مفهوم سد ژئوشیمیایی با آلودگی محیط زیست توسط انسان در نتیجه مهاجرت مواد شیمیایی همراه با بارش، جریان های آب زیرزمینی یا سطحی مرتبط است. غلظت ترکیبات مضر می تواند به کلاس خطر 1 برسد و از حداکثر مجاز آنها چندین بار فراتر رود که منجر به بروز ناهنجاری های ژئوشیمیایی در آب های زیرزمینی و مخازن حتی در فواصل زیاد از منبع آلودگی می شود. مطالعات موانع ژئوشیمیایی اطلاعات جدیدی در مورد امکان کاهش تحرک ترکیبات سمی ارائه کرده است.
تعریف
اصطلاح "سد ژئوشیمیایی" اولین بار توسط دانشمند روسی AI Perelman معرفی شد. ماهیت آن در تعیین منطقه پوسته زمین است که در آن شدت مهاجرت و غلظت مواد شیمیایی کاهش می یابد. در نتیجه، آنها از حالت پراکندگی تکنولوژیک به انجمن های معدنی پایدار می روند. این موانع استفاده می شودحفاظت از محیط زیست در برابر آلودگی های صنعتی.
این نظریه بیشترین کاربرد را در بوم شناسی، زمین شناسی، ژئوشیمی مناظر، اقیانوس ها و دریاها دارد. یک مثال ساده از یک مانع، مهاجرت آب های زیرزمینی اشباع شده با یون های آهن است. در زیر زمین، این عنصر تقریباً به طور کامل در مایع حل می شود. با رسیدن به سطح، آهن تحت تأثیر اکسیژن اکسید می شود و فلز به شکل نمک رسوب می کند، یعنی وارد فاز معدنی می شود. هنگامی که محلول آهن از طریق لوله های آب منتقل می شود، همین پدیده مشاهده می شود. در این مورد، آنها از یک مانع ساخت بشر صحبت می کنند.
موانع ژئوشیمیایی و طبقه بندی آنها
موانع با چندین ویژگی متمایز می شوند:
- بر اساس منشاء (طبقه بندی ژنتیکی): طبیعی; فن آوری (که در فرآیند فعالیت انسانی ایجاد می شود)؛ طبیعی-فناوری.
- بر اساس اندازه: موانع ماکروژئوشیمیایی، که در آنها کاهش فرآیندهای مهاجرت در فواصل هزاران متری رخ می دهد. مزو موانع (از چند متر تا 1 کیلومتر)؛ ریز موانع (از چند میلی متر تا چند متر).
- بر اساس ماهیت حرکت مواد: دو طرفه - مهاجرت جریان ها از طرف های مختلف، انواع مختلفی از انجمن ها را می توان در مانع رسوب کرد (در شکل زیر نشان داده شده است). جانبی (زیر افقی)؛ سیار؛ شعاعی (زیر عمودی).
- با توجه به نحوه ورود مواد: انتشار. نفوذ.
انواع طبیعی و مصنوعی
در میان انواع موانع ژئوشیمیایی فوق، طبقات زیر متمایز می شوند:
- مکانیکی. در طول مهاجرت مواد، فاز آنها تغییر نمی کند، اما آنها حرکت می کنند (اغلب در داخل بیوسفر). به عنوان مثال می توان به غلتاندن آوار در امتداد دامنه کوه ها اشاره کرد.
- فیزیکو شیمیایی. موانع در نتیجه تغییرات در محیط فیزیکوشیمیایی به وجود می آیند. در حال حاضر، این دسته از پدیده ها بیشترین مطالعه و نظام مند هستند (توضیحات آن در زیر آمده است).
- بیوژئوشیمیایی (فیتوباریرها و جانوران). آنها با تغییر در شکل دولت و یک مسیر کوچک مهاجرت مشخص می شوند. اغلب، چنین مانعی با تجمع عناصر شیمیایی در نتیجه فعالیت حیاتی حیوانات و گیاهان همراه است. این طبقه شامل موانع ژئوشیمیایی طبیعی و مصنوعی (کوچ زباله در زمین های کشاورزی و مراتع) می شود.
موانع پیچیده
وقتی چندین طبقه از این پدیده ها در فضا قرار می گیرند، یک مانع ژئوشیمیایی پیچیده ایجاد می شود که در یک دسته مستقل جداگانه جدا می شود. دانشمندان معتقدند که در شرایط طبیعی چنین موانعی یکی از مکان های پیشرو را اشغال می کند. یک مثال ترکیبی از موانع اکسیژن و جذب در مناطق کوهستانی است:
- چشمه هایی که در افق های گلی به سطح زمین می آیند با هیدروکسیدهای آهن محلول اشباع شده اند که تحت تأثیر هوای اتمسفر (سد اکسیژن) اکسید می شوند؛
- کلوئیدهای رسوب‌دهنده جاذب خوبی برای دیگران هستندترکیبات شیمیایی؛
- در نتیجه، دومین سد جذب تشکیل می شود.
نقش بزرگ موانع پیچیده را نیز این واقعیت نشان می دهد که بسیاری از ذخایر معدنی به دلیل آنها شکل گرفته اند.
انواع موانع فیزیکی و شیمیایی
انواع موانع فیزیکی و شیمیایی زیر متمایز می شوند:
- اکسیژن. اکسیداسیون در حضور مقدار زیادی اکسیژن آزاد در آبهای نزدیک به سد رخ می دهد.
- سولفید (سولفید هیدروژن). رسوب مواد در واکنش با H2S.
- گلی. این مانع با یک واکنش کاهنده (بدون اکسیژن آزاد و سولفید هیدروژن) مشخص می شود.
- قلیایی. در نتیجه کاهش اسیدیته، تشکیل هیدروکسیدها و کربناتها که به یک رسوب نامحلول رسوب می کنند.
- اسید. با کاهش pH، تشکیل نمک های کم محلول مشاهده می شود.
- تبخیرکننده. غلظت مواد مهاجر به دلیل تبخیر آب و تبلور نمک افزایش می یابد.
- جذب. استخراج برخی از مواد به دلیل جاذب های طبیعی (خاک رس، هوموس و غیره) وجود دارد.
- ترمودینامیکی. افزایش غلظت و رسوب مواد با نوسان شدید فشار و دما. این فرآیند در آبهای حاوی اسید کربنیک بارزتر است.
زیرکلاس
در میان گروه موانع فیزیکی و شیمیایی، درجه بندی بر اساس زیر کلاس ها نیز وجود دارد. جمع69 مورد از آنها وجود دارد. آنها از نظر ویژگی های اسید-باز برای هر نوع مانع متفاوت هستند.
در میان موانع مکانیکی، بسته به وضعیت تجمع و سایر ویژگی‌های ماده در جریان مهاجرت، زیر کلاس‌هایی وجود دارد:
- مواد معدنی و ناخالصی های ایزومورف؛
- گازهای محلول (بخار)؛
- سیستم های کلوئیدی؛
- ترکیبات با منشأ مصنوعی؛
- حیوانات و موجودات گیاهی.
نمونه
نمونه های ساده موانع ژئوشیمیایی کلاس فیزیکوشیمیایی به شرح زیر است:
- در آب و هوای مرطوب در جنگل ها، بستر قدرتمندی از برگ های ریخته شده تشکیل می شود. ویژگی بارز آب های زیرزمینی در چنین شرایطی این است که از نظر اکسیژن ضعیف هستند. در نتیجه عناصر شیمیایی از جمله منگنز و آهن از خاک شسته می شوند. هنگامی که آنها به سطح می رسند، اکسیداسیون آنها با تشکیل هیدروکسیدهای نامحلول (سد اکسیژن) آغاز می شود. این مکانیسم منجر به تشکیل رسوبات گوگردی بومی می شود.
- اگر در یک زمین مرتفع ذخایر مواد معدنی حاوی سولفیدهای آهن و سایر فلزات وجود داشته باشد، شستن آنها توسط بارش طبیعی به تشکیل آبهای زیرزمینی با واکنش اسیدی محیط کمک می کند. در مناطق پست، در شرایط رطوبت بالا و بی هوازی (بدون اکسیژن)، سولفات ها به سولفید (سد سولفیدی) کاهش می یابد. ذخایر مس، سلنیوم و اورانیوم اغلب به چنین مکانیزمی محدود می شوند.
- اگر خاک از سنگ آهک تشکیل شده باشدسنگ ها، سپس در آب و هوای مرطوب، تحت تأثیر بقایای آلی در حال پوسیدگی، آهن، نیکل، مس، کبالت و سایر عناصر شسته می شوند. سنگ‌های آهک یک سد ژئوشیمیایی قلیایی ایجاد می‌کنند که به خنثی کردن آبهای زیرزمینی اسیدی و تشکیل هیدروکسیدهای نامحلول کمک می‌کند.
موانع اجتماعی
در ژئوشیمی مدرن، یک زیر طبقه جدید نیز متمایز می شود - موانع اجتماعی ژئوشیمیایی. ویژگی متمایز آنها این است که قبلاً در شرایط طبیعی برای ترکیباتی که روی آنها متمرکز شده اند به وجود نیامده اند. موانع این زیر کلاس فقط در زمینه موانع ژئوشیمیایی ساخته دست بشر یا پیچیده در نظر گرفته می شوند.
در میان آنها 4 زیر کلاس وجود دارد:
- خانگی (محل دفن زباله های خانگی جامد یا مایع)؛
- ساخت؛
- صنعتی؛
- موانع مختلط (محل دفن زباله های ساختمانی، صنعتی و خانگی).
