Геохимические барьеры – это участки пространства, на которых происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация . Барьеры - это граница, переходная область, где одна устойчивая обстановка на сравнительно коротком расстоянии сменяется другой. Кислородные, или окислительные Такие барьеры возникают на участках резкого повышения Eh среды - окислительновосстановительного потенциала. Поскольку в условиях земных ландшафтов увеличение Eh обычно связано с увеличением концентрации свободного кислорода (основного окислителя), то можно называть окислительный барьер кислородным .На этих барьерах идут процессы окисления мигрирующих химических элементов. И, если окисленные формы того или иного элемента будут обладать меньшей подвижностью, они будут выпадать из раствора в осадок и концентрироваться на данном барьере. В наиболее типичном варианте окислительный барьер возникает в зоне поступления глеевых или сероводородных вод в кислородную среду. Но иногда такие барьеры могут возникать и в пределах собственно кислородных обстановок, когда на границе раздела слабоокислительные условия сменяются резкоокислительным. Сероводородные барьеры При резком понижении величины Eh возникают восстановительные геохимические барьеры. Если на таких барьерах осаждение химических элементов происходит с участием H2S, то барьер считается сероводородным. на сероводородном барьере происходит осаждение химических элементов, поступающих с кислородными и глеевыми водами, имеющими разные кислотнощелочные характеристики. В биосфере такие воды находятся в изобилии лимитируется наличием самого сероводорода. В зонах сероводородного заражения происходит реакция взаимодействия H2S с растворенными солями и металлами в самородном состоянии. Ее результатом является образование труднорастворимых сульфидов. Так формируются сероводородные барьеры. Эти барьеры в наиболее типичных случаях возникают на участках резкой смены кислородной обстановки глеевой. Реже – слабоглеевой обстановки резкоглеевой Глеевые барьеры очень широко распространены в гумидных и семиаридных ландшафтах. При заболачивании формируется глеевая среда. В результате нисходящего движения почвенных вод или латерального стока грунтовых вод из сопряжённых возвышенных ландшафтов. Возможно также возникновение глеевых барьеров в краевых частях артезианских бассейнов. Воды внутренних частей этих бассейнов залегают между водоупорными горизонтами, которые также изолируют водоносный горизонт от проникновения атмосферного кислорода. Те же воды, которые поступают в артезианский бассейн из области питания, по мере своего продвижения могут терять кислород, расходуя его на окисление содержащегося в водоносном горизонте органического вещества. В результате во внутренних частях артезианского бассейна формируется бескислородная среда. Если при этом в водах содержится мало сульфат-иона, они будут глеевыми. Кислотно-щелочные бальеры возникают в местах с резким изменением величины рН. В местах, где на коротком расстоянии кислая среда сменяется щелочной, возникает щелочной барьер, для которого характерна концентрация Fe, Ca, Mg, Mn, Ba, Cu, Ni. Кислые растворы, фильтрующиеся из подзолистых почв, попадая в известняк, встречают на своем пути щелочной барьер, на котором осаждаются железо и марганец. Очень характерны щелочные барьеры для зоны окисления сульфидных руд в известняках. Здесь сернокислые растворы, образующиеся при окислении пирита, нейтрализуются известняками. В результате на щелочном барьере наблюдается ожелезнение, осаждение малахита , карбонатов меди, свинца и тд. Испарительные геохимические барьеры представляют собой участки, на которых увеличение концентрации химических элементов происходит в результате процессов испарения. Наиболее распространены они в регионах с засушливым климатом ,но встречаются и в черноземных степях и даже лесостепях. В сухие периоды их временное появление возможно даже в тайге и тундре (в дождливый период идет промывание почв и аномальные концентрации элементов на испарительных барьерах могут исчезнуть). Испарительные геохимические барьеры могут образовываться в различных окислительновосстановительных условиях, но чаще всего встречаются испарительные барьеры, формирующиеся в условиях кислородной окислительной обстановки. Термодинамический барьер - возникает в результате резкого изменения одного из факторов внешней миграции температуры или давления. Термодинамический барьер - возникает в результате резкого изменения одного из Понижение давления СО2 обусловлено различными причинами - тектоническими подвижками и раскрытием полостей на глубине, разгрузкой вод на поверхности и т.д., но геохимическая сущность явления остается той же. факторов внешней миграции температуры или давления. Кислотный геохимический барьер (тип Е ) характеризуется изменением среды в сторону увеличения концентрации ионов водорода (снижение рН среды). Идут процессы образования малорастворимых кислот и солей. Кислые геохимические барьеры формируются в тех случаях, когда нейтральные и щелочные условия скачкообразно меняются на слабокислые и кислые, а также при довольно резкой смене слабокислой обстановки на сильнокислую или даже при резкой смене сильнощелочных условий слабощелочными. Другими словами, можно сказать, что кислые геохимические барьеры возникают при резком уменьшении величины рН. Сорбционные барьеры Сорбционные геохимические барьеры формируются на участках встречи водного или газового потока с сорбентами. До последнего времени сорбционные барьеры выделялись только при миграции в водных потоках. Изучение миграции поллютантов техногенного происхождения показало большую роль сорбционных барьеров в концентрации в ландшафтах загрязняющих веществ при аэрозольном переносе. Правда, в большинстве подобных случаев мы имеем дело с комплексными (обычно сорбционными и механическим . Наиболее часто встречающимися сорбционными барьерами являются участки, на которых водные растворы, как правило, с концентрацией ионов, далеко не достигающей насыщения Механические барьеры в воздушных потоках Из воздушных потоков на механических барьерах осаждаются обломки минералов , растворенные газовые смеси и пары, твердые коллоидные частицы животные и растительные организмы техногенные соединения, эти барьеры относятся к природным. Широко распространены в природе механические барьеры, на которых отлагаются коллоидные частицы, перемещающиеся в воздушных потоках). Наибольший интерес представляют механические барьеры, образующиеся около предприятий и населенных пунктов. Почвы значительных по размерам заселенных территорий можно рассматривать как крупные техногенные литохимические аномалии, образовавшиеся преимущественно за счет осаждения коллоидных частиц их атмосферного воздуха. Основными источниками этих частиц являются различные промышленные предприятия и транспорт. Этот вид механических барьеров может служить прекрасным показателем антропогенного загрязнения среды. Механические барьеры в водных потоках На механических барьерах осаждаются переносимые водными потоками минералы с находящимися в них изоморфными примесями, коллоиды с сорбированными ими веществами живые и отмершие животные и растительные организмы техногенные соединения, не имеющие природных аналогов Осаждение минералов происходит практически на всем протяжении водных потоков, постоянных и временных, которые могут быть на суше (реки, ручьи и т.д.) и в океане (течения, волноприбойная деятельность). На природных барьерах идет дифференциация в зависимости от массы перемещаемых обломков. На биогеохимических барьерах происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов под воздействием организмов. Это обуславливается способностью организмов накапливать элементы в процессе жизнедеятельности. Это может быть относительно кратковременное накопление химических элементов растительными и животными организмами; при этом после их отмирания сконцентрировавшиеся элементы практически сразу вовлекаются в процесс миграции и в первую очередь в биологический круговорот. Возможны и захоронения отмерших организмов. Тогда накопившиеся в них элементы могут быть связаны сотни миллионов лет. В таких случаях они находятся в залежах угля, торфе, органическом веществе, рассеянном в осадочных породах. СОЦИАЛЬНЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ Под этим термином объединяются зоны складирования и захоронения отходов - как промышленных, так и бытовых. Для большего понимания этого явления следует отметить общие и отличные черты между социальными и уже рассмотренными природными и техногенными барьерами: На социальных прекращается перемещение целого ряда веществ, участвующих в определенном виде миграции - социальной Так же, как и на других барьерах, в данном случае прекращают миграцию не все участвующие в ней вещества, а только часть из Социальные барьеры создаются искусственно там, где в природе они не возникали, по крайней мере, для всех тех веществ, которые на них концентрируются КОМПЛЕКСНЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ Комплексный геохимический барьер - это несколько наложенных друг на друга различных барьеров. Среди природных барьеров комплексные по распространенности занимают одно из первых мест. Так, очень широко распространены, особенно в горных районах, кислородные барьеры, представляющие собой родники с выходом на поверхность глеевых вод. Осаждающиеся из них гидроксиды Fe3+ являются хорошими сорбентами целого ряда металлов, и процесс осаждения этих коллоидов представляет собой начало формирования нового геохимического барьера - сорбционного. Именно по этой причине опробование «ржавой мути», осевшей на дне источников, дает информацию о концентрации металлов в родниковой воде, а следовательно, и о гидрогеохимической обстановке в районе распространения этих глеевых вод.
