Konsep halangan geokimia dikaitkan dengan pencemaran alam sekitar buatan manusia akibat daripada penghijrahan bahan kimia bersama-sama dengan pemendakan, aliran air bawah tanah atau permukaan. Kepekatan sebatian berbahaya boleh mencapai kelas bahaya 1, dan nilai maksimum yang dibenarkan boleh melebihi beberapa kali, yang membawa kepada berlakunya anomali geokimia dalam air bawah tanah dan takungan walaupun pada jarak yang jauh dari sumber pencemaran. Kajian tentang halangan geokimia telah memberikan maklumat baharu tentang kemungkinan mengurangkan mobiliti sebatian toksik.
Definisi
Istilah "penghalang geokimia" pertama kali diperkenalkan oleh saintis Rusia AI Perelman. Intipatinya terletak pada penetapan kawasan kerak bumi, di mana terdapat penurunan mendadak dalam intensiti penghijrahan dan kepekatan bahan kimia. Akibatnya, mereka beralih daripada keadaan penyebaran teknologi kepada persatuan mineral yang stabil. Halangan ini sudah biasamelindungi alam sekitar daripada pencemaran industri.
Teori ini paling banyak digunakan dalam ekologi, geologi, geokimia landskap, lautan dan laut. Contoh mudah penghalang ialah penghijrahan air bawah tanah yang tepu dengan ion besi. Di bawah tanah, unsur ini hampir larut sepenuhnya dalam cecair. Apabila sampai ke permukaan, besi teroksida di bawah pengaruh oksigen, dan logam mengendap dalam bentuk garam, iaitu, ia masuk ke fasa mineral. Fenomena yang sama diperhatikan apabila larutan besi diangkut melalui paip air. Dalam kes ini, mereka bercakap tentang penghalang buatan manusia.
Halangan geokimia dan klasifikasinya
Halangan dibezakan oleh beberapa ciri:
- Mengikut asal (pengkelasan genetik): semula jadi; teknogenik (timbul dalam proses aktiviti manusia); teknologi semula jadi.
- Mengikut saiz: halangan makrogeokimia, di mana penurunan dalam proses migrasi berlaku pada jarak urutan beribu-ribu meter; mesobarriers (dari beberapa meter hingga 1 km); halangan mikro (dari beberapa milimeter hingga beberapa meter).
- Mengikut sifat pergerakan bahan: dua hala - penghijrahan aliran dari sisi yang berbeza, jenis persatuan yang berbeza boleh didepositkan dalam penghalang (ditunjukkan dalam rajah di bawah); sisi (subhorizontal); mudah alih; jejari (sub-menegak).
- Mengikut cara bahan masuk: resapan; penyusupan.
Jenis semula jadi dan buatan manusia
Antara jenis halangan geokimia di atas, kelas berikut dibezakan:
- Mekanikal. Semasa penghijrahan bahan, fasa mereka tidak berubah, tetapi mereka bergerak (paling kerap dalam biosfera). Contohnya ialah serpihan bergolek di sepanjang cerun gunung.
- fiziko-kimia. Halangan timbul akibat perubahan dalam persekitaran fizikokimia. Pada masa ini, kelas fenomena ini adalah yang paling banyak dikaji dan sistematik (huraian diberikan di bawah).
- Biogeokimia (phytobarriers dan zoobarriers). Mereka dicirikan oleh perubahan dalam bentuk negara dan laluan kecil penghijrahan. Selalunya, halangan sedemikian dikaitkan dengan pengumpulan unsur kimia akibat aktiviti penting haiwan dan tumbuhan. Kelas ini termasuk kedua-dua halangan geokimia semula jadi dan buatan manusia (penghijrahan sisa di tanah pertanian dan padang rumput).
Halangan kompleks
Apabila beberapa kelas fenomena ini ditindih di angkasa, satu halangan geokimia yang kompleks timbul, yang diasingkan ke dalam kategori bebas yang berasingan. Para saintis percaya bahawa dalam keadaan semula jadi halangan seperti itu menduduki salah satu tempat utama. Contohnya ialah gabungan oksigen dan halangan penyerapan di kawasan pergunungan:
- mata air yang naik ke permukaan bumi di ufuk gley tepu dengan hidroksida ferik terlarut, yang teroksida di bawah pengaruh udara atmosfera (penghalang oksigen);
- koloid pemendakan ialah sorben yang baik untuk orang lainsebatian kimia;
- akibatnya, halangan penyerapan kedua terbentuk.
Peranan besar halangan kompleks juga dibuktikan oleh fakta bahawa banyak deposit mineral terbentuk disebabkan olehnya.
Pelbagai halangan fizikal dan kimia
Jenis halangan fizikal dan kimia berikut dibezakan:
- Oksigen. Pengoksidaan berlaku dengan kehadiran sejumlah besar oksigen bebas dalam perairan yang menghampiri penghalang.
- Sulfida (hidrogen sulfida). Pemendakan bahan dalam tindak balas dengan H2S.
- Gley. Penghalang ini dicirikan oleh tindak balas pengurangan (tanpa oksigen bebas dan hidrogen sulfida).
- Alkali. Akibat penurunan keasidan, pembentukan hidroksida dan karbonat, yang memendakan menjadi mendakan tidak larut.
- Asid. Dengan penurunan pH, pembentukan garam yang jarang larut diperhatikan.
- Menyejat. Kepekatan bahan migrasi meningkat disebabkan oleh penyejatan air dan penghabluran garam.
- Penyerapan. Terdapat pengekstrakan bahan tertentu disebabkan penjerap semula jadi (tanah liat, humus dan lain-lain).
- Termodinamik. Meningkatkan kepekatan dan pemendakan bahan dengan turun naik mendadak dalam tekanan dan suhu. Proses ini paling ketara dalam perairan yang mengandungi asid karbonik.
Subkelas
Di antara kumpulan halangan fizikal dan kimia, terdapat juga penggredan mengikut subkelas. Jumlahterdapat 69 daripadanya. Ia berbeza dalam ciri asid-bes untuk setiap jenis halangan.
Antara halangan mekanikal, terdapat subkelas bergantung pada keadaan pengagregatan dan ciri lain bahan dalam aliran migrasi:
- mineral dan kekotoran isomorfik;
- gas terlarut (wap);
- sistem koloid;
- sebatian asal sintetik;
- haiwan dan organisma tumbuhan.
Contoh
Contoh mudah halangan geokimia kelas fizikokimia adalah seperti berikut:
- Dalam iklim lembap di dalam hutan, serasah kuat daun yang gugur terbentuk. Ciri tersendiri air bawah tanah dalam keadaan sedemikian ialah ia miskin oksigen. Akibatnya, unsur kimia terlarut lesap dari tanah, termasuk mangan dan besi. Apabila mereka mencapai permukaan, pengoksidaan mereka bermula dengan pembentukan hidroksida tidak larut (penghalang oksigen). Mekanisme ini membawa kepada pembentukan mendapan sulfur asli.
- Jika terdapat mendapan mineral yang mengandungi sulfida besi dan logam lain pada sebidang tanah yang tinggi, maka pencuciannya oleh kerpasan semula jadi menyumbang kepada pembentukan air bawah tanah dengan tindak balas asid persekitaran. Di tanah rendah, di bawah kelembapan tinggi dan keadaan anaerobik (bebas oksigen), sulfat dikurangkan kepada sulfida (penghalang sulfida). Deposit kuprum, selenium dan uranium selalunya terhad kepada mekanisme sedemikian.
- Jika tanah terdiri daripada batu kapurbatu, kemudian dalam iklim lembap, di bawah pengaruh sisa organik yang mereput, besi, nikel, tembaga, kob alt dan unsur-unsur lain dilarutkan. Batu kapur mencipta penghalang geokimia beralkali yang membantu meneutralkan air bawah tanah berasid dan membentuk hidroksida tidak larut.
Halangan sosial
Dalam geokimia moden, subkelas baharu juga dibezakan - halangan geokimia sosial. Ciri membezakannya ialah ia tidak pernah timbul dalam keadaan semula jadi untuk sebatian yang tertumpu padanya. Halangan subkelas ini hanya dipertimbangkan dalam konteks halangan geokimia buatan manusia atau kompleks.
Di antaranya terdapat 4 subkelas:
- isi rumah (tapak pelupusan sisa pepejal atau cecair isi rumah);
- pembinaan;
- perindustrian;
- penghalang bercampur (tapak pelupusan sampah untuk pembinaan, industri dan sisa isi rumah).
