновидности подобных систем. Первая - эстуарии и дельты крупных рек, где местные техногенные потоки нередко слабо различимы на фоне региональных потоков со6ираемыx с большой площади бассейна. Такова, например, сильно урбанизированная Рейнская дельта.

Второй распространенный вид каскадной системы образуется в местах впадения в море сравнительно небольших рек или только процесс склонового и грунтового стока.

Один из наиболее загрязненных тяжелыми металлами городов России -Рудная Пристань, где на берегу Японского мори расположен свинцовый плавильный завод.. Загрязнение морской акватории обусловлено сочетанием природного сернокислотного выщелачивания сульфидсодержащих руд и рудовмещающих пород и техногенных процессов подкислением сульфатами атмосферных осадков, вод лизимитрического стока и почв, формированием в ландшафтах аэро-, гидро- и педотехногенных ореолов и потоков Zn, Cd, Рb и Сu, увеличением доли их подвижных форм (истинно растворимых, фульватных комплексов).

Особенно контрастны техноген­ные изменения в месте впадения реки, выносящей в бухту гидрохимический и суспензионный поток со всего бассейна. Осаждение техногенной металлосодержащей взвеси происходит в приустьевой части бухты в зоне смешения речных и морских вод на седиментаuионном геохимическом барьере в донных отложениях, а растворимых форм металлов - на щелочном барьере в морских водах и приповерхностной пленке (0,5 мм) на границе раздепа океан - атмосфера. В последнем случае повышенные содержания металлов обусловлены также большими градиентами физических, химических н биологических полей, возникающими на границе водной и воздушной сред. В илах, воде и припоперхностной пленке содержание тяжелых металловна участке техногенного геохимического барьера "река - море" в несколько раз выше, чем в этих же компонентах вне барьера.

В аквальных ландшафтах районах нефтяных портов формируются потоки нефтепродуктов и других органических загрязнителей, в первую очередь поли циклических ароматических углеводородов (3,4-бензпирен и др.). Подобное загрязнение прибрежной зоны развито не только вблизи крупных портов но и в бухтах при морских курортах, например, Геленджика, где этот вид загрязнения связан с автотранспортом и стоком нефтепродуктов в открывающейся в сторону моря каскадной предгорной системе.

Эколого-геохимические последствия подъема уровня моря

В настоящее время происходит медленный со скоростью до 1 - 2 мм в год подъем уровня Мирового океана. Во многих низменных приморских районах (Голландия, Юго-Восточная Англия и др.) происходит подтопление и засоление земель морскими водами. В прибрежных зонах сосредоточено население, поэтому изучению экологических последствий подъема уровня моря во всем мире уделяется значительное внимание.

Особенно острые экологические и социально-экономические проблемы возникают при катастрофически быстром подъеме уровня воды, что характерно для таких внутренних морей, как Каспий. В плейстоцене, голоцене и в историческое время уровень Каспийского моря неоднократно изменялся между абсолютными отметками +20 м и - 31 м. В конце XIX века он колебался около отметки - 26 м. К 1978 г. примерно за 40 лет уровень моря снизился до - 29 м, осушились значительные территории и началось их хозяйственное освоение. Но с 1978 г. уровень Каспия повысился почти на 3 м, что создало кризисную экологическую ситуацию для природных экосистем и нанесло ущерб хозяйству в прибрежной зоне. Большинство исследователей считает, что подъем Каспия связан с климатическими изменениями и увеличением стока Волги.

В аквальных прибрежных ландшафтах эколого-геохимические последствия подъема уровня моря во многом определяются тектоно-геоморфологическим строением прибрежной зоны и типом берегов.

Для абразионных берегов характерно усиление абразии, разрушение инженерных сооружений прибрежной зоны. На аккумулятивных берегах (Северный, Северо-Западный и Северо-Восточный Прикаспий) происходит затопление прибрежной зоны, на месте бывших песчаных пляжей формируются лагунно-трансгрессивные берега, усиливаются нагонные явления.

Повышение уровня моря ведет к тому, что многие водные растения не могут существовать при больших глубинах. Происходит отмирание ряда водных растений.

Начинает проявляться неблагоприятное влияние более соленых морских вод на вольные растения и водоросли в дельтах. Высокое стояние воды также неблагоприятно для поселений птиц, особенно многочисленных для дельт Волги, Урала, Терека. Гнездовья многих видов птиц затапливаются, вынуждая птиц к миграциям.

В устьях рек происходит трансформация гидрохимического и гидродинамического режима - увеличивается соленость вод в авандельтах, изменяются условия осаждения наносов, растет сульфат-редукция, появляются зоны сероводородного заражения. Низкие тростниковые острова в дельтах затапливаются, происходит гниение водной растительности, сульфиризация донных отложений образующихся мелководий.

Затопление свалок, участков нефтяных месторождений, сельскохозяйственных земель ведет к мобилизации тяжелых металлов, нефтепродуктов, пестицидов и других поллютантов из затопленных почв в водную массу.

В наземных ландшафтах важнейшим следствием подъема вод моря является подтопление почв, повышение уровня грунтовых вод и их минерализация. В дельте Волги прогнозируемый некоторыми исследователями подъем до 25м может привести к затоплению ее большей части.

Незатопленными останутся только прирусловые валы. Подтопление будет проявлено в глубь от моря на несколько десятков километров.

Для наземной биoты главным последствием является гидрофикация растительного покрова прибрежной зоны, экспансия растительности на песчаные субстраты, возникновение биологического круговорота веществ, биогенной аккумуляции химических элементов в растениях.

При подтоплении на месте слаборазвитых песчаных почв, формируются дерновые, дерново-глеевые, торфяные, местами,.засоленные почвы, усложняется структура почвенного покрова. На лагунно-трансгрессивных берегах формируются солоноватые болота-марши во вновь образованных влажно-луговых и маршевых почвах передвижение фронта более минерализованных морских вод ведет к сульфидизации формирующихся почв за счет связывания железа биогенной и сульфатной серой морских вод.

Периодическое осушение лагун и маршей ведет к окислению сульфидов, появлению сульфатных нейтральных и слабокислых почв, широкому развитию процессов ожелезнения. Следствием сульфидизации и ожелезнения почв является накопление цинка хрома свинца, меди, кадмия, марганца на сульфидном и кислородном геохимическом барьерах.




Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2019 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных