Види техногенних аномалій. Виявлення техногенних аномалій є однією з найважливіших еколого-геохімічних завдань при оцінці стану навколишнього середовища. Ці аномалії утворюються в компонентах ландшафту в результаті надходження різних речовин від техногенних джерел і являють собою певний обсяг, в межах якого значення аномальних концентрацій елементів (С) більше фонових значень (Сф). Сильні аномалії, контрастність яких становить десятки і сотні одиниць геохімічного фону, виявляються і інтерпретуються порівняно просто. Для оцінки слабких аномалій використовуються статистичні критерії (правило трьох стандартів та ін.). Техногенні аномалії штучних речовин (пестицидів і ін.) Виділяються в основному по санітарно-гігієнічним, а не геохимическим критеріям.
Якщо техногенна аномалія має чітку просторову і генетичний зв'язок з конкретним джерелом забруднення, то така аномалія називається техногенним ореолом розсіювання. Вони фіксуються головним чином в депонуються середовищах - грунтах, донних відкладеннях, рослинах, сніговому покриві. У транзитних середовищах - повітря, води, частково донних відкладеннях, аномалії називаються техногенними потоками розсіювання.
За поширеністю виділяються наступні техногенні аномалії:
регіональні - що формуються в окремих частинах континентів, природних зонах і областях в результаті застосування отрутохімікатів, мінеральних добрив, підкислення атмосферних опадів викидами сполук сірки та ін .;
локальні - утворюються в атмосфері, ґрунтах, водах, рослинах навколо місцевих техногенних джерел: заводів, рудників і т.д. Порівняно локальні джерела забруднення, зливаючись, можуть привести до утворення техногенних аномалій регіонального масштабу (великі промислові міста, їх агломерації).
За впливом на навколишнє середовище техногенні аномалії поділяються на три типи (А.І. Перельман).
Корисні аномалії покращують стан навколишнього середовища. Це вапнованих кислі грунти, добавки NaJ і Кj до кухонної солі в районах розвитку ендемічного зобу, фторированная питна вода, мікродобрива, підгодівля домашніх тварин З і т.д.
Шкідливі аномалії погіршують стан природного середовища в результаті появи підвищених концентрацій токсичних речовин, що негативно впливають на живі організми. Більшість техногенних аномалій відносяться до цього типу.
Нейтральні аномалії не впливають на якість навколишнього середовища (золото в банках, залізо в містах та ін.).
За середовищі освіти техногенні аномалії поділяються на:
· Літохіміческіе в грунтах, породах, будівлях),
· Гідрогеохімічні (в водах),
· Атмогеохіміческіе (в атмосфері, снігу),
· Біогеохімічні (в організмах).
Останні підрозділяються на фіто-, зоо- і антропогеохіміческіе аномалії.
Як правило, техногенні аномалії утворюються в декількох компонентах ландшафту. За тривалістю дії джерела забруднення вони діляться на:
· Короткочасні (аварійні викиди і т.д.),
· Средневременниe (з припиненням дії - розробка родовищ корисних копалин),
· Довгострокові стаціонарні (аномалії заводів, міст, агроландшафтів).
Кількісні показники забруднення. Поняття аномальність тісно пов'язане з уявленнями про геохимическом тлі. При оцінці техногенних аномалій фонові території вибираються далеко від локальних техногенних джерел забруднюючих речовин, як правило, більш ніж в 30 - 50 км.
Одним з критеріїв аномальність служить коефіцієнт техногенної концентрації або аномальність Кс, що є відношенням змісту елемента в аналізованому аномальному об'єкті до його фонового вмісту в компонентах ландшафту.
Техногенні аномалії зазвичай мають поліелементних склад, в зв'язку з чим Ю.Є. -саєти запропонований сумарний показник забруднення (Zc), який характеризує ступінь забруднення асоціації елементів відносно фону:
Zc = # 931; Кс - (n - 1),
де Кс - коефіцієнти техногенної концентрації більше 1 (або 1,5), n - число елементів з Кс> 1 (або 1,5). Сумарні показники забруднення розраховуються для різних компонентів ландшафту - ґрунтів, снігу, рослин, донних відкладень. Інші коефіцієнти, використовувані при ландшафтно-геохімічних оцінках якості середовища, розглядаються в роботах, Н.А. Авессаломовой, Ю.Є. -саєти, Б.А. Ревича і ін.
Забруднюючі речовини за небезпекою поділяються на класи: 1 клас (високо небезпечні) - As, Cd, Hg, Se, Рb, F, бенз (а) пірен, Zn; II клас (помірнонебезпечні) - B, З, Ni, Мо, Со, Sb, Сr; III клас (мало небезпечні) - Bа, V. W, Мп, Sr та ін. Комплексний і кумулятивного характер дії забруднюючих речовин на живі організми, поліелементних техногенних геохімічних аномалій вимагають розробки більш синтетичних показників оцінки якості середовища.
У практиці еколого-геохімічних досліджень для оцінки стану середовища використовуються орієнтовні оцінки небезпеки забруднення в аномальних зонах. Для кожного рівня характерні специфічні види захворюваності населення, особливо дітей: 1 рівень - збільшення загальної захворюваності; 2 - збільшення частоти хронічних захворювань органів дихання, функціональних відхилень (кількості лейкоцитів тa ін.); 3 - збільшення порушень репродуктивних функцій, імунної системи і інших віддалених наслідків.
Техногенні зони вилуговування утворюються при вилуговуванні металів з руд, відвалів, хвостосховищ. Ці питання вивчає особлива прикладна наука - геотехнологія, яка багато в чому заснована на даних геохімії. Приблизно шоста частина міді в світі видобувається методом вилуговування. Застосовується підземне вилуговування руд урану, молібдену, свинцю, цинку, марганцю та інших елементів. За допомогою закачування в свердловини води витягають кам'яну і калійну солі, інші легкорозчинні компоненти. Доведено ефективність мікробіологічного вилуговування міді, золота, молібдену. Техногенні зони вилуговування утворюються також при системи очистки засолених грунтів, зрошенні лесових грунтів, інших техногенних процесах. Відомі зони сірчанокислого, кислого і іншого техногенного вилуговування.
Зони вилуговування виникають як в результаті цілеспрямованого технологічного впливу на грунти та гірські породи (вилуговування з руд та ін.), Так і за рахунок непрямого, іноді відокремленого за часом і місцем техногенеза. Такі зони вилуговування досягають і регіональних масштабів. Типовим прикладом є посилена мобілізація важких металів з грунтів, збільшення інтенсивності їх міграції і поставки в підлеглі ландшафти (долини, водойми) в результаті дії кислих дощів, пов'язаних з викидами сполук сірки та азоту в промислових районах Європи і Північної Америки. Дощі з рН <3,5 выпадают во многих индустриальных районах. По данным ЮНЕП, за последние 20 лет на северо-востоке США и в Скандинавии произошло снижение рН лесных почв на единицу - в среднем от 4,5 - 5,5 до 3,5 - 4,5. Нейтральные и щелочные почвы обладают значительной буферностью к кислым выпадениям, и столь же заметного понижения рН в них не наблюдается.
Забруднення озер важкими металами (Hg, Cd, Рb, Сu) за рахунок кислого вилуговування з автономних ландшафтів встановлено в Адірондакскіх ropax північного сходу США (Д. Порцелла, Д. Чарльз, Дж. Уайт і ін.) І південно-західній Швеції ( Г. Халтберг і ін.).
Техногенний геохімічний бар'єр - це ділянка, де відбувається різке зменшення інтенсивності техногенної міграції і, як наслідок, концентрування елементів. Як і в природних ландшафтах, тут утворюються аномалії D1, Е3, А6 і ін. Штучні бар'єри створюються на шляху руху техногенних потоків для локалізації забруднення. Наприклад, вапняні вали (бар'єр D2-D3) служать для осадження металів з кислих рудничних вод або містяться в водах отрутохімікатів. Іншою формою лужного бар'єру є вапнування кислих ґрунтів, що перешкоджає виносу багатьох катіоногенних металів і елементів живлення, рухливих в кислому середовищі. Штучні сорбційні бар'єри в районі Чорнобиля споруджувалися для запобігання радіоактивного забруднення гидросети.
Речовини техногенного походження можуть осідати практично на всіх видах геохімічних бар'єрів, відомих в природі. Важлива проблема виявлення геохімічних бар'єрів, на яких відбувається концентрація штучних речовин (пестицидів, синтетичних органічних сполук і ін.).
Техногенні бар'єри можуть бути корисними, нейтральними і шкідливими. Корисні формуються, наприклад, при закачуванні промислових стоків у водоносні горизонти, при ін'єкційному закріпленні (цементації) грунтів, в результаті якого пухка маса перетворюється в твердий моноліт, і в багатьох інших процесах. Прикладом шкідливого бар'єру служить вторинне засолення грунтів в зрошуваних районах, коли на випарних бар'єри (Fз - F4) накопичуються солі і елементи, що надходять з дренажними водами. На техногенних бар'єри можливо техногенне мінералообразованіе і рудоутворення.
Корисне і шкідливе дію бар'єрів щодо. Те, що корисно для одного компонента ландшафту, наприклад, створення бар'єрів на шляху міграції забруднюючих речовин у водойми (збереження якості вод і умов життя водних організмів), може бути шкідливо для забруднюються грунтів і грунтової фауни на ділянках бар'єрів.