Химическая характеристика литосферы
Медицинская экология / Экологическая и эколого-медицинская характеристика литосферы / Химическая характеристика литосферы
Страница 1

Существуют два механизма перераспределения элементов в литосфере:

• вертикальный (из недр наружу);

• горизонтальный - миграция в поверхностном слое.

Первый из них ведет к негомогенному распределению

металлов в окружающей среде. При этом их концентрации в различных породах могут различаться на порядок и выше (табл. 10.1). Одним из основных источников этого процесса является вулканическая деятельность. Так, например, в июне 1991 г. произошло одно из самых мощных извержений вулкана Пинатубо. Только за два дня в окружающую среду было выброшено 10 млрд т магмы, 20 млн т диоксидов серы, что оказало влияние на глобальный климат в течение трех лет. Помимо этого, из недр Земли было выброшено 2 млн т цинка, 1 млн т меди и более 5 тыс. т кадмия. Миллионы тонн золы, содержащей почти все элементы периодической системы, загрязнили тысячи квадратных километров поверхности почвы. Подобные вулканические извержения случались с периодичностью в несколько лет за всю геологическую историю. Не менее важную функцию играет вулканическая деятельность на дне Мирового океана, где по подсчету специалистов имеется около 3 тыс. действующих вулканов.

Таблица 10.1

Содержание некоторых элементов в материнских породах (части на миллион, ррт) Примечание. Ультрабазиты - изверженные горные породы, бедные кремнекислотой и обогащенные магнием.

Примечание. Ультрабазиты - изверженные горные породы, бедные кремнекислотой и обогащенные магнием.

Второй механизм, который перераспределяет элементы, — это выветривание. Физические процессы, связанные с этим явлением, ведут к измельчению пород, что подготавливает их к последующему постепенному растворению или переходу в аэрозольное состояние. И тот, и другой процессы при участии органической матрицы ведут к формированию почвенного слоя. Таким образом, выветривание является ключевым процессом в миграции элементов от материнских пород к другим составным частям окружающей среды.

В окружающей нас среде присутствуют все известные элементы. Эссенциальными, т.е. необходимыми для процессов жизнедеятельности, являются макроэлементы: кальций, хлор, магний, фосфор, калий, сера. К этой группе относится и часть микроэлементов, которые присутствуют в организме животных и человека в следовых концентрациях: хром, кобальт, медь, фтор, йод, железо, марганец, молибден, селен, цинк. Следующая группа - неэссенциальные элементы, т.е. компоненты, не имеющие известных биологических функций, к ним относятся: кадмий, мьшьяк, ртуть, свинец.

В отношении действия элементов на биоту значительную роль играют их концентрации в окружающей среде. Еще Парацельс (1493-1541) определил основные принципы токсикологии: «Все вещества являются ядами. Нет ни одного соединения, которое не является им. Только доза определяет ядовитые или лекарственные свойства» (см. рис. 3.1). Как для необходимых, так и для неэссенциальных элементов имеется оптимальное значение концентраций, которые соответствуют нормальному функционированию организма. Увеличение концентрации связано с токсическим эффектом, что может закончиться смертью. Снижение концентрации неэссенциальных компонентов не так фатально, как необходимых элементов, для которых уменьшенное поступление связано с возникновением дефицитного состояния, т.е. патологии (табл. 10.2).

Биодоступность, миграция и токсичность элементов зависят не только от физических и химических свойств самого компонента, но и от факторов окружающей среды, с которыми он взаимодействует. Важнейший фактор — кислотность почвы (рН). Подвижность большинства из элементов с уменьшением рН возрастает, в то время как защелачивание уменьшает биодоступность. Сильно влияет тип почвы.

Таблица 10.2

Заболевания, вызываемые дефицитом или избытком элементов Так, например, почва с высоким содержанием органических компонентов (гумуса) оказывает на металлы хелатирующее (комплексообразующее) действие, что уменьшает скорость их миграции. Токсичность металлов зависит от атомного и ионного радиуса, буферной емкости, способности к химическим реакциям. Например, токсичность свинца и ртути больше выражена у их органических компонентов, чем у неорганических. Большое значение имеет степень окисления. Хром более токсичен при валентности, равной шести, и меньше - в трехвалентной форме.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Биологические опасности, связанные с пищей
Научно-технический прогресс сильно повлиял на сферу производства продуктов питания. Технологическая обработка продуктов, консервирование, рафинирование, длительное и неправильное хранение резко снизил ...

Биогеография
Основная цель экологии состоит в том, чтобы понять те разнообразные факторы, которые влияют на распределение и обилие животных и растений (Andrewartha, Birch, 1954; Krebs, 1972; Mac-Arthur, 1972). ...

Влияние низкотемпературного закаливания на протеолитическую активность и содержание фотосинтетических пигментов в листьях проростков озимой пшеницы
На проростках озимой пшеницы (Тп11сит aestivum 1.) изучена динамика активности амидаз, цистеиновых про-теиназ, а также содержания фотосинтетических пигментов при холодовом (4°С) закаливании. Показ ...

Разделы