Виды миграций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Виды миграций

Механическая миграция

• Движущей силой механической миграции является сила тяжести, которая определяет перемещение основных агентов механической миграции - текучей воды, ветра, льда. Для скорости и дальности транспортировки химических элементов основное значение имеют плотность, величина и форма частиц. Механическая миграция не имеет характера кругооборота, так как в интервале времени существования ландшафта гравитационные потоки однонаправлены. Ландшафтно-географический сущность механической миграции вещества состоит в том, что с нею осуществляется латеральный перенос материала между ландшафтами и между их морфологическими частями и безвозвратный вынос вещества в мировой океан. Но наряду с выносом вещества из ландшафтов, в механическую миграцию принято включать поступление вещества на поверхность при извержениях вулканов и из космоса. Эти потоки вещества возникают периодически, но для некоторых ландшафтов поступление вещества при извержениях вулканов играют существенную роль. Значение механической миграции во внутриландшафтных связях существенно меньшее, чем других видов миграции. механическая миграция гидроксид молекулярный
• Перемещение химических элементов при механической миграции происходит независимо от химических свойств. Но если частицы разной крупности и плотности имеют разный химический состав, то механическая миграция приводит к глубоким химическим изменениям в ландшафте. Глинистые фракции почв и горных пород по сравнению с песчаными обычно содержат больше Fe, Al, Mn, Mg, K, V, Cr, Ni, Co, Cu и меньше SiO2. Это объясняется тем, что в процессе выветривания соединения Fe и Al образуют коллоиды, в том числе и глинистые минералы, в состав которых входят Mg, K. Другие элементы - V, Cr, Ni, Co, Cu легко адсорбируются коллоидами и переносятся вместе с ними. Минералы, содержащие Ti, Zr, Sn, W, Pt имеют большую плотность и трудно поддаются выветриванию. Они входят в состав песчаной фракции. В результате песчаные, пылеватые, глинистые отложения приобретают разный химических состав. Пески обогащены SiO и бедны Fe, Al, Mg и многими редкоземельными элементами. В них концентрируются Ti, Zr, Sn, Au, Pt, W. Таким образом, в районе сложенном едиными горными породами за счет механической дифференциации образуются отложения различного химического состава, определяющие своеобразие приуроченных к ним ландшафтов.
• Интенсивность механической миграции можно охарактеризовать с помощью показателя механического стока - стока взвешенных наносов Р. Сток взвешенных наносов - это количество взвешенного вещества, переносимого осадками с единицы площади водосбора за год. Р зависит от климатических и геолого-географических условий, т.е. является функцией ландшафта. В распределении твердого стока обнаруживаются черты широтной зональности. В тундре и тайге типичная величина модуля твердого стока не превышает 5-10 т/ км 2 год., в зоне широколиственных лесов 10-20 т/км 2 год, в лесостепи достигает 150 т/км 2год, в степи - 50-100 т/км2 год. В пустынях твердый сток резко сокращается, в экваториальных лесах модуль стока относительно невысок (бассейн Конго - 18-37 т/км2 год, бассейн Амазонки - 67-87т/км2год).
• Существенно различаются значения расхода наносов в горах и на равнинах, а также в горах, сложенных разными горными породами. На низменных заболоченных равнинах механическая денудация очень мала (модуль твердого стока составляет в бассейнах: Енисея - 4 т/км2год, Оби - 6т/км2год, Колымы - 7 т/км 2год).
• В горах, в условиях расчлененного рельефа, механическая миграция опережает физико-химическую. В горах, сложенных мягкими осадочными породами модуль твердого стока возрастает до значительных значений: в Средней Азии - до 2500 т/км 2год, на северных склонах Апеннин - до 3000-3700т/км2год, в сухих субтропиках юго-восточного Кавказа - до 4000-5000 т/км 2год.
• Развитие мощного растительного покрова сдерживает механическую миграцию, поэтому она играет значительную роль в засушливых (аридных и семиаридных) ландшафтах и, напротив, в условиях влажного климата преобладает физико-химическая миграция.
• Уничтожение растительного покрова может привести к развитию денудации и увеличению доли механической миграции. Так, на обрабатываемых землях экваториальной зоны и влажных муссонных тропиков значения твердого стока возрастают до 2000-3000 т/км 2год.
• В целом, при современных темпах механической миграции ландшафты суши теряют ежегодно примерно 22-28 млрд.т. вещества, что составляет слой толщиной в 0,1 мм. При такой скорости выноса при неизменных тектонических условиях суша может быть смыта до уровня Мирового океана за 10-15 млн. лет.
• Кроме перемещения с водными потоками, другим мощным фактором механической миграции является дефляция, которая наиболее активно протекает в аридных районах и на распаханных землях. Единичная пыльная буря в Средней Азии и Казахстане выносит 10-100 т/км 2 вещества, знаменитая пыльная буря 1934 г. в США унесла за сутки 300 млн. т почвы с площади 3 млн. км кв., т.е. в среднем по 100 т с каждого км2.
• Глобальные масштабы дефляции и эоловой миграции вещества в целом оценить сложно. По разным экспертным оценкам они составляют от n*1010 до n*1011 т /год. Эти величины соизмеримы со стоком взвешенных наносов. Но в отличие от первых, при эоловой миграции часть материала возвращается из атмосферы на сушу через 1-10 суток, частично в тот же ландшафт, частично в более удаленные, поэтому существенной потери вещества не происходит.
• Потеря вещества из ландшафта, связанная с механической миграцией, может частично компенсироваться за счет входных потоков, причем на фоне общей для суши убыли существуют ландшафты с положительным балансом твердого материала за счет гравитационного и эолового перераспределения.
• Так, не все взвешенные наносы выносятся реками в океан, частично они откладываются в устье, образуя обширные дельты. У некоторых рек дельты растут с большой скоростью (Миссисипи, Хуанхе, Меконг - до 50-100 км2 /год). Во внутриконтинентальных областях разгрузка потоков механического переноса приводит к образованию предгорных шлейфов, конусов выноса, слепых дельт.
• Для некоторых ландшафтов имеет значение эоловый перенос. В Казахстане и Средней Азии область положительного баланса атмосферной пыли занимает по некоторым данным 1,2 млн км2, а модуль осаждения пыли - 5-10 т/км2 год. В горах по мере нарастания высоты поступление пыли увеличивается, в высокогорье оно достигает около 150 т/км 2год.
• Один из главных факторов механического поступления вещества в ландшафты - вулканизм. Так, при извержении одного трещинного вулкана в Исландии в 1783 г. излилось 12 км3 лавы, покрывшей территорию в 28 км2. Излияния имеют локальный характер, но выбросы пирокластического материала оказывают глобальное воздействие. Наибольший эффект от извержения вулканов связан с увеличением запыленности атмосферы и изменением теплового баланса. Но и осаждение пепла на больших пространствах оказывает существенное влияние на развитие ландшафта в вулканических районах. Часто после извержения вулкана и отложения пирокластического материала происходит полное уничтожение почвенно-растительного покрова и нарушение нормального функционирования ландшафта, формирование геосистем как бы начинается заново.
• В глобальном балансе вещества некоторую долю имеет поступление метеоритов и космической пыли - 10 млн. т год.
• Соотношение входных и выходных потоков при механической миграции. В большинстве ландшафтов вынос преобладает над привносом. Наиболее интенсивно вынос осуществляется в горах, среди равнин - на возвышенностях, сложенных рыхлыми породами. Положительным балансом обладают аккумулятивные низменные ландшафты, дельтовые низменные аллювиальные равнины гумидных областей, подгорные аллювиальные равнины. Относительно сбалансированные ландшафты - это равнины с фундаментом из твердых пород.
• В любых условиях поддержанию равновесного баланса способствует растительность.
• Физико-химическая миграция
• Физико-химическая миграция - это миграция, подчиняющаяся законам физики и химии и осуществляется в водной или в воздушной средах. Она включает такие процессы как растворение, осаждение, сорбция и десорбция. Перенос вещества при физико-химической миграции осуществляется путем диффузии, конвекции или их сочетаний (конвективной диффузии). Диффузия -- это самопроизвольный и необратимый перенос вещества, приводящий к установлению равновесных концентраций в результате беспорядочного (“теплового”) движения атомов, ионов, молекул и коллоидных частиц. Процесс ведет к уменьшению разнообразия, дифференциации и не требует затраты энергии извне. Но диффузия возможна и при действии внешних факторов, создающих градиенты температуры, давления, электрического потенциала (термодиффузия, бародиффузия, электродиффузия). Скорость диффузии растет с температурой. Диффузия имеет место в застойных или очень малоподвижных водах. В ландшафте это главным образом болотные и иловые воды, частично растворы элювиальных почв, коры выветривания, водоносных горизонтов. Диффузионные процессы особенно характерны для глин, они нередко приводят к их обессоливанию (диффузионное выщелачивание), при этом ионы мигрируют с различной скоростью (например, хлориды диффундируют быстрее сульфатов).
• Конвекция -- это миграция массовых потоков газа или жидкости. При этом в отличие от диффузии мигрируют не только растворенные частицы (атомы, ионы, молекулы и т.д.), но и сам растворитель. В пористой среде конвекция называется фильтрацией, которая значительно быстрее диффузии и особенно характерна для ландшафтов; скорость фильтрации зависит от многих факторов и сильно колеблется. При фильтрации воды взаимодействуют с почвами и породами, в которых развиваются явления выщелачивания, сорбции, ионного обмена, осаждения элементов на геохимических барьерах.
• Водная миграция химических элементов
• Ионная и молекулярная миграция.
• Большинство химических элементов мигрирует в ионных, молекулярных или коллоидных растворах. Вода -- это “кровь ландшафта”, она находится в сложных обратимых взаимоотношениях с организмами, горными породами, атмосферой, которые и определяют химический состав вод ландшафтов. Состав природных вод ландшафта в значительной степени определяется зональностью и зависит от климата (температуры, влажности, количества осадков), а также литологическими условиями (составом и степенью растворимости горных пород). Главными компонентами являются растворенные газы, особенно О2, СО 2, Н 2S, и шесть ионов растворенных веществ, поступающих из литосферы и атмосферы, Са2+, Мg2+, Na+, HCO3-, SO 42-, Cl- (шестикомпонентный состав). В водах большинства ландшафтов Са2+ > Мg2+ > Na+ и HCO3- > SO 42- > Cl- , но встречаются другие соотношения. Все воды содержат также ионы Н+ и ОН-, роль которых, несмотря на низкое содержание (обычно 10-5 -- 10-8 г/л), чрезвычайно велика. Второстепенными компонентами являются железо, стронций, калий (катионы), карбонаты, нитраты и фториды (анионы), бор (как в катионной, так и в анионной форме). Мало содержание распространенных в литосфере элементов -- K, P, Si, Al, Ti, Ni, Co, Cu, Mo, Zn, U и других (обычно не более 10-5 -- 10-7 г/л). Кроме ионов растворенные неорганические соединения находятся в форме молекул и коллоидных частиц. Велика роль и растворенного органического вещества (РОВ). Характерна также миграция тонкой мути и более крупных взвешенных частиц. Таким образом, воды ландшафта -- это сочетание ионных, молекулярных и коллоидных растворов с суспензиями. Почти все воды -- биокосные тела, т.е. содержат живое вещество.
• Природные воды в ландшафте формируются из дождевой, речной, подземной воды, а в приморских ландшафтах на состав вод оказывают влияние и морское воды. Химический состав этих исходных вод различен:
• главными компонентами морской воды являются ионы натрия и хлора, которые для речных и грунтовых вод имеют подчиненное значение;
• в речных и грунтовых водах главенствуют ионы кальция, гидрокарбонат (карбонат) -ион;
• для дождевой воды наиболее характерны ионы натрия, кальция, сульфат-ион (таблица 4).
• Состав природных вод, ч/млн
• Таблица 4

Компонент	Дождевая вода	Речная вода	Морская вода	Грунтовые воды умеренного климата
Na	1.1	5.8	10560	23.8
K	0.26	2.1	380	3.04
Ca	0.97	20.0	400	37.3
Mg	0.36	3.4	1270	10.5
Cl	1.1	5.7	18980	10.9
SO42-	4.2	12	2650	14.7
HCO3-+ H2 CO3	1.2	35	140	212
Si	0.83	8.1	0.05-2	14.3

• Все природные воды содержат ионы Н+, ОН- роль которых в ландшафте, несмотря на низкое содержание, чрезвычайно велика.
• Химический состав почвенных и грунтовых вод формируется в результате прямого растворения или выщелачивания горных пород и почв, за счет разложения растительных остатков, и зависит от их подвижности. Поровые воды, к которым относится часть почвенных, иловых и горных (породных) растворов, относительно неподвижны. Они связаны с твердой фазой поверхностными силами капиллярного или коллоидного характера (пленочная вода, капиллярная вода и т.д.). Эти воды длительное время соприкасаются с породами, часто находятся в равновесии с ними. В поровых растворах обнаружены бактерии, окисляющие сульфиды. Это дало основание П.А. Удодову сделать вывод о преимущественно биогенном характере формирования состава поровых растворов. По химическому составу поровые растворы разнообразны и часто сильно отличаются от гравитационных вод. Свободные гравитационные воды находятся в трещинах, крупных полостях. Они легко стекают под влиянием силы тяжести, относительно быстро перемещаются по почвенным и водоносным горизонтам.
• Миграция растворенных в природных водах химических элементов определяется кислотно-щелочными и окислительно-восстановительными характеристиками среды. Под влиянием этих факторов различные элементы ведут себя по-разному. Так, в зависимости от Еh и pH- условий железо может мигрировать в форме Fe ³⁺ или Fe²⁺ , осаждаться в виде Fe(OH)₃, Fe(OH)₂K.
• Щелочно-кислотные условия природных вод. Кислотно-щелочные условия природных вод определяются количеством водородных ионов, концентрация которых не превышает 0,0001 г/л, но они являются важнейшим геохимическим показателем природной среды. Значения рН -- отрицательного логарифма концентрации водородных ионов (Н+) характеризуют степень кислотности среды - от сильно кислой до сильно щелочной. Mg, Ca, Sr, Ba, Cu, Zn, Cd, Fe, Mn, Co и др. катионогенные элементы образуют более растворимые соединения в кислых водах и менее растворимые в нейтральных и щелочных. В связи с этим важное геохимическое значение имеет рН начала выпадения гидроксидов металлов из разбавленных растворов их солей и произведение растворимости (ПР) гидроксидов. Для t = 25⁰С эти данные приведены в таблице5. Осаждение зависит и от концентраций металлов. Например, Al3+ при содержании 1 г/л осаждается из раствора с рН = 3,6, а при содержании 1.10-5 г/л -- уже с рН = 5,3. Поэтому осаждение гидроксидов обычно заканчивается при рН на 0,5--1,5 единицы выше, и правильнее говорить об интервале рН осаждения, который, например, составляет для Mg₂+ 10,5--11, для Ni₂+ -- 6,7--8, для Al₃+ -- 4,1--6,5 и т.д. При осаждении могут возникать сравнительно устойчивые коллоидные растворы металлов, повышающие их миграционную способность. Существенные коррективы вносятся также сорбцией, образованием комплексных ионов и другими явлениями. Все же данные о “рН осаждения” во многих случаях объясняют особенности миграции элементов. Например, катионы олова (Sn⁴⁺), циркония (Zr4+) и Fe3+ могут существовать только в резкой кислой среде (рН 2, сернокислые ландшафты). При повышении рН до 4 Fe³⁺ осаждается в виде гидроксида. Поэтому данные катионы легко выпадают из природных вод и имеют низкую миграционную способность. Co3+, Cr3+, Bi3+, Sn2+, Th4+, Zr4+, Ti4+, Sc3+ также существуют только в очень кислых водах, мало распространенных в природных ландшафтах. Напротив, Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Mg2+, Ag+, Cd2+, Pb2+ в относительно значительных количествах могут находиться в растворе даже при рН = 8 (Ni2+ -- 9,3.10-3 г/л; Со2+ -- 1,5.10-2; Zn2+ -- 2,9.10-3. ).
• Таблица 5
• рН начала осаждения гидроксидов из разбавленных растворов солей и ПР гидроксидов (при 25оС) Гидроксиды рН ПР ГидроксидырН ПР

Sn(OH)4	2	1.10-57	La(OH)3	8,0	1.10-20
Zr(OH)4	2	8.10-52	Be(OH)2	5,7	1.10-20
Th(OH)4	3,5	1.10-50	Ni(OH)2	6,7	8,7.10-19
Co(OH)3	--	2,5.10-46	Cu(OH)2	5,4	1,6 .10-19
Sb(OH)3	0,9	4.10-42	Zn(OH)2	5,2	4,5.10-17
Fe(OH)3	2,5-4,5	4.10-38	Fe(OH)2	5,5	4,8.10-16
Ga(OH)3	3,5	5.10-37	Pb(OH)2	6,0	7.10-16
Al(OH)3	4,1	1,9.10-42	Co(OH)2	6,8	1,3.10-15
In(OH)3	3,7	1.10-33	Mn(OH)2	9,0	4,10.10-14
Cr(OH)3	5,3	7.10-31	Cd(OH)2	6,7	2,3.10-14
Ti(OH)4	1,4-1,6	1.10-30	Mg(OH)2	10,5	5.10-12
Bi(OH)3	4,5	1.10-30	Ag(OH)	9,0	2.10-8
Sn(OH)2	3,0	1.10-27	Ce(OH)3	7,4	--
Sc(OH)3	4,9	1.10-27	Nd(OH)3	7,0
Hg(OH)2	7,0	3.10-26	UO2(OH)2	4,2	--
Y(OH)3	6,8	1.10-24	NbO2OH	0,4	-

• Полужирным шрифтом выделены ведущие гидроксиды ландшафтов
• Приведенные значения рН осаждения гидроксидов объясняют интенсивную миграцию Fe2+ в болотах тундры и тайги (кислые воды) и слабую -- в болотах степей и пустынь (слабощелочные воды), редкость минерала брусита (гидроксида Mg) и многие другие явления. Na, K, Rb, Cs в ландшафтах не образуют гидроксидов, и для оценки их миграции данные о рН вод имеют лишь косвенное значение как фактора, влияющего на сорбцию, растворимость солей и т.д. Таким образом, при оценке рН как фактора миграции металлов необходимо учитывать растворимость гидроксидов и кларки элементов, их содержание в водах. Для многих редких элементов роль рН незначительна, так как концентрация этих металлов в водах ниже их содержания в растворе после осаждения гидроксидов.
• Комплексообразование. Сильно изменяет условия осаждения многих металлов образование гидрокcокомплексов, полимерных ионов и комплексных анионов. Так, например, шестивалентный U в кислородных водах обычно находится в форме катиона уранила UО22+, рН выпадения гидроксида которого 4,2. Таким образом, в нейтральных и слабощелочных средах U должен был бы осаждаться в форме гидроксида UO2(ОН)2, карбонатов и других солей. Однако этот металл легко мигрирует в таких водах, т.к. образует растворимые комплексные анионы типа [UO2(CO3)3]4-. Cu, Ag, Be, Sc, Y и редкие земли иттровой группы образуют аналогичные комплексные анионы и мигрируют в ландшафтах с содовыми водами (например, в степях с солонцами). Напротив, Fe, Co, Ni, Cd, редкие земли группы германия, не дающие растворимых комплексных соединений с карбонатами и бикарбонатами щелочей, малоподвижны в этих водах.
• Огромную роль в миграции металлов играют и комплексные органические соединения, которые характерны для тайги, тундры и других ландшафтов влажного климата. Здесь значительная, а часто и подавляющая часть Fe, Ni, Cu, Zn мигрирует в комплексной форме. В общем, образование растворимых комплексных соединений увеличивает миграционную способность элементов. Таким образом, для правильной оценки рН как фактора миграции необходимо учитывать ряд условий.
• Организмы чувствительны к рН; для них наиболее благоприятна реакция, близкая к нейтральной. Сильнокислые и сильнощелочные воды вредны для большинства культурных растений, домашних животных и человека.
• Органические соединения живых организмов и гумус обладают буферной способностью усреднять сильнокислую и сильнощелочную среду. В сильнощелочных условиях слабые органические кислоты нейтрализуют щелочи и переводят реакцию из сильнощелочной в слабощелочную, а в сильнокислой среде слабые органические основания нейтрализуют сильные кислоты и реакция становится слабокислой. Таким образом, в ландшафте имеется механизм, с помощью которого создается реакция вод, наиболее благоприятная для жизни. Однако этот механизм действует только в определенных условиях. Ландшафты, содержащие мало живого вещества, буферной способностью не обладают. Для них характерны резкие отклонения от нейтральной реакции. Примером служат Серные Бугры в Каракумах, где А.Е. Ферсманом в 1925 г. обнаружена свободная серная кислота, образующаяся при окислении S. Отсутствие нейтрализаторов в виде карбонатов или органических соединений обусловило сильнокислую реакцию, не свойственную пустыням.
• По щелочно-кислотным условиям выделяется 4 класса вод ландшафта.
• Сильнокислые воды имеют рН < 3--4, они распространены широко, но, как правило, на небольших площадях. Кислотность таких вод обычно обязана окислению пирита и других дисульфидов, приводящему к образования Н2SО4. В сернокислых водах легко мигрирует большинство металлов, в том числе Fe, Cu, Al, Zn и др. В вулканических районах известны и солянокислые воды. Большее распространение сильнокислые воды получили в техногенных ландшафтах.
• Слабокислые -- это воды, рН которых колеблется от 3--4 до 6,5; чаще всего их кислотность обусловлена разложением органических веществ, приводящим к поступлению в воду СО2, фульвокислот и других органических кислот. Если в горных породах мало подвижных сильных катионов, то кислотность нейтрализуется не полностью, и в почвах и коре выветривания господствует слабокислая среда. В таких водах легко мигрируют металлы в форме бикарбонатов и комплексных соединений с органическими кислотами. Подобные воды распространены исключительно широко в гумидных ландшафтах.
• Нейтральные и слабощелочные воды имеют рН от 6,5 до 8,5. Их реакция часто определяется отношением бикарбоната Са к его карбонату или же бикарбоната к СО2. Эти воды менее благоприятны для миграции большинства металлов, которые осаждаются в форме нерастворимых гидроксидов, карбонатов и других солей. Анионогенные элементы, напротив, мигрируют сравнительно легко (Si, Ge, Ag, V, U, Mo, Se и др.). Такие воды особенно характерны для аридных ландшафтов, вод известняков и изверженных пород, морей и океанов. При разложении органических веществ в них тоже образуются СО2 и органические кислоты, которые, однако, полностью нейтрализуются СаСО3 и другими минералами Са, а также Mg, Na, K, которыми богаты почвы и породы.
• Сильнощелочные воды с рН > 8,5 обычно обязаны своей реакцией присутствию соды (NaНСО3, реже Nа2СО3, вернее ионов Na+, HCO3, CO32-, OH-). В щелочных содовых водах легко мигрируют кремнезем, гуматы, Al (AlO2-), Мо (МоО42-). Большая группа элементов, соединения которых трудно растворимы в нейтральной и слабощелочной среде, в содовых водах обладает высокой миграционной способностью, так как в этих условиях возникают карбонатные растворимые комплексы (Cu, Zn, Be,Y и редкие земли иттровой группы, Sc, Zr и др.).
• Таким образом, подвижность основных элементов и их соединений меняется в зависимости от рН. Катионогенные элементы - кальций, стронций, барий, радий, медь, цинк, кадмий, наиболее подвижны в кислых средах, а анионогенные элементы - ванадий, мышьяк, селен, молибден, германий - щелочных средах. Миграция таких элементов как натрий, литий, бром, йод почти не контролируются рН.
• Изменения значения рН приводят к осаждению элементов или, наоборот, к переводу их в подвижное состояние. Наиболее показательно в этом отношении поведение железа: рН выпадения двухвалентного железа составляет 5,5. В тайге среда более кислая и двухвалентное железо интенсивно мигрирует. При увеличении значения рН двухвалентное железо осаждается. В болотах степей и пустынь, в условиях слабощелочной среды двухвалентное железо неподвижно.
• При осаждении могут возникать сравнительно устойчивые коллоидные растворы металлов, повышающие их миграционную способность. Существенные коррективы вносятся также сорбцией, образованием комплексных ионов. Но все же данные о рН осаждения во многих случаях объясняют особенности миграции элементов. Например, концентрация Fe3+ в воде при рН = 4 равна 2x10 -6 г/л, т.е. очень мала. Поэтому катион Fe3+ существует только в очень кислых водах сернокислых ландшафтов. При повышении рН до 4 Fe3+ осаждается в виде гидрооксида. Al3+ также существует только в сильнокислых средах при рН =5 его концентрация понижается до 5 10 -5 г/л. Co3+, Cr3+, Bi3+, Sn2+, Th4+, Zr4+, Ti4+, Sc3+ существуют только в очень кислых водах, мало распространенных в природных ландшафтах. Поэтому они выпадают из природных вод и имеют низкую миграционную способность. Наоборот, Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Ag+, Cd2+, Pb2+ в относительно значительных количествах могут находиться в растворе даже при рН =8 (Ni2+ - 9,3 x 10-3 г/л, Co2+ - 1,5x 10-2, Zn2+ - 2,9 x 10-3)
• Кислотно-щелочная зональность
• Кислая среда в ландшафте возникает в основном при разложении органических веществ, обогащающем воды угольной кислотой, высокомолекулярными (гумусовыми) и низкомолекулярными органическими кислотами. Известную роль в подкислении вод играют атмосферные осадки, особенно в вулканических районах и промышленных центрах. Но в литосфере кларки катионногенных элементов (кальция, магния, натрия, калия) значительно больше кларков анионогенных элементов (серы, хлора, азота, фосфора, углерода ванадия и др). Поэтому кислые воды, мигрируя от верхних почвенных горизонтов к нижним, довольно быстро усредняются, становятся менее кислыми или даже щелочными. В результате в почвенных горизонтах и корах выветривания, в разных водоносных горизонтах по мере фильтрации вод рН поднимается, образуя кислотно-щелочная зональность. Так, в подзолах, черноземах, солонцах, бурых лесных почвах почва кислая или слабокислая в горизонте А, далее сменяется на слабокислую, нейтральную или щелочную. Повышение рН связано в значительной степени с кислым выщелачиванием катионов из верхних горизонтов и их частичной аккумуляции в нижних. Таким образом, кислая среда в верхних горизонтах порождает щелочную в нижних.
• В местах, где щелочная среда на небольшом расстоянии сменяет кислую возникает щелочной барьер, для которого характерна концентрация железа, кальция, магния, марганца, бария, стронция, хрома, цинка, меди, никеля, кобальта, свинца, кадмия. Щелочной барьер может появиться при смене сильнокислой среды на слабокислую, или слабощелочной на сильнощелочную. Особенно контрастные щелочные барьеры возникают на контакте карбонатных и силикатных пород (в природе это могут быть валунные суглинки, подстилаемые известняками). Менее характерны кислые барьеры, возникающие при резком уменьшении рН. На кислом барьере осаждаются анионогенные элементы: кремний, селен, молибден, германий.
• Окислительно-восстановительные условия природных вод
• Для характеристики окислительно-восстановительного состояния среды используют так называемый окислительно-восстановительный потенциал (Еh), измеренный в вольтах, а для характеристики способности данного атома принимать или отдавать электроны - стандартный окислительно-восстановительный потенциал (Eh0). Он устанавливается относительного стандартного водородного электрода для «нормальных условий» - T = 250 С, давлении 1атм, при рН равном 0 или 14. В качестве примера приведем значения Eh0 для двух реакций при рН равном 0:
• Fe3+ + e/ Fe2+ + 0,771v
• Mn O2 + 4H + + 2e/ Mn 2+ +2H2O + 1,28v
• Эти реакции говорят о том, что восстановление 4-х валентного Мn происходит в более окислительных условиях, чем 3-х валентного Fe. В ландшафте, где «нормальные условия» протекания реакции отсутствуют и рН4, эта закономерность будет сохраняться и Мn будет окисляться при ином, но все равно более высоком окислительном потенциале, чем Fe.
• Так как различные элементы меняют свою валентность в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала среды, то по его значению можно сделать вывод о миграционных способностях элементов в каждом конкретном ландшафте.
• Поэтому, при изучении миграции химических элементов важно учитывать как стандартный потенциал элемента, так и величину окислительно-восстановительного потенциала, который характерен для данной природной системы с ее конкретными величинами концентрации, рН, температуры.
• Значения потенциалов (в вольтах) для некоторых пар ионов в соединениях при температуре 180 С и децинормальной концентрации таковы:
• Fe(OH)2Fe(OH)3=-0,65
• Mo5+ Mo6+ = 0,78
• Ti 3+ Ti4+=-0,04
• V4+ V5+ = 1,00
• (SO3)2-(SO4)2-=0,22
• Cr3+Cr6+=1,30
• V3+V4+=0,40
• Mn2+MnO2=1,35
• U4+U6+=0,41
• Co2+Co3+=1,79
• Fe2+Fe3+=0,75
• Pb2+Pb4+=1,80
• Любая из этих пар является окислителем по отношению к ионам, расположенным выше, и восстановителем - к ионам, расположенным ниже. В соответствии с этим можно определить возможные и запрещенные ассоциации ионов для разных природных условий. Например, в таблице 5 приведены ассоциации, возможные и запрещенные в присутствии двух и трехвалентных ионов железа для нейтральной и слабокислой среды
• Таблица 6

В присутствии	Возможные	Запрещенные
Fe2+	Ti (3,4) V(3,4), Cr(3), Mo (5,6) Mn (2), Co (2) ,Ni (2), W (6), Pb(2)	V (5), Cr(6), Mn(4), Co(3), Ni(3), Pb(4), (NO 3)1-
Fe3+	Ti(4),V(4,5), Cr(3,6), Mo (5,6), Mn (2,4), Co(2,3), Ni (2,3), Pb (2,4), (NO 3)1-	Ti(3), V(3), U (4)

• В естественных ландшафтах основными окислителями являются: кислород атмосферы, другие сильные окислители в высоких степенях окисления: трехвалентное железо, четырехвалентный марганец, шестивалентная сера, пятивалентный азот.
• Восстановителями в ландшафтах являются химические элементы, способные отдавать электроны: двухвалентное железо, двухвалентная сера, водород, двухвалентный марганец, элементы в металлическом состоянии - медь, мышьяк, трехвалентный хром, трехвалентный ванадий. Важнейшими восстановителями в биогенных ландшафтах являются органические вещества.
• Для характеристики окислительно-восстановительных условий в ландшафтах используют соединения железа разной валентности. Железо - широко распространенный элемент, присутствующий во всех ландшафтах. Его соединения имеют характерные признаки, устанавливаемые при визуальном наблюдении, без дополнительных анализов: соединения трехвалентного железа характеризуются красной или бурой окраской, двухвалентного - зеленоватой и сизой. Присутствие в почвенном профиле заболоченных таежных почв соединений двухвалентного железа свидетельствует о восстановительной обстановке и предполагает отсутствие здесь значительных соединений четырехвалентного марганца и свинца, шестивалентного хрома, трехвалентного кобальта, пятивалентного ванадия, стандартный потенциал которых выше, чем стандартный потенциал двухвалентного железа и железо будет восстанавливать эти соединения. Следовательно, в тайге мы не найдем хроматов и ванадатов, но они будут в пустынях, где высок окислительный потенциал среды и железо всегда присутствует в трехвалентной форме, а обстановка будет окислительной.
• По значению окислительно-восстановительного потенциала и присутствию окислителей, в ландшафтах выделяют три основные обстановки:
• 1. окислительную;
• 2. восстановительную; без сероводорода (глеевая);
• 3. восстановительную (с сероводородом).
• Окислительная обстановка (Eh 0,15) характеризуется наличием свободного кислорода в водах, поступающего из атмосферы или за счет фотосинтеза водных растений. Глубина кислородной поверхности совпадает с уровнем грунтовых вод, иногда спускается ниже до первого водоупорного пласта. Кислородные воды обладают очень высокой окислительной способностью: в них осуществляется микробиологическое окисление органических веществ до углекислого газа и воды, протекают реакции окисления неорганических соединений. В этих условиях многие химические элементы образуют легко растворимые соединения - хроматы, ванадаты, селенаты, сульфаты, - с высокой миграционной способностью. Например, в пустынях встречаются легко растворимые сульфаты натрия и магния, хроматы калия. Железо находится в трехвалентной форме и его соединения бладают малой миграционной способностью.
• Окислительная обстановка характерна для сред, контактирующих с атмосферой - дождевых, речных, озерных вод, приповерхностных горизонтов морских вод. Для каждого ландшафта можно установить определенную глубину кислородной поверхности, глубже которой вода уже не содержит свободного кислорода. Как говорилось выше, кислородная поверхность совпадает с уровнем грунтовых вод.
• Восстановительная глеевая обстановка (Eh от -0,2 до-0,4) (без сероводорода) создается в пресных водах, не содержащих или содержащих мало свободного кислорода и богатых органическими остатками. Окисление происходит при участии микроорганизмов, которые окисляют органические вещества за счет кислорода органических и неорганических соединений (связанного кислорода). Примером может служить реакция денитрификации
• 4NO3 + 5C 2CO2-3 + 3CO2 +2N2
• В водах образуются H2, N2, CH4, Fe2+, Mn2+. Так как в водах мало сульфат- иона, то сероводород не образуется. Многие металлы, входящие в состав органоминеральных комплексов приобретают высокую подвижность.
• Этот тип обстановки особенно характерен для болот влажно-тропической, тундровой, таежной и лесостепной зон.
• Восстановительная сероводородная обстановка (Eh 0) (с сероводородом) издается в бескислородных водах, богатых сульфат ионом, где микробиологическое окисление органических веществ осуществляется за счет восстановления сульфатов (процесс сульфат-редукции).
• SO2-4 + 2Coрг 2CO2 +S2-
• Появление в водах сероводорода (до 2г/л) приводит к осаждению металлов, образующих нерастворимые сульфиды. Оглеение не развивается и в геохимическом отношении эта обстановка противоположна восстановительной глеевой. Миграция или осаждение элементов в этой обстановке определяется в первую очередь не значением окислительно-восстановительного потенциала среды, а содержанием сероводорода. При одном и том же Еh, но при разном содержании сероводорода, элемент может мигрировать или осаждаться. Этот тип окислительно-восстановительной обстановки характерен для солончаков и илов соленых озер степей и пустынь, для глубоких горизонтов подземных вод в районах с серосодержащими горными породами, а также возникает в техногенных ландшафтах (отстойниках, хвостохранилищах с повышенными содержаниями SO2-4 в водах).
• Величина окислительно-восстановительного потенциала связана со значением рН почвенного раствора. В кислых ландшафтах окислительно-восстановительный потенциал имеет более высокие значения, чем в нейтральных или щелочных ландшафтах. Эта зависимость обусловлена тем, что в кислой среде происходит растворение таких соединений как Fе(ОН)3 и увеличивается концентрация ионов Fе3+, что приводит к повышению окислительно-восстановительного потенциала. В нейтральной и тем более в щелочной среде ионы Fе3+, соединяясь с ионами ОН- , уходят из раствора, концентрация окислителей уменьшается, в связи с чем падает и окислительно-восстановительный потенциал.
• Значения окислительно-восстановительного потенциала сказывается на развитии растений. Наиболее благоприятными считаются значения, лежащие в пределах 0,2-0,8в. Высокий окислительно-восстановительный потенциал указывает на относительно большое содержание в почвах окислителей, к числу которых относится свободный кислород, анион NО3- и катионы металлов с повышенной валентностью.
• Методы физической химии позволяют рассчитать растворимость химических соединений в зависимости от рН и Еh раствора. Результаты расчетов представляются обычно в виде рН-Еh диаграмм. Но при их пользовании для анализа природных условий следует учитывать, что они составлены для строго определенных температурных условий, концентрации элементов и давления (т.е. для лабораторных условий). В природных условиях эти соотношения не всегда существуют. Например, в кислородных водах по расчетам пирит неустойчив, но в условиях тундры, с ее низкими температурами пирит, даже при длительном соприкосновении с кислородными водами не окисляется. Кроме температурного торможения реакций, возможны и другие причины, прежде всего дефицит реагентов. Так, в природных ландшафтах может не хватать кислорода для окисления всех минералов, которые потенциально способны окисляться при данных условиях. Если реагентов не хватает, то будут протекать только те реакции, для которых существует максимальное химическое сродство. Данные реакции будут оказывать тормозящее воздействие на остальные возможные реакции. Если учитывать химическое сродство реакций, то, пользуясь принципом торможения, можно определить миграционные возможности элементов и последовательность их осаждения.
• Классы водной миграции и типоморфные элементы
• Как было сказано выше, свойства воды как среды миграции определяются несколькими типоморфными элементами или ионами: кислородом, углекислым газом, сероводородом, ионом водорода, гидроксила, хлора, сульфида, бикарбоната, карбоната, кальция, магния, натрия, двухвалентного железа. Один и тот же элемент типоморфен в одних водах ландшафта и не типоморфен в других.
• Типоморфными могут быть только элементы с большими кларками. Их роль, кроме того, определяется интенсивностью миграции и способностью к аккумуляции. Например, в почвах солончаков кремния больше, чем натрия и хлора, но облик ландшафта определяют именно легкорастворимые соединения этих элементов. Чаще всего типоморфными элементами для ландшафта становятся наиболее интенсивно мигрирующие в этих условиях элементы. Например, в солончаках, кроме солей натрия, есть соли кальция, но первые, как более растворимые, играют более существенную роль в ландшафте, поэтому они типоморфны.
• В горных степях, где натрия мало, соли кальция оказывают большее влияние на ландшафт и становятся типоморфными. Менее подвижные в этих условиях алюминий и кремний имеют подчиненное значение. Во влажных тропиках, где кальций почти удален из ландшафта, ведущую роль играет водородный ион, кремнекислота и алюминий, они являются типоморфными.
• В зависимости от типоморфных ионов и газов выделяют основные классы водной миграции. Воды, относящиеся к отдельным классам отличаются по своим химическим свойствам: растворяющей способности, содержанием редких элементов, влиянием на живое вещество. В каждом конкретном ландшафте может быть один или несколько классов водной миграции: например, в почвенных водах один, в грунтовых - другой, в речной - третий. Смена геохимических обстановок весьма закономерна и образует геохимическую зональность, позволяющую выделять элементарные геохимические ландшафты.
• Классы элементарных геохимических ландшафтов. В соответствии с классами водной миграции выделяют классы элементарных геохимических ландшафтов: Н-класс, кальциевый класс, натриевый класс, водородно-железистый класс и др. Например, в таежной зоне выделяют ландшафты
• кислого (водородного) класса с кислыми водами, с низким плодородием почв, большим количеством коллоидов в водах, значительным дефицитом кальция и микроэлементов в почвах;
• кальциевого класса с более плодородными почвами, более высокой биологической продуктивностью, нейтральной реакцией почв и отсутствием минерального голодания у растений и животных;
• водородно-железистого класса, в которых часть полуразложившихся остатков организмов накапливаются в виде торфа. Биологическая продуктивность их особенно мала.
• Следует отметить, что размещение классов элементарных ландшафтов обусловлено многими факторами, но прежде всего рельефом и литологией субстрата, поэтому не подчиняется зональности.
• Изменение окислительно-восстановительных условий среды приводит к формированию геохимических барьеров. Выделяют кислородный, глеевый, восстановительно-сероводородный барьеры.
• Кислородный барьер возникает при смене глеевой или сероводородной обстановок на окислительную кислородную. В первом случае происходит окисление низковалентных соединений (двухвалентных железа и марганца) до плохо растворимых трехвалентного гидроокисла железа и четырехвалентного гидроокисла марганца. Гидроокислы железа являются коллоидами и они сорбируют из воды многие металлы. Таким образом, на кислородном барьере происходит концентрация металлов. Такие барьеры возникают в краевых зонах болот таежной зоны, в местах разгрузки глубоких глеевых вод. В аналогичных условиях в степях и лесостепях (нейтральные или щелочные ландшафты) железо менее подвижно, чем в тайге, и на кислородном барьере происходит концентрация преимущественно гидроокислов марганца.
• При смене сероводородной обстановки на кислородную (разгрузка сероводородных вод) происходит микробиологическое окисление сероводорода до элементарной серы, которая аккумулируется на кислородном барьере. Образование сероводородных вод особенно энергично идет на участках нефтяных месторождений в гипсоносных породах - источниках сульфатов.
• Глеевые барьеры возникают в местах встречи кислородных или сероводородных вод с глеевой средой. Эти барьеры характерны для болот почти всех природных зон.
• Коллоидная миграция
• Ландшафт называют царством коллоидов (А.И.Перельман), ибо такого их разнообразия не наблюдается в других частях земной коры. С глубиной количество коллоидов и их геохимическая роль снижается. Накопление коллоидов в ландшафте полностью связано с биологическим круговоротом вещества. Установлено, что накопление в биосфере коллоидов пропорционально интенсивности и длительности протекания в геохимических ландшафтах биологического круговорота веществ. Это правило установленное А.И.Перельманом очень важно для изучения развития ландшафтов и миграции химических элементов в них. В зрелом ландшафте все твердые вещества переходят в коллоиды. Так, во влажных тропических лесах почва и коры выветривания полностью состоят из коллоидных или метаколлоидных минералов (гидроокислов железа, алюминия, кремнезема, глинистых минералов, гумуса). К последним относятся вещества, которые прошли в своем развитии через коллоидную стадию и размеры частиц которых несколько больше, чем у коллоидов.
• Широкое распространение дисперсные частицы получили в тропосфере. В.В.Добровольский считает, что «они играют не менее важную роль, чем дисперсные взвеси твердого вещества в Мировом океане». По его данным, в 1м3 воздуха над континентами содержится аэрозольных частиц n*10-5 г, а над океанами на два порядка меньше. В их составе большую роль играют многие токсичные металлы.
• Одной из особенностей коллоидного состояния вещества является гетерогенность - коллоидная система должна состоять не менее чем из двух фаз: одна из фаз содержит частицы размером 0,1-1 мкм (дисперсная фаза), вторая фаза дисперсионная среда, в которой распределены частицы. Вещества, составляющие разные фазы, отличаются по ряду свойств и имеют реальную физическую поверхность раздела. Для коллоидных систем характерна свободная поверхностная энергия, для отдельных частиц наличие определенного заряда, который обусловливает процессы сорбции - концентрирование веществ из дисперсионной среды на поверхности раздела фаз. Значимость этого процесса в биосфере очень велика. Так, в почвах концентрация многих химических элементов (в первую очередь тяжелых металлов) в несколько раз выше в высокодисперсных частицах,чем в остальных ее компонентах.
• В ландшафтах наиболее распространены отрицательно заряженные коллоиды, способные поглощать и обменивать катионы. Таковыми являются гумусовые вещества, глинистые минералы, гель кремнекислоты, гидроокислы марганца. Они, помимо кальция, магния и калия, способны сорбировать также и ряд тяжелых металлов.
• Менее распространены положительно заряженные коллоиды, они встречаются преимущественно во влажных тропиках и субтропиках, где развита кора выветривания с положительно заряженными коллоидами гидроокислов железа и алюминия. Среди обменных анионов встречаются хлор-ион, сульфат- и фосфат-ион. Положительно заряженные гидроокислы железа (их гели) адсорбируют анионогенные элементы - фосфор, ванадий, мышьяк.
• В лесной и лесостепной зонах, влажных тропиках и субтропиках широко распространены коллоидные гидроокислы марганца (черные примазки). С ними ассоциируются никель, кобальт, медь, цинк, ртуть, золото, барий, и другие катионы, которые были адсорбированы гелем гидроокисла марганца, имеющим отрицательный заряд.
• В местах встречи с сорбентами в ландшафте возникают сорбционные барьеры: кальций, калий, магний, рубидий, цинк, никель, медь, свинец, уран, ртуть, радий и др. накапливаются на барьерах с отрицательно заряженными коллоидами - гумусом, глинистыми минералами, гидроокислами марганца. Фосфор, сера, ванадий, хром, мышьяк, молибден - накапливаются на барьерах с положительно заряженными коллоидами - гидроокислами алюминия и железа. Сорбционные барьеры характерны для краевых зон болот (торф), иллювиальных глинистых горизонтов почв, кор выветривания, гумусовых горизонтов почв, зон контакта глин и песков. Особенно велика роль этих барьеров во влажных ландшафтах, где много коллоидов, а воды мало минерализованы. В таких водах концентрация далека от насыщения и минералы не осаждаются. В этом случае сорбция, наряду с поглощением элементов живым веществом, является механизмом, задерживающим миграцию, переводящим элементы из жидкой фазы в твердую.
• В аридных ландшафтах, где воды сильно минерализованы, роль коллоидной миграции и сорбционных барьеров уменьшается, так как многие элементы концентрируются в результате осаждения простых солей.
• Интенсивность водной миграции. Химическая денудация и ионный сток
• В 1917 году американский ученый Смит разработал метод количественной оценки интенсивности водной миграции элементов, состоящий в сопоставлении среднего состава речных вод с составом горных пород. Таким путем была установлена последовательность выноса отдельных элементов при выветривании. Далее Б.Б. Полынов развил эту идею и дал показателю геохимическую интерпретацию. Он составил широко известные ряды миграции химических элементов.
• Для характеристики интенсивности водной миграции А.И.Перельманом был предложен коэффициент водной миграции (Кх), равный отношению содержания элемента Х в минеральном остатке воды к его содержанию в горных породах, дренируемых рекой. Так как содержание элемента Х в воде (Мх) обычно измеряется в г/л, а его содержание в породах (Пх) в процентах, то формула имеет вид:
• Кх = Мх * 100 / (а * Пх).
• где а - сумма всех минеральных веществ, растворенных в воде (г/л).
• Чем больше Кх, тем сильнее элемент выщелачивается, тем интенсивнее его водная миграция. Коэффициенты водной миграции определены для многих ландшафтов и для многих элементов (таблица 6).
• Геохимическая классификация водных мигрантов (по А.И.Перельману, 1966)
• Таблица 7

Подвижность	Обстановка	Кх	Катионы	Анионы
1 группа
Очень подвижные	Любая	n * (10-100)		S,Cl,B,Br
Подвижные	Любая	N	Ca,Na,Mg, Sr,Ra,	F
Слабоподвижные	Любая	n *0,1	K,Ba,Rb,Li,Be	Sn,As,Ge,Sb,
2 группа
Высокоподвижные	Окислительная	n * (1-0,1)	Te,Zn,Ni,Cu,Pb,	-
Малоподвижные	Нейтральная и щелочная	n * 0,1	Cd,Ag,Hg	-
Подвижные	Окислительная и щелочная		-	V,U,Mo,Se,Rc
3 группа
Подвижные и слабоподвижные	Восстановительная глеевая	n * (1-0,1)	Коллоиды
Инертные	Окислительная	N * 0,01
4 группа
Слабоподвижные	Любая	n * (0,1-0,01)	Al,Ti/Zr,Cr, Y,Nb,Th,Se,Tn,V,In,Bi,Te (с образованием химических соединений), Os,Pd,Ku,Pt,Au,Rh,Ir (не образуют химических соединений)

• Мигрирующие в водах ландшафтов химические элементы в конечном итоге попадают в реки и образуют их ионный сток.
• Величина этого стока является показателем химической денудации - потери вещества ландшафтов в результате растворения и выноса водных мигрантов за пределы ландшафтов суши.
• Величина ионного стока и уровень химической денудации различен в разных ландшафтов и определяется целым рядом параметров. В аридных ландшафтах воды сильно минерализованы, но в силу слабого развития речного стока вынос ионов невелик. В гумидных ландшафтах наоборот - воды слабо минерализованы, но сток велик. Поэтому зональные различия величины ионного стока незначительны: широколиственные леса имеют модуль ионного стока 20-30 т/км 2год, экваториальные леса - 35 т/км 2год. Более существенны азональные контрасты, связанные с различными горными породами - карбонатами, гипсами. В зонах их развития даже в тайге модуль ионного стока может достигать 50-80 т/км 2год. Наиболее интенсивной химической денудации подвергаются горные карстовые массивы - 100-200 т/км 2год.
• Второй механизм водного выноса солей из ландшафтов - подземный сток (в областях питания артезианских вод) наиболее активно проявляется в аридных областях, где практически отсутствует поверхностный сток. Здесь глубинный сток является важнейшим фактором удаления растворимых веществ из ландшафта.
• Важным источником поступления водорастворимой части твердого вещества в ландшафт следует считать атмосферные осадки. Минерализация осадков неодинакова и, как правило, увеличивается вглубь континентов от 10 г/л и менее до 20-30 и более г/л. Ионный состав осадков также имеет некоторые различия.
• Установлено что в приокеанических районах в составе осадков преобладают «морские ионы» - хлор, натрий, в континентальных - континентальные -НСО3- , SO42- , Ca2+ , Mg2+ причем возрастание минерализации осадков связывают с техногенными выбросами. В количестве растворенных солей, выпадающих вместе с осадками на землю, прослеживаются как зональные, так и секторные и высотно-поясные закономерности. Для тундры и тайги характерны величины порядка 5-10 т/км 2год, для зоны широколиственных лесов Западной Европы - около 10т/км2 год, для зоны степей - 10-20т/км2 год, зоны пустынь умеренного пояса и экваториальной лесной юны 20-30 т/км 2год. В горах выпадение солей возрастает до некоторой высоты (из-за увеличения количества осадков), а затем с уменьшением количества осадков - уменьшается.
• Большая часть хлора, лития, натрия, рубидия, цезия, бора, йода, содержащихся в ионном виде в речных водах, вероятно, имеет морское происхождение. Это циклические соли, которые поступают на сушу с атмосферными осадками и затем снова выносятся в океан. Они составляют до 15% речных солей.
• В целом же, пути дальнейшей миграции ионов, поступивших в ландшафты разнообразны:
• частично (при слабых дождях полностью) задерживаются на земной поверхности, откуда ветром могут быть опять перенесены в атмосферу;
• просачиваются в почву, часть ионов возвращается по капиллярам к поверхности и также участвует в абиотическом круговороте солей (это наиболее характерно для аридных ландшафтов); большая часть ионов перехватывается корнями растений и вовлекается в биологический круговорот;
• некоторое количество выбывает из ландшафта и формирует выходные потоки - ионный речной и глубинный сток.
• Поступление солей с осадками не компенсирует их потери со стоком. Таким образом, водная миграция химических элементов, в отличие от механической миграции, не однонаправленный поток, а имеет облик абиотического круговорота. Но этот круговорот в значительной степени незамкнут, с выносом и частичной потерей вещества из ландшафтов суши.

Размещено на Allbest.ru