61. Как влияет режим серы и кислорода на миграционную способность химических элементов?

Миграция мно­гих элементов зависит от окислительно-восстановительной об­становки, определяемой режимом серы и кислорода. Окисли­тельная (кислородная) обстановка способствует накоплению катионогенных элементов переменной валентности (Fе, Мn, Со) и увеличению растворимости анионогенных (V, Мо, Sе, S,U,Rе). В бескислородной глеевой обстановке ускоряется разложение минеральной части почв: алюмо- и ферросиликатов; увеличива­ется миграционная способность катионогенных и уменьшается — анионогенных элементов. В восстановительной сероводородной обстановке Н₂S вступает в реакцию с металлами, обычно вызывая их осаждение из растворов.

Особо следует отметить, что часто происходит смена обстановок по вертикальному профилю почв. В целом изменение ре­жима кислорода-серы приводит к образованию геохимических ба­рьеров (кислородного, глеевого, сероводородного).

61. Расскажите о роли живых организмов в создании условий миграции химических элементов в зоне гипергенеза.

Миграция элементов в зоне гипергенеза тесно связана с жизнедеятельностью организмов, в ре­зультате которой освобождаются из соединений кислород, азот, диоксид углерода, влияющие на миграцию многих элементов, вклю­чая металлы. Органические кислоты, выделяемые корнями рас­тений, разрушают кристаллические решетки многих минералов (даже глин), способствуя переходу элементов из минеральной фор­мы в растворы. Кроме того, различные растения выборочно ак­кумулируют элементы, которые затем при опаде накапливают­ся в гумусовом горизонте. В результате биогеохимических про­цессов может происходить разделение изотопов, накопление и рассеяние многих элементов.

Особое влияние на миграцию элементов оказывают микро­организмы с разным воздействием на различные соединения. Так, бактерии рода Ferrobacillus способны переводить ионы Fе (II) в ио­ны Fе (III), а выпадающие из раствора гидроксиды Fе (III) уменьшают в нем (за счет процессов сорбции) содержание Аs, SЬ, V и других элементов. Бактерии рода Thiobacillus окисляют сульфиды многих металлов.

Природа процесса бактериального разложения соединений по­ка еще слабо изучена, но установлено, что его скорость зависит от температуры, быстроты перемещения и размеров минераль­ных частиц, а также от щелочно-кислотных и кислородных ус­ловий среды.

61. Чем определены особенности миграции химических элементов в биосфере? Под влиянием каких факторов они формируются?

Основной особен­ностью миграции химических элементов в биосфере можно счи­тать наличие ее биогенной формы. Она определяет биологиче­ский круговорот элементов, процессы фотосинтеза и обуславли­ваемое ими накопление свободного кислорода в атмосфере (включая почвенную) и гидросфере (с ее значительной подзем­ной частью). В результате создается окислительная кислородная обстановка. Разложение организмов, наоборот, приводит к поглощению свободного кислоро­да и формированию в пределах биосферы восстановительных обстановок (глеевой и сероводородной).

Указанные процессы и постоянная смена отмерших орга­низмов новыми растущими влияют на ход миграции химических элементов в биосфере. В результате, в соответствии с законом В.И. Вернадского, любое перемещение химических эле­ментов происходит либо при непосредственном участии живо­го вещества, либо в среде, геохимические особенности которой обусловлены этим живым веществом.

Ходом биологического круговорота химических элементов в зем­ной коре обуславливается своеобразная вертикальная зональность окислительно-восстановительных обстановок. Ее следует отно­сить к числу важнейших геохимических характеристик биосферы. Окислительная обстанов­ка в почвах ландшафтов суши часто с глубиной сменяется глеевой и, как правило, рез­ко восстановительной в под­земных водах.