Химическая характеристика литосферыМедицинская экология / Экологическая и эколого-медицинская характеристика литосферы / Химическая характеристика литосферыСтраница 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.
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
Смотрите также
Экологическая ниша
Понятие ниши пронизывает все сферы экологии. Если бы термину «экологическая ниша»
не придавали так много самых разных значений, то экологию можно было бы определить
как науку о нишах. Многие аспек ...
Платежные инструменты
Платежные инструменты - это правовые средства осуществления переводов денежных средств (наличных и безналичных) с целью совершения платежа.
Порядок выполнения операций с применением платежных инст ...
Органические контаминанты
Летучие органические соединения
Летучие органические соединения (ЛОС) — водные примеси, которые представляют опасность, когда их концентрация достигает даже незначительных уровней. Отличительная особ ...