🗊Презентация Миграция химических элементов

Общая геохимия Лекция 2 для студентов специальностей 130301,130302

Миграция химических элементов Источники энергии (по А.А. Саукову) Энергия гравитационных сил (перемещение вещества на поверхности планеты) Космическая энергия (энергия солнечных лучей, фотосинтез, тепловой режим атмосферы и гидросферы) Энергия радиоактивного распада (тектонические движения) Теплота глубины земного шара (остаточная теплота звезды, живого вещества, радиационные процессы).

Виды миграции А.И. Перельман выделил 4 основных вида миграции химических элементов: Механическая миграция – это механическое перемещение минералов, горных пород в водной среде и воздушной сфере. Физико-химическая миграция – это миграция, которая сопровождается различными химическими и физическими процессами (в водных растворах, газовых смесях, радиоактивный распад, процесс изоморфизма). Биогенная миграция – это миграция, связанная с жизнедеятельностью организмов. Техногенная миграция – это миграция, вызванная и спровоцированная жизнедеятельностью человека.

Внутренние факторы миграции химических элементов и соединений. Электростатический фактор миграции (проявляется на уровне кристаллизационных свойств ионов). Такая миграция характерна для водных растворов, магматических расплавов, газовых смесей, живого вещества. Эта группа факторов определяется размерами ионных радиусов и полуколичественным показателем Картледжа. Свойства связи соединений. Эти свойства характеризуют способность соединений противостоять усилиям , направленным на их разрушение. Чем ярче выражены эти свойства, тем устойчивее минералы и тем позже проявляются миграционные способности каждого из элементов. А связь элементов зависит от : Особенностей внутреннего строения и энергии его кристаллической решетки; От плохой спайности; От повышенной твердости.

3. Химические свойства соединений. 3. Химические свойства соединений. Здесь следует учитывать геохимические и термодинамические особенности среды, в которой происходит миграция. Например: на земной поверхности кислородные соединения – оксиды, сульфаты и карбонаты более устойчивы, чем сульфиды). 4. Гравитационные свойства атомов. Они оказывают влияние на перемещение элементов при кристаллизации, выветривании и седиментации. Каждый атом притягивается с силой пропорциональной его массе.

5. Радиоактивный распад ядер атомов. 5. Радиоактивный распад ядер атомов. Такой распад приводит к образованию изотопов. Изотопы – это вещества, ядра атомов которых состоят из одинакового числа протонов и отличаются лишь числом нейтронов в ядре. Существует 17 долгоживущих радиоактивных изотопов. Самыми распространенными являются Rb – 87, Th – 232, K – 40, U- 238. при радиоактивном распаде образуются новые изотопы, которые называются промежуточными продуктами. Например, при радиоактивном распаде U – 238 – ---Th, Ra, Rn, Bi. Существуют конечные продукты распада – стабильные изотопы (U-235, Pb-207, He-4).

Внешние факторы миграции Этот фактор обуславливается внешней средой, окружающей мигрирующие элементы. Радиационные изменения среды. Пример: радиолиз воды – Н2О—»2Н+О2 При этом Н – восстанавливает многие оксиды металлов, соединяется с S, N, F. А О2- является сильным окислителем. 2. Воздействие ионизирующего излучения. Этот процесс связан с ионизацией и возбуждением атомов. В зависимости от дозы и длительности облучения, выделяются острые и хронические поражения. Примеры: папоротники выдерживают дозы до 10.000 Грей {1Гр=1 Дж/кг =100 Рад}, древесная растительность 12Гр. Среди животных устойчивостью обладают: крысы, мыши и насекомые. Мухи – дрозофилы - 950Гр, сельскохозяйственные животные от 3-15Гр. Птицы 25-30Гр, человек – не более 7Гр. У некоторых животных и растений данный вид облучения приводит к стимуляции ряда биохимических процессов (мутации).

3. Температура. С повышением температуры в биосфере увеличивается миграционная способность элементов. 3. Температура. С повышением температуры в биосфере увеличивается миграционная способность элементов. 4. Давление. Оказывает влияние на миграцию элементов в растворах, расплавах и газовых смесях; изменение фазового состояния вещества и скорости реакции. 5. Степень электрической диссоциации. Таблица электрической диссоциации химических элементов. 6. Концентрация водородных ионов. Этот фактор определяется показателем Рh среды. Изменение щелочности среды влияет на поступление элементов в растения, на подвижность многих металлов. 7. Окислительно – восстановительный потенциал и обстановка. Определяется режимом S и O. Окислительная (кислородная обстановка способствует накоплению катионогенных элементов переменной валентности Fe, Mn, Co) и увеличению растворимости анионогенных ( V, Mo, Se, S, U, Re). 8. Жизнедеятельность организмов тесно связана с миграцией химических элементов.

Геохимические барьеры 1961г. – А.И. Перельман. «Геохимические барьеры» - это участки довольно резкого изменения интенсивности и типа миграции. Типы геохимических барьеров Природный Техногенный

Классы типов геохимических барьеров Классы типов геохимических барьеров Физико –химические Биогеохимические (накопление элементов растениями и животными) Механические (участки резкого уменьшения механической миграции) Геохимические барьеры (их отличие друг от друга) Величиной Концентрацией

Примеры Примеры геохимических барьеров Макробарьер Мезобарьер Микробарьер

Спасибо за внимание!