Группы химических продуктов - удобрения, моющие средства и хлорированные растворители (химчистка) также важны для людей, поскольку они широко потребляются и в больших количествах.

Другим типом классификации является деление химических веществ на природные и несвойственные окружающей природной среде (ксенобиотики). Степень их "несвойственности" природе различна (например, ароматические вещества подобны природным; близки к природным инсектицидам синтетические пиретроиды; и есть соединения с новыми структурами, созданные человеком).

Все имеющиеся на земле органические и неорганические вещества могут поступать в окружающую среду в виде аэрозолей и газов.

Эмиссия - это поступление в среду газов, аэрозолей и пылевидных веществ, обуславливающих ее активное загрязнение (табл. 12.1).

Иммиссия - это накопление вредных веществ после их поступления из источника эмиссии, которое приводит к установлению их определенной устойчивой концентрации в данной среде.

Таблица 12.1

Глобальные эмиссии из природных источников и в результате

человеческой деятельности

Под термином экогеохимия понимается "новое направление, охватывающее изучение поведения химических элементов в процессах взаимодействия литосферы, гидросферы и биосферы с учетом воздействия на них антропогенных нагрузок" (Росляков и др., 1996, с. 5).

Обобщая большой материал, И.О. Нригау (1989) отмечал, что антропогенная эмиссия редких металлов в атмосферу уже в 1983 г. превышала природную для V, Cu, Ni, Zn, As, Mo, Cd, Hg, Pb, S и U.

Если расположить эти элементы по отношению глобальных оценок природной эмиссии к общей (суммарной), то получится следующий ряд:

Pb - 0,04 Ni - 0,35 Cu - 0,44

Cd - 0,15 As - 0,39 Se, Cr - 0,58

V - 0,25 Hg - 0,41 Mo - 0,58

Zn - 0,34 Sb - 0,41

Огромный материал по проблемам экологической геохимии, накопленный в Санкт-Петербурге, обобщил В.С. Певзнер (ВСЕГЕИ).

Действительно, "человек геохимически переделывает мир" (А.Е. Ферсман).

Наряду с изучением глобальных потоков вещества, очень важно оценить подобные потоки в локальном и региональном плане, а также установить и выделить роль глобальной составляющей регионального и местного фона.

С химической стороны экогеохимия должна изучать процессы и эффекты взаимодействия и обмена между всеми автономными составляющими экосистем.

Экогеохимия, в конечном счете, кроме предсказаний загрязнений, должна обеспечивать нахождение (отыскание) химических геотехнологий, элиминирующих действия вредоносных факторов, которые негативно сказываются на жизнедеятельности растений и животных.

Геохимия, зародившаяся в недрах геологических наук, к настоящему времени обратилась к решению геоэкологических задач. С начала 80-х гг. XX в., с разработок Э.К. Буренкова и Ю.Е. Саета, возникло и успешно развивается эколого-геохимическое направление. Геохимические методы исследований позволяют выявлять по депонирующим компонентам (почвы, донные отложения, снежный покров) загрязнение окружающей среды токсичными химическими элементами и соединениями, оценивать степень экологической опасности такого загрязнения, устанавливать его источники. Эколого-геохимическое состояние окружающих сред определяется уровнем регионального геохимического фона конкретных территорий, аномально высокими содержаниями токсичных химических элементов (вызванных наличием рудных месторождений) и ее техногенными загрязнениями.

Геохимические методы могут использоваться также для агрогеохимических исследований, способствуя оценке потенциала плодородия сельскохозяйственных почв и их фитотоксичности.

Значительным достижением прикладной геохимии стала разработка в конце XX в. технологии многоцелевого геохимического картирования, способной, помимо геологических исследований, решать и такие экологические задачи как оценку потенциальной геохимической эндемичности регионов, загрязнения окружающей среды токсичными химическими элементами и соединениями, обосновать рекомендации по рациональному природопользованию, нацеленные на реализацию концепции устойчивого развития территорий.

Главное отличие природных геохимических аномалий от антропогенных заключается в их формировании – первых «снизу», вторых «сверху», и соответствующих связях, в первом случае с геохимическими особенностями подстилающих горных пород и образований. Во втором случае, это связь с искусственными источниками загрязнений и транспортными путями.

Те и другие имеют полиэлементный характер, но геохимические аномалии, отвечающие природным ассоциациям, отличаются закономерными корреляционными связями и включают характерные сочетания элементов определенных геохимических классов (литофильные, сидерофильные, халькофильные и т.п.). Антропогенным процессам сопутствует нарушение характерных природных распределений, либо даже антагонистических. Для промышленных населенных пунктов (с числом жителей 100 тыс. чел.) характерны потоки рассеяния Be, B, W, Ti, Cr, V, P, Ni, Co, Sn, Mo, Hg, Ag, Cu, Zn, Pb, Cd. Потоки рассеяния сельскохозяйственых районов содержат F, Cr, V, P, Ni, Co, Sn, As, Hg, Ag, Cu, Zn, Pb. Могут быть и отличные сочетания.

Загрязнение природной среды крупных городов с развитой промышленной инфраструктурой несет реальную опасность для здоровья населения, особенно в случае гиперконцентрации разнопрофильных производств, что может привести (и приводит) к экологическим катастрофам.

К наиболее опасным загрязнителям техногенного характера относятся тяжелые металлы, которые могут выступать в роли ведущего экологического фактора, определяющего характер и направление развития биогеоценозов. Массированное загрязнение ими внешней среды приводит к катастрофическим токсикозам растений, животных и людей.

Экогеохимия должна сводиться не только к мониторингу состояния экосистем и регистрации перераспределения загрязняющих компонентов в динамических встречно- и однонаправленных перетоках вещества. Главное ее предназначение видится в адаптировании техногенных выбросов к конкретным геологическим обстановкам с использованием естественных и искусственных геохимических барьеров, кооперированных с соответствующими составными элементами экосистем.

2. Биогеохимические циклы

Появление геохимических аномалий определяется процессами миграции химических элементов и концентрацией их под влиянием геохимических барьеров. Все химические элементы постоянно перемещаются и в биосфере, для которой интенсивный ток их является одним из ведущих законов ее существования. Но темпы миграции неодинаковы в разных средах, в связи с чем А.И. Перельман разделил элементы на воздушные и водные мигранты, а в каждой группе, кроме того, выделены подгруппы в зависимости от свойств соединений этих элементов, а также кислотно-основных и окислительно-восстановительных обстановок миграции. Повторяющиеся перемещения и превращения химических элементов в биосфере при активном участии живого вещества называют их биогеохимическими циклами.

В качестве примера приводится один из вариантов биогеохимического цикла бора, по В.В. Ковальскому (рис. 12.1).

Рис. 12.1. Биогеохимический цикл бора

Скорости миграции соединений бора между блоками могут отличаться на несколько порядков, но в общем он образует единый биогеохимический цикл, с накоплением его в отдельных обстановках.

Большое значение имеет почвенное звено миграций. Общая схема участия микроэлементов в почвенных процессах рассмотрена В.А. Ковдой (табл. 12.2).

Таблица 12.2