Миграция химических элементов презентация

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

Примеры
геохимических барьеров
Макробарьер
Мезобарьер
Микробарьер