Показатели техногенеза.

Для характеристики интенсивности добычи химических элементов и их потребности в производстве используют понятие технофильность - отношение массы ежегодной добычи или производства элемента (в тоннах) к ее кларку в литосфере (А.И.Перельман). Объемы добычи разных элементов существенно различаются, например добыча С исчисляется миллиардами тонн, а Tl,Pt,Th,Ga,In – десятками тонн. Эти различия связаны со свойствами элементов (ценностью для хозяйства), технологией их получения и способностью к концентрации в земной коре, а также кларком в литосфере. Например, существенные различия в распространенности железа и золота (их кларки соответственно равны 4,65% и 4,3х10-7%) определяют различия в объемах добычи. Исключительная роль железа в развитии человеческой цивилизации определяется его большим кларком, повсеместным распространением и сравнительной простотой обработки.

Технофильность очень динамичное понятие, которое существенно изменялось от эпохи к эпохе. На заре человеческой цивилизации использовались лишь 18 элементов, в ХУIII веке – 28, в XIX – 62, в 1915 году 71. В настоящее время в техногенез вовлечены все известные на земле элементы. Кроме того неизвестные в естественных условиях нептуний, плутоний и другие трансурановые элементы и радиоактивные изотопы. В начале нашего века технофильность ряда элементов, рассчитанная А.Е.Ферсманом, менялась почти в 200 раз. Сейчас она меняется значительно медленнее. Растет технофильность углерода (увеличение добычи нефти и газа), фосфора, магния (увеличение производства фосфорных удобрений, доломита, магнезита). Развитие новых отраслей (электроники, космической техники и теплоэнергетики) привели к увеличению в 5 - 10 раз технофильности таких редких элементов как Th, In, Hf, Nb, Zr, Be, Ga.

Объемы добычи тех или иных элементов определяются такими параметрами как экономические потребности и прогресс техники. Но все же регулирующей является кларк. И чем дальше, тем теснее будет зависимость добычи от кларка, так как богатые месторождения будут отработаны и человечество перейдет к эксплуатации гранитов, базальтов и других горных пород, в которых содержание элементов близко к кларковым.

Технофильность элемента рассчитывают  для отдельной страны или группы стран – это региональная технофильность или для всего мира – глобальная технофильность. Значения технофильности позволяют определять изменения элементарного состава ландшафтов, накопление в них технофильных элементов. На это обратила внимание М.А.Глазовская, отмечая, что культурные ландшафты «ожелезнены» по сравнению с природными. В них больше относительная роль меди по сравнению с цинком, никеля по сравнению с кобальтом.. Ее анализ позволяет определить использование элементов, рассчитав его мировую добычу, региональную, или с учетом экспорта и импорта данного элемента. Наиболее высокую глобальную технофильность имеют: хлор, углерод, высока она у свинца, цинка, меди, хрома, молибдена, ртути.

Помимо технофильности существуют и другие показатели техногенеза.

Биофильность и деструкционная активность химических элементов.

Биофильность - это отношение среднего содержания элемента в живом веществе планеты к кларку этого элемента. Повышенное содержание элемента с большой биофильностью может иметь положительное значение для организмов. Повышенное содержание элементов с небольшой биофильностью вызывает нарушение нормального функционирования организмов. Как правило, чем больше технофильность и чем меньше биофильность элемента, тем он на данном этапе развития технической деятельности опаснее для живых организмов, тем больше его деструкционная активность.

Показателем деструкционной активности (Глазовская М.А.) является отношение массы элемента, поступающего в окружающую среду с техногенными потоками к массе этого элемента в биологической продукции наземных организмов (его биофильности). Этот показатель характеризует степень опасности элементов для живых организмов. Все элементы с высокой деструкционной. активностью токсичны и их присутствие даже в небольших количествах может привести к деградациии гибели большинства организмов.

Наибольшие значения деструкционной активности (ряд деструкционной активности элементов или глобальный показатель деструкционной активности) имеет ртуть (Д=n x 104 – n x 105), для Cd и F этот показатель равен n 103, для Sb As Pb – n 102, для Se Be Sn – n х 10. Все остальные элементы имеют показатель деструкционной активности менее 1.

Деструкционная активность элементов может меняться в различных геохимических зонах. Например, представители флоры аридных районов терпимы к анионогенным элементам и выносят большее их содержание, чем флора гумидных областей (галогены, молибден, бор и барий).

В тоже время элементы, чья деструкционная активность в целом невелика, могут быть опасны в районах, где их содержание превышает средние уровни.

Количество элемента, выводимо ежегодно из техногенного потока в природный назван техногенным геохимическим давлением, а его отношение к единице площади модулем техногенного давления (Н.Ф.Глазовский). Модуль техногенного давления измеряется в т/км2 в год. Например, модуль техногенного давления фосфора на дальнем Востоке – 7.7 х 10-3т/км2, а для Молдавии, где широко применяются фосфорные удобрения – 8,2 х 10-1т/км2. Для всей поверхности суши наиболее велики модули техногенного давления Na, Cl, Ca, Fe (0,5 – 1,0), Li, Ag, W, Au, Hg, Tl (10-5 – 10-7). Иногда модуль техногенного давления определяется в расчете на одного жителя. В этом случае единица измерения – т/чел в год.