Методологические основы геохимии окружающей среды

Курс «геохимия» является одним из основных и профильных при обучении студентов технических и гуманитарных специальностей. В процессе обучения студенты должны уяснить, что для поддержания приемлемого экологического состояния среды нашего обитания необходимо постоянно учитывать все многообразие сложных взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов функционирования природных систем в их естественном проявлении и при воздействии различных по виду и степени антропогенных нагрузок. При рекомендациях для рационального природопользования следует выходить на прогнозные оценки, уметь использовать данные систематических наблюдений за состоянием отдельных сред.

Для этого студенты должны получить представление об элементном составе биогенного, косного и биокосного вещества биосферы – среды обитания растительного, животного мира и человека. Необходимо освоить процессы аккумуляции, рассеяния трансформации элементов в разных средах и условиях. Тем более, что при современном  уровне антропогенных нагрузок на биосферу становится первостепенным вопрос выживания человека в катастрофически разрушаемой и загрязняемой им же среде. Необходимо знать  о действии вредных веществ на человека.

Геохимия окружающей среды, возникшая на стыке ландшафтоведения и геохимии, весьма тесно связана и с другими науками – экологией, метеорологией и климатологией, почвоведением, геологией, гидрологией и гидрогеологией, агрономией, медициной, мелиорацией и т.д.

Содержательная основа и методы исследований молодой науки прочно входят в арсенал фундаментальных прикладных дисциплин: при мониторинге земель, вод, медицинских оценок воздействия вредных веществ на организм человека, животных и растений, при оптимизации природопользования, в строительстве промышленных предприятий, курортологии, при разведке полезных ископаемых и др.

Студенты должны получить как теоретические знания предмета, так и умение применить их в прикладных целях, в зависимости от конкретных природоведческих задач. В последние годы в геохимию окружающей среды прочно входят дистанционные методы зондирования, в том числе  оптические методы слежения за перемещением континентальной пыли, промышленных дымов и др.

Прочно вошло в практику использование аэрокосмической информации, ГИС-технологий. Студенты также должны получить представление об использовании этих методов в геохимии.

Разработка принципов и методов рационального природопользования, оптимизации взаимоотношений между человечеством и биосферой в практическом плане выражается в необходимости регулирования воздействия общества на окружающую среду, оценки и управления ее состоянием.

Геохимическая оценка состояния объектов биосферы является одним из способов решения этой задачи. Это обусловлено тем, что химические элементы неизбежно являются составной частью всех видов загрязнений окружающей среды, что позволяет использовать их как индикаторы потоков загрязняющих веществ, а следовательно выявить источники загрязнения и зоны их влияния, проследить взаимодействие между природными средами и оценить воздействие загрязнений на живые организмы.

С геохимических позиций, формируются следующие этапы изучения загрязнения окружающей среды:

1)   изучение ассоциаций, концентраций и форм нахождения химических элементов в отходах производств, выявление путей их поступления в окружающую среду;

2)   прослеживание путей и способов миграции загрязняющих веществ в окружающей среде и закономерностей формирования техногенных геохимических аномалий;

3)   оценка площадей распространения техногенных ореолов и потоков рассеивания, выявление их структуры и центров наиболее интенсивного воздействия на объекты окружающей среды;

4)   биогеохимическая оценка воздействия техногенных геохимических аномалий и потоков рассеивания химических элементов на живые организмы, прослеживание их распределения по биогеохимическим циклам.

Геохимические методы исследований играют также важную роль при оценке устойчивости природных ландшафтов к техногенным воздействиям, при определении величины предельно допустимого воздействия, определении способности природно-территориального комплекса к самоочищению, обосновании направлений и способов рекультивации нарушенных ландшафтов.

Геохимические подходы к изучению техногенных воздействий на природные ландшафты базируются на том, что каждому типу ландшафта отвечают свои биогеохимические процессы, формирующие характерную для него структуру миграционных потоков химических элементов. Техногенное воздействие, нарушая или даже разрушая эту структуру, вызывает необратимые изменения в объектах ландшафта, заключающиеся в нарушении закономерностей протекания процессов переноса вещества и трансформации энергии в ландшафте, приводя к его техногенным преобразованиям.

Современная горнодобывающая промышленность является одним из наиболее мощных факторов геохимического воздействия на окружающую среду, что обусловлено изъятием из литосферы огромных количеств минеральных масс, интенсификацией процессов рассеивания химических элементов как природными, так и техногенными миграционными потоками, накоплением большого количества минеральных масс в виде отходов добычи и обогащения, изменением водного и гидрохимического режима ландшафта, нарушением почв и рельефа территории.

Все перечисленные направления воздействия горнодобывающих предприятий на природно-территориальные комплексы приводят к их существенному преобразованию, отражающемуся и в изменении сложившейся природной геохимической структуры. Геохимическая оценка последствий воздействия горных предприятий на объекты окружающей среды является одним из методов определения последствий функционирования горных предприятий для природно-территориальных комплексов и позволяет обосновать рациональные природоохранные проектные решения как на стадии строительства и эксплуатации горных предприятий, так и на последующих стадиях восстановления (рекультивации) нарушенных ландшафтов.