Геохимия20222 ответы. 1. Представление об элементарном и геохимическом ландшафтах (Л1) 3
 Скачать 0.69 Mb.
|
17. Типы окислительно-восстановительной обстановки. Влияние окислительно-восстановительных условий на поведение элементов в водных растворах.Окисление - процесс отдачи электронов. Восстановление – процесс принятия электронов.Важнейшим окислителем в ландшафте является свободный О2 атмосферы. Окислителями могут быть 3-х валентное железо (Fe3+), и 4-х валентный марганец (Mn4+). Важнейшими восстановителями являются органические вещества (кислоты) 2-х валентное железо (Fe2+) и газообразный водород (Н2) Eh – окислительно-восстановительный потенциал – мера способности химического вещества присоединять электроны, т.е восстанавливаться (измеряется в Вольт) Выделяется три типа окислительно-восстановительной обстановки: 1) Окислительная: характеризуется присутствием в водах свободного кислорода (О2), поступающего из воздуха за счет естественной растворимости или фотосинтеза Кислородные воды обладают высокой окислительной способностью, в них осуществляется микробиологический до CO2 и Н2О Протекают различные реакции неорганических веществ Для окислительной обстановки характерны бурые красноватые, ржавые цвета донных отложений и почв. 2) Восстановительная глеевая (без Н2S сероводород): создается в пресных водах, не содержащих или содержащих мало свободного кислорода и богатых органическими остатками. Микроорганизмы окисляют органические вещества за счет кислорода органических и неорганических соединений (Na2SO4) В водах много метана, СО2, Fe2+, Mn2+, Н2 В почвах, осадках, коре выветривания развивается оглеение Eh ниже 0,15 вольт, часто ниже 0, то есть отрицательный Этот тип восстановительной обстановки характерен для болот влажно.троп, тундровой, таежной или лесостепной зон 3) Восстановительная сероводородная обстановка (с Н2S): создается в бескислородных водах богатых сульфатами (SO42-), где окисление осуществляется за счет восстановительных сульфатов (процесс сульфат-редукции) с образованием H2S связывается с металлами, осаждает их в виде нерастворимых сульфидов. Eh ниже 0 (до -0,5 вольт) Такая восстановительная обстановка характерна для солончаков и илов водных объектов с повышенной минерализацией (соленых озер степей и пустынь), для глубоких горизонтов подземных вод. 18. Принцип подвижных компонентов.Принцип подвижных компонентов: геохимическая особенность ландшафта определяется элементами с высокими кларками, наиболее активно мигрирующими и накапливающимися в данном ландшафте (А.И. Перельман). Так, например, у Na (натрий) кларк высокий, поэтому его много в ландшафтах. Солончаки, соляные озера – это “натриевые ландшафты”, т.к. Nа определяет геохимическое своеобразие ландшафта, физико-химические условия среды, т.е. является типоморфным. Cs (цезий) в химическом отношении похож на Na, но его кларк мал и влияние на геохимические особенности ландшафта невелико. Он не определяет физико-химических условий среды и мигрирует в той обстановке, которая создана типоморфными элементами. Если бы у цезия кларк был, как у Na, то его роль в ландшафте была бы так же велика, он был бы типоморфным. Следовательно, химические элементы с низкими кларками не могут быть типоморфными из-за малых концентраций в системах – они вынуждены мигрировать в той обстановке, которую создают типоморфные элементы. Но ведущее значение элемента зависит не только от его кларка и концентрации в данной системе. Важно, чтобы элемент мигрировал и накапливался. Распространенные, но слабо мигрирующие элементы не являются ведущими. Один и тот же элемент в разных системах может быть и ведущим, и второстепенным. Например, Fe(железо) имеет ведущее значение в таежных болотах, но его роль невелика в пустынях. Наконец, если элемент энергично мигрирует, но не накапливается, он также не является ведущим. Так, Na и Cl энергично выщелачиваются во влажных тропиках из кислой коры выветривания и не являются там ведущими. Только в соляных озерах и солончаках, где Na и Cl(хлор) мигрируют и накапливаются, они становятся ведущими. 19. Основные геохимические классы вод ланш биосферы.(по А.И.Перельману) Сильнокислые (рН<3-4): Воды сильнокислого класса распространены сравнительно мало. Они известны в районах сульфидных месторождений, где окисление сульфидов, в первую очередь пирита, приводит к формированию сернокислых вод, имеющих не только низкий рН, но и обогащенных металлами. В таких районах встречаются сернокислые ("купоросные") озера. Одно из подобных озер расположено вблизи Гайского медноколчеданового месторождения на Южном Урале. Сернокислые ручьи и речки характерны и для районов некоторых угольных шахт. В районах современного вулканизма (Курилы, Япония, Индонезия) формируются сильнокислые термальные подземные воды, а в местах их выхода на поверхность - кислые реки. Кислотность таких вод связана с растворением в них хлористого водорода и других вулканических газов. Кислые и слабокислые (рН= 3(4)-6,5): Воды слабокислого класса формируются в районах изверженных и других пород, не содержащих растворимых минеральных компонентов (карбонатов, гипса и т.д.). Формирование химического состава вод протекает в почвах при разложении растительных остатков. Такие воды обычно содержат мало растворенных минеральных веществ, по составу - гидрокарбонатно - кальциевые. Эти воды обычно богаты растворенными органическими веществами, в связи с чем имеют темный цвет. Нейтральные и щелочные (рН=6,5-8,5): Воды нейтрального и щелочного класса формируются в районах карбонатных пород. Такие воды обычно распространены очень широко в различных климатических зонах, характеризуются повышенной минерализацией и относительно небольшим количеством растворенных органических веществ. Сильнощелочные содовые (рН>8,5): Воды сильнощелочного класса наиболее характерны для районов засушливого климата и обязаны своей щелочной реакцией содержащейся в них соде - бикарбонату NaHCO3, реже карбонату Na2CO3 натрия. Содовые воды довольно распространены на земле обычно в виде озер - содовые озера Западной Сибири, Восточной Африки, Калифорнии. В целом в верхней части земной коры преобладают слабощелочные и нейтральные воды (океанические, речные и грунтовые). Менее распространены слабокислые, и еще меньше сильнокислые и сильнощелочные. Кислородные воды: Воды, содержащие свободный кислород. Появление свободного кислорода в этих водах связано с его растворимостью при контакте с атмосферным воздухом, выделением кислорода в процессе фотосинтеза водных растений. Глеевые воды: Характеризуются отсутствием свободного кислорода. Глеевые воды образуются в районах тундровых болот, тайги, влажных тропиков, где большое количество разлагающихся растительных остатков и высокая увлажненность почвенного слоя препятствуют насыщению вод кислородом. Сероводородные воды: Сероводородные воды характеризуются восстановительной обстановкой. Они формируются в таких же условиях, что и глеевые воды, но при достаточно высоком содержании анионов сульфата. |