Техногенез — как один из главных геологических процессов

С появлением в первой четверти XX в. новой науки геохимии о миграции и концентрации химических элементов в природе почти сразу было обнаружено, что масштабы воздействия человека на окружающую среду огромны. А. Е. Ферсман, введя понятие техногенеза, в 1933 г. писал: «Хозяйственная и промышленная деятельность человека по своему масштабу и значению сделалась сравнимой с процессами самой природы. Природные геохимические законы распределения и концентрации элементов сравнимы с законами технохимии, т. е. с химическими преобразованиями, вносимыми промышленностью и народным хозяйством. Человек геохимически переделывает мир» [126].

Техногенез представляет собой действительно полноправный геологический процесс. Все большими темпами извлекаются из недр и пускаются в переработку громадные количества химических элементов, что влечет за собой их интенсивное перераспределение на земной поверхности. Не меньшее значение в перераспределении элементов имеют сельскохозяйственная деятельность и лесоразработки с их активным влиянием на растительный покров и почву. Большое воздействие на состав и распределение вещества, особенно водных масс, оказывают также и инженерные работы. Ежегодно добывается свыше 100 млрд т минерального сырья, в процессе горных, добычных и строительных работ за год перемещают не менее 1 км3 пород, что сравнимо с денудационной работой рек. Длина берегов искусственных водохранилищ в бывшем СССР достигает 40 тыс. км, протяженность магистральных оросительных каналов — 300 тыс. км, магистральных трубопроводов — 200 тыс. км. Общая протяженность железных дорог мира равна 1400 тыс. км. Площадь орошаемых земель приближается к 200 млн га.

Следует подчеркнуть, что 1 км трубопровода нарушает 4 га растительного и почвенного покрова, а 1 км дороги — 2 га. В результате сжигания ископаемого топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается 30 млн т взвешенных частиц, к ним добавляется 15 млн т выбросов промышленных предприятий. Запыление атмосферы происходит также в результате быстрого опустынивания территории из-за вырубки леса. По оценке ООН, ежегодно только в Средиземное море попадает 10 млрд т промышленных и бытовых отходов.

Таким образом, техногенез — процесс трансформации природных комплексов биосферы под воздействием возрастающей по экспоненте производственной деятельности человека [144—151; 153]. Современная урбоэкология изучает более широко, включая и роль демографических проблем, создающих еще один негативный фактор — антропогенный. Антропогенное воздействие (anthropogenic effect) — общее воздействие на компоненты экосистем и биосферы человеческой популяции как биологического вида. Оценивается различными количественными коэффициентами и показателями [66, 72].

Суммарное количество ежегодно добываемых металлов и металлов, рассеиваемых в атмосфере промышленными предприятиями, превышает их количество, выпадающее с атмосферными осадками и входящее в состав континентальной пыли и вулканических выбросов.

Перераспределение отдельных металлов в результате промышленной деятельности человека происходит весьма контрастно и по отношению ко всей их мигрирующей массе составляет от почти 90 % для Си до 1 % для распространенного в коре породообразующего А1. Из общего количества перемещаемых металлов антропогенное воздействие для 2/5 из них составляет от 44 до 86 %, для 1/5 — от 26 до 36 % и для 1/3 — от 8 до 17 %. В первую группу входят цветные металлы и серебро.

Кларк — важнейшая константа, определяющая поведение химического элемента во всех геологических процессах, неизбежно ведущих к дифференциации вещества Земли, к дифференциальному перемещению компонентов [66]. А. И. Перельман обратил внимание на зависимость размера добычи металла от кларка и ввел понятие техно- филъности элемента Т, выражаемое через отношение его ежегодной добычи Д к кларку в земной коре К, т. е.

Кларк определяет степень накопления металлов в рудных месторождениях [80]. Зависимость от кларка проявляется и в техногенных (антропогенных) процессах. Они подчиняются тем же законам природы, что и процессы, проходящие без вмешательства человека, поскольку совершаются в той же природной среде, где действует единый закон дифференциации. Л. Н. Овчинников установил прямую пропорциональность кларку как добываемых количеств металла (Д), так и количеств, обратно рассеиваемых промышленными предприятиями (рис. 1.1).

Зависимость количеств металлов, ежегодно рассеиваемых промышленными предприятиями (Р) от их кларков в земной коре (К)

Рис. 1.1. Зависимость количеств металлов, ежегодно рассеиваемых промышленными предприятиями (Р) от их кларков в земной коре (К)

В обоих случаях наблюдается отчетливая положительная корреляция. Количество металлов, перераспределяемых в результате деятельности человека, превышает их количества, перемещаемые природными процессами выветривания и вулканизма, вместе взятых. Техногенные и антропогенные процессы равноправно участвуют в цикле круговорота вещества, затрагивающего все внешние сферы Земли, доступные нашему исследованию. В геохимии для токсических элементов (As и др.) созданы модели их биогеохимического цикла миграции с количественными данными перемещения этих элементов от сферы к сфере. И. Торнтон и другие исследователи обращают внимание на большое влияние бактерий на круговорот металлов. Свободно живущие, связывающие азот бактерии способны адаптироваться к высоким концентрациям тяжелых металлов. Их содержание в почвах составляет 106—109 на грамм.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >