Человечество в процессе своей хозяйственной деятельности выступает как мощный геохимический фактор, изменяющий и направляющий миграцию огромных масс химических элементов. Эту геохимическую сторону человеческой деятельности академик А.Е. Ферсман назвал техногенезом, анализируя его с общих методологических позиций геохимии, выясняя зависимость использования элементов от их положения в периодической системе, размеров атомов и ионов, кларков. В настоящее время концепция техногенеза успешно разрабатывается на базе геохимии окружающей среды.
Техногенез включает совокупность следующих геохимических процессов: 1) извлечение химических элементов из природной среды (литосферы, атмосферы, гидросферы) и их концентрацию; 2) перегруппировку химических элементов, изменение химического состава соединений, в которые эти элементы входят, а также создание новых химических веществ; 3) рассеяние вовлеченных в техногенез элементов в окружающей среде.
Все многообразие техногенных источников можно сгруппировать следующим образом: 1) наземный и воздушный транспорт; 2) добыча и переработка полезных ископаемых; 3) промышленное производство разных отраслей индустриальной деятельности; 4) сельскохозяйственное производство; 5) строительство инженерных объектов разного назначения (городских и сельских поселений); 6) коммунально-бытовое хозяйство. Из этих источников в ландшафты поступают сотни различных по составу и свойствам веществ, в том числе кислоты, щелочи, соли, продукты сжигания угля, нефть и продукты ее переработки, пестициды, моющие средства, фенолы, аэрозоли, пыль, радионуклиды, окислы серы, азота, углеводороды, металлы, пластмассы, зола, ил, песок и др.
Все виды источников содержат довольно широкую группу загрязняющих веществ, тем не менее, каждому из них присуще вполне определенное сочетание химических элементов (геохимические ассоциации). Важно отметить, что в реальных условиях техногенное воздействие на окружающую среду осуществляется из нескольких источников, следовательно, оно является комплексным по составу загрязняющих веществ и мощным по негативным последствиям этого воздействия.
Суммарное количество ежегодно добываемых металлов и рассеяние превышает суммарное количество этих металлов, которое выпадает с атмосферными осадками природного происхождения (кол-во добытых прямо пропорционально его кларку).
Важно отметить, что добываемые из недр и рассеиваемые промышленными предприятиями количества металла прямо пропорциональны его кларку. Обратив внимание на зависимость размера добычи металла от кларка, А.И. Перельман ввел понятие технофильности элемента (Т).Показателем ее является отношение массы ежегодной добычи элемента (Д) к его кларку в земной коре (К), т.е. Т=Д/К. Чем больше величина Т, тем интенсивнее потребность человечества в том или ином химическом элементе, тем больше степень вовлечения его в техногенез.
Техногенез ведет к уменьшению геохимической контрастности ноосферы по сравнению с биосферой и земной корой –закономерность Перельмана.
Рассеяние вовлеченных в техногенез химических элементов:
1. Может быть побочным непредусмотренным явлением –стихийное (выбросы пром.предприятий в ос, загрязнение почв, водоемов пром.стоками, аварийные выбросы)
2. Преднамеренный, заранее запланированный процесс – целенаправленное (внесение в почву удобрений и ядохимикатов, орошение полей сточными водами). Помимо ожидаемого положительного эффекта, сопровождается отрицательным воздейтсвием (загрязнением).
Вносим фосфорные удобрения, забывая о сопутствующих токсичных веществах в них.
Поступающие из различных источников техногенные вещества формируют техногенные потоки, представляющие собой миграционные геохимические системы, каждая их которых является одновременно транспортирующей и вмещающей средой. В зависимости от способа транспортировки элементов из всей совокупности известных техногенных потоков можно выделить: а) собственно техногенныеи б) наложенные (ассимилированные). В первом случае миграция элементов осуществляется при транспортных перевозках (автомобильных, авиационных, железнодорожных) сырья, готовой продукции или отходов, при внесении в почву минеральных удобрений. Следовательно, эти потоки являются техногенными как по генезису перемещаемых продуктов, так и способу (средству) перемещения.
Наложенные потоки формируются из веществ, поступивших из техногенных источников в окружающую среду, которые затем ассимилируются природными геохимическими потоками, т.е водными и воздушными, а также путем биологического поглощения элементов растительностью и далее по цепям питания живых организмов (трофическая цепь распространения).
Наложенные техногенные потоки в свою очередь могут быть подразделены на первичныеи трансформированные. К первичным техногенным потокам могут быть отнесены отвалы рудников и хвосты обогащения руд, вскрышные и вмещающие породы в районах угледобычи, шахтные воды, промышленные стоки, пыль, различные аэрозоли, вырабатываемые в процессе производственной деятельности, выхлопные газы автотранспорта, а также летучие органические соединения, выделяемые культурными растениями (фитонциды, эфирные масла).
Попадая в окружающую среду и вовлекаясь в природные циклы миграции, первичные техногенные потоки могут претерпеть существенные преобразования в результате взаимодействия техногенных веществ с вмещающей их природной системой. Например, отвалы добычи и обогащения колчеданно-полиметаллических руд в условиях дневной поверхности начинают испытывать интенсивные воздействия агентов химического и микробиологического выветривания, воздействие водных систем. При этом дождевые и талые воды, стекая по поверхности отвалов и просачиваясь сквозь их толщу, обогащаются геохимически активными продуктами выветривания пород, входящих в состав отвалов, а также механическими взвесями и коллоидами. Происходит трансформация слабоминерализованных атмосферных вод в химически активные многокомпонентные техногенные потоки. Так образуются трансформированные техногенные геохимические потоки.
Фотохимический смог – атмогеохимический трансформированный поток.
Трансформированный биогеохимический техногенный потоки. Правило трофической пирамиды:
Биомасса каждого из последующих звеньев пищевой цепи прогрессивно ументшается, кол-во металлов сохранятеся, а концентрация увеличивается.
Т.О. рассеянные в ОС металлы способны концентрироваться в биогеохимических потоках, влиять на здоровье человека.
