Opis
Geochemia środowiska odgrywa istotną rolę w naukach o środowisku przyrodniczym. Jej korzenie sięgają geochemii prospekcyjnej, tej klasycznej dyscypliny nauk o Ziemi, ściśle związanej z poszukiwaniem złóż surowców mineralnych. Głównym celem geochemii środowiska jest badanie mechanizmów obiegu pierwiastków w zewnętrznych warstwach Ziemi, interakcji między elementami biotycznymi i abiotycznymi środowiska oraz wpływu stresu antropogenicznego na procesy zachodzące na powierzchni Ziemi. Książka „Geochemia Środowiska” autorstwa Zdzisława M. Migaszewskiego i Agnieszki Gałuszki stanowi rozszerzoną wersję poprzedniego wydania „Podstawy geochemii środowiska” i jest przeznaczona dla specjalistów, doktorantów i studentów z zakresu nauk o Ziemi, nauk o środowisku przyrodniczym, nauk biologicznych, chemicznych, rolniczych i medycznych. Powstała ona na podstawie licznych publikacji i materiałów archiwalnych autorów oraz realizacji polskich i amerykańskich projektów badawczych z zakresu geochemii środowiska. Autorzy niniejszej książki prezentują „geologiczny” punkt widzenia, uwypuklając tym samym rolę elementów abiotycznych w interakcjach geochemicznych zachodzących w biosferze. Ten nieco odmienny od tradycyjnego w ochronie środowiska sposób przedstawienia przedmiotowego zagadnienia będzie z pewnością dla wielu czytelników impulsem do dalszych przemyśleń, studiów lub badań. Spis treściWstęp 11 Część I. Interdyscyplinarne podstawy geochemii środowiska 15 1. Od klasycznej geochemii do geochemii i analityki środowiska – rys historyczny 17 2. Geochemia środowiska – przegląd problematyki 27 2.1. Geochemia środowiska na tle innych dyscyplin geochemii 27 2.2. Charakterystyka i zakres badań geochemii środowiska 32 2.3. Podstawowe cele i kierunki rozwoju geochemii środowiska 35 3. Charakterystyka geochemiczna stref kuli ziemskiej 40 3.1. Najważniejsze wydarzenia w dziejach Ziemi – wyzwanie dla geochemika 40 3.2. Budowa Ziemi i Księżyca 44 3.3. Zewnętrzne strefy Ziemi 47 3.3.1. Hydrosfera 47 3.3.2. Pedosfera 52 3.3.3. Atmosfera 55 3.3.4. Biosfera 57 4. Tektonika płyt – klucz do zrozumienia wielkoskalowego obiegu pierwiastków 64 4.1. Uwagi wstępne 64 4.2. Granice płyt tektonicznych 66 4.3. Znaczenie tektoniki płyt w naukach przyrodniczych 68 5. Oceaniczne źródła hydrotermalne – miejsca występowania złóż metali i unikatowych ekosystemów 71 5.1. Uwagi wstępne 71 5.2. Skład chemiczny i izotopowy oceanicznych źródeł hydrotermalnych 73 5.3. Ekosystemy oceanicznych źródeł hydrotermalnych 77 6. Czynniki geochemiczne i klasyfikacje pierwiastków 84 6.1. Podstawowe pojęcia z zakresu krystalografii, mineralogii i petrologii 84 6.2. Podstawowe parametry i czynniki geochemiczne 91 6.2.1. Klarki a współczynniki zawartości pierwiastków 91 6.2.2. Zawartości naturalne i modyfikujący wpływ antropogeniczny 94 6.2.3. Znaczniki geochemiczne 98 6.2.4. Koncepcja gradientu i bariery geochemicznej 98 6.2.5. pH a rozpuszczalność 100 6.2.6. Potencjał oksydacyjno-redukcyjny 107 6.2.7. Przewodnictwo elektrolityczne właściwe 111 6.2.8. Sucha pozostałość 111 6.2.9. Temperatura 112 6.2.10. Rozpuszczony tlen 112 6.2.11. Zasadowość i kwasowość 113 6.2.12. Twardość 114 6.2.13. Roztwory 114 6.2.14. Koloidy 116 6.2.15. Naturalne przemiany promieniotwórcze 123 6.3. Klasyfikacje pierwiastków 124 7. Środowiska i procesy geochemiczne w litosferze 128 7.1. Uwagi wstępne 128 7.2. Procesy magmowe i pomagmowe 128 7.3. Wietrzenie 131 7.3.1. Podstawowe procesy wietrzenia 131 7.3.2. Wietrzenie pirytu i innych minerałów siarczkowych 135 7.4. Erozja, transport i sedymentacja 145 7.5. Diageneza 147 7.6. Metamorfizm 148 8. Znaczenie biosfery w obiegu pierwiastków 151 8.1. Podstawowe pojęcia stosowane w biogeochemii 151 8.2. Terminologia i problematyka badań biogeochemicznych roślin 154 8.3. Blaski i cienie interpretacji wyników badań biogeochemicznych roślin 162 9. Globalne cykle geochemiczne 165 9.1. Uwagi wstępne 165 9.2. Obieg azotu 166 9.3. Obieg fosforu 168 9.4. Obieg siarki 170 9.5. Obieg tlenu 174 9.6. Obieg węgla 175 9.7. Obieg wodoru 177 10. Charakterystyka geochemiczna i toksykologiczna wybranych pierwiastków 178 10.1. Uwagi wstępne 178 10.2. Antymon 181 10.3. Arsen 182 10.4. Bar 184 10.5. Beryl 185 10.6. Bizmut 186 10.7. Bor 187 10.8. Brom 187 10.9. Chlor 188 10.10. Chrom 189 10.11. Cyna 190 10.12. Cynk 191 10.13. Fluor 193 10.14. Glin 194 10.15. Jod 195 10.16. Kadm 196 10.17. Kobalt 197 10.18. Krzem 199 10.19. Lantanowce (pierwiastki ziem rzadkich) 200 10.20. Lit 204 10.21. Magnez 204 10.22. Mangan 205 10.23. Miedź 207 10.24. Molibden 209 10.25. Nikiel 210 10.26. Niob i Tantal 211 10.27. Ołów 212 10.28. Platyna 214 10.29. Potas 214 10.30. Rtęć 215 10.31. Rubid 218 10.32. Selen 218 10.33. Sód 220 10.34. Srebro 221 10.35. Stront 222 10.36. Tal 223 10.37. Tellur 223 10.38. Tor i uran 224 10.39. Tytan 226 10.40. Wanad 227 10.41. Wapń 228 10.42. Wolfram 229 10.43. Żelazo 230 10.44. Wykorzystanie pierwiastków śladowych w badaniach źródeł zanieczyszczeń 232 11. Występowanie izotop