Шинэ Мэдээ ЭЛЕМЕНТҮҮДИЙН ГЕОХИМИЙН ЗАН ТӨЛӨВ БА БАЙГАЛЬ ОРЧНЫ ӨӨРЧЛӨЛТӨД БОДИСЫН ШИЛЖИЛТИЙН ҮҮРЭГ
Г. Үүрийнтуяа
Оршил
Геохими нь дэлхийн царцдас, ус, агаар, хөрсний найрлагад агуулагдах элементүүдийн тархалт, шилжилт ба хуримтлалын зүй тогтлыг судалдаг шинжлэх ухаан юм (Mason & Moore, 1982; Albarède, 2009). Эдгээр элементүүдийн зан төлөв нь чулуулгийн үүсэл, усны найрлага, экосистемийн химийн тэнцвэрийг тодорхойлох үндсэн хүчин зүйл болдог. Жижгэвтэр буюу trace элементүүд (Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cr, Ni, Co, V, Mo гэх мэт) нь байгальд бага хэмжээтэй оршдог ч тэдгээрийн химийн идэвхжил болон хүний үйл ажиллагаанд үзүүлэх мэдрэг чанараараа байгаль орчны өөрчлөлт, бохирдлын гол үзүүлэлт болдог (White, 2013).
Элементүүдийн геохимийн ангилал ба байгаль дахь тархалт
Норвегийн эрдэмтэн В.М. Гольдшмидт (1937) элементүүдийг литофил, сидерофил, халькофил, атмофил гэж ангилсан бөгөөд энэ нь тэдгээрийн дэлхийн бүрхүүлд хэрхэн тархаж, ямар нэгдэл үүсгэж байгааг илэрхийлдэг.
Ангилал
Төлөөлөх элемент
Хуримтлагдах орчин
Литофил
Si, Al, K, Na, Ca
Чулуулгийн эрдэс, шаварлаг фракц
Сидерофил
Fe, Ni, Co
Төмөрлөг, магмын хайлш, цөмийн бүрэлдэхүүн
Халькофил
Cu, Zn, Pb, S
Сульфидын эрдэс, хүдрийн орд
Атмофил
O, H, N, C
Агаар, ус, органик нэгдэл
Энэ ангилал нь дэлхийн бүрхүүлийн химийн ялгарал, геохимийн мөчлөгийн үндэс болж өгдөг (Mason & Moore, 1982).
Геохимийн саад (geochemical barrier , бодисын шилжилт, хуримтлалын бүс) ба химийн процессууд
А.И. Перельман (1986)-ы тодорхойлсноор геохимийн саад нь элементүүдийн хөдөлгөөнд огцом физик-химийн өөрчлөлт үүсгэж, тэдгээрийг хуримтлуулах бүс юм. Үүнд механик, физик-химийн, биохимийн, антропоген гэсэн дөрвөн үндсэн төрөл орно.
Физик-химийн саад нь pH, Eh, температур, даралт зэрэг параметрийн огцом өөрчлөлтөөр үүсэж, Fe, Mn, Cu, Zn зэрэг элементүүдийг тунадасжуулдаг.Биохимийн саад нь ургамал, бичил биетний идэвхжилээр P, Ca, I зэрэг элементүүдийг биоген орчинд хуримтлуулдаг.Антропоген саад нь хүний үйлдвэрлэлийн нөлөөгөөр (жишээ нь: металлургийн, уул уурхайн орчинд) шинэ химийн орчныг үүсгэж, шинэ эрдэс бодис үүсэх нөхцөлийг бүрдүүлдэг.
Элементүүдийн уусалт ба тунадасжилтын процесс нь орчны рН болон исэлдэлт–бууралт (Eh) нөхцөлөөс хамаардаг (White, 2013). Энэ нь байгаль дахь Fe, Mn, Cu, Zn зэрэг элементүүдийн миграцийн үндсэн шалтгаан болдог.
Антропоген нөлөөлөл ба экологийн эрсдэл
Орчин үеийн судалгаагаар (Tepanosyan et al., 2024) хотын орчны голын хагшаасанд Cr, V, Cu, Zn, Pb зэрэг элементүүдийн агууламж геохимийн суурь түвшнээс өндөр байгаа нь аж үйлдвэрийн нөлөөг харуулж байна. Эдгээрийн гол эх үүсвэр нь үйлдвэрлэлийн утаа, бордоо, пестицид, автомашины элэгдэл зэрэг хүний үйл ажиллагаатай холбоотой. Геохимийн саадын үүрэг нь байгалийн ба антропоген гаралтай элементүүдийг ялгахад чухал ач холбогдолтой.
Жишээ нь: Байгалийн гаралтай бүлэг: Fe, Mn, Co, V, Ti, Zr, K, Ba, Rb — геологийн үндсэн бүрэлдэхүүнтэй холбоотой. Антропоген гаралтай бүлэг: Cu, Zn, Pb, Mo — үйлдвэрийн ба хотын эх үүсвэрээс үүдэлтэй. Холимог гаралтай бүлэг: Ca, Sr, Cr — нүүрсхүчлийн ба Fe/Mn гидроксидын хам нөлөөнд хуримтлагддаг. Хотын орчны карбонатлаг ус (pH > 8.5) нь Cu, Zn, Mo зэрэг элементүүдийн карбонат комплекс үүсгэж, тэдгээрийн тунадасжилтыг нэмэгдүүлдэг. Харин исэлдэлт саад (Eh өндөр) бүхий бүсэд Fe, Mn-ийн гидроксид үүсэж, бусад элементүүдийг сорбцлох замаар хуримтлуулдаг.
Геохимийн мөчлөг ба элементийн шилжилт
Albarède (2009) ба White (2013)-ын бүтээлүүдэд дурдсанаар геохимийн мөчлөг нь элементүүдийн литосфер, гидросфер, атмосфер, биосфер системүүдээр дамжин явагддаг бөгөөд хүний үйл ажиллагаа энэ тэнцвэрийг эвдэж буйг онцолсон байв. Тухайлбал, аж үйлдвэржилтийн дараа Cu, Pb, Zn зэрэг элементүүдийн байгалийн циклд оролцох хэмжээ хэдэн арав дахин өсөж, экосистемийн эргэлтэд хиймэл флюкс нэмэгдсэн байдаг
Дүгнэлт
Элементүүдийн геохимийн зан төлөв, саадын үүргийг судлах нь усны чанар, хөрсний бохирдол, экосистемийн эрсдэлийг үнэлэхэд чухал ач холбогдолтой.
Геохимийн саад нь элементүүдийн шилжилт, хуримтлал, уусалт, тунадасжилт зэрэг процессыг удирдах байгаль дахь зохицуулах механизм юм.
Харьцуулсан судалгаануудын дүнгээр Fe–Mn гидроксид, карбонат, органик коллоид зэрэг фазууд нь хүнд металлын шингээлт, тунадасжилтад голлох үүрэгтэй болохыг харуулсан.
Байгалийн нөхцөлд (исэлдэлт, бууралт, температурын өөрчлөлт) үүсэх саадууд нь байгалийн тэнцвэрийг хадгалах, харин антропоген орчинд үүсэх саадууд нь шинэ химийн систем бий болгох, бохирдол үүсгэх чиглэлд нөлөөлдөг.
Геохимийн мөчлөгийн өөрчлөлт нь ус–хөрс–агаар–ургамлын хоорондох бодисын урсгалд илэрч, хүний үйл ажиллагаанаас шалтгаалан металл элементүүдийн хуримтлал, экотоксик нөлөө өсөн нэмэгдэж байна.
Ном зүй
Albarède, F. (2009). Geochemistry: An Introduction. Cambridge University Press.
Mason, B., & Moore, C. (1982). Principles of Geochemistry. Wiley.
Perel’man, A. I. (1986). Geochemical barriers: theory and practical applications. Applied Geochemistry, 1, 669–680.
Tepanosyan, G., Poghosyan, Z., & Sahakyan, L. (2024). Geochemical characterization of changes in the chemical composition of river sediments under continuous anthropogenic influence. Environmental Pollution, 359, 124553.
White, W. M. (2013). Geochemistry: Chapter 7 - Trace Elements in Igneous Processes. Cornell University.
Бусад мэдээлэл
