Средняя удельная радиоактивность строительных; материалов,

применявшихся в разных странах (по [26])

Та6лица 5.4

Повышение содержания радона внутри домов в Швеции при снижении скорости вентилирования помещений (по [26])

На долю искусственных техногенных источников радиации приходится около 20 % среднегодовой коллективной эффективной эквивалентной дозы. Техногенные источники чрезвычайно разнообразны. Диапазон их колеблется от ядерного оружия и радиоактивного топлива АЭС до средств медицинской диагностики и лечения, а также разнообразной аппаратуры, используемой при поисках и разведке полезных ископаемых,

Допустимые дозы облучения, которые может принять орган человека, например, в лечебных целях, приведены в табл.5.5.

Та6лица 5.5

Допустимые дозы облучения для органов человека (по [26])

Наибольший вред наносят ядерные испытания, аварии на АЭС, хвостохранилища урановых обогатителей фабрик и хранилища отходов радиоактивных производств (табл. 5.6).

Таблица 5.6

Оценка коллективной эффективной эквивалентной дозы на каждый гиговатт год электроэнергии, вырабатываемой АЭС

(по данным НКДАР)

Электромагнитные поля Земли имеют различную природу и в общем случае представляют собой результат векторного сложения нескольких компонент:

Е = Е_k + Е_у + Е_m+ E_a,

где: Е_k - составляющая, обусловленная источниками солнечной и космической природы; Е_у- унитарная составляющая, обусловленная глобальными вариациями поля, циклически и синхронно проявляемыми по всей планете с 11-летним, годовым, 27-суточным или суточным периодами; Е_m - составляющая, зависящая от местных природных условий; Е_a- антропогенная составляющая.

В последние десятилетия существенно возросла роль антропогенного фактора в образовании электромагнитных полей, что связано с появлением многочисленных радио- и телевизионных станций, интенсивным движением транспорта, работой промышленных предприятий, радиолокаторов и т.д.

Исследования влияния электромагнитных полей на живые организмы находятся пока в начальной стадии. Тем не менее, доказано, что любой живой организм реагирует на электромагнитные поля даже в условиях нормального режима генераторов электромагнитных излучении. Люди, работающие с источниками электромагнитных полей, жалуются на потерю аппетита, ослабление памяти, головную боль, быструю утомляемость. Предположительно акселерация молодежи является следствием повышения электромагнитного поля планеты.

Результаты работ в байкальском регионе подтверждают, что организация биоты, ритмы жизни в сообществах, особенности эволюции и адаптации организмов могут быть связаны с электромагнитными полями Земли (Мельник Н.Г. и др., 1998). Так, первые исследования показали, что магнитосферные источники изменчивости электромагнитных полей Земли оказывают влияние на ритмику вертикальных перемещений планктона. На территории Государственного Никитского ботанического сада в Крыму действует микробиосейсмополигон, на котором проводятся работы по выявлению биопредвестников землетрясений. Начиная с 1984 г. здесь проводятся наблюдения за скальными крымскими ящерицами и безногими желтопузиками, живущими в естественных природных условиях (Шарыгин С.А., Любимов В.В., 1998). Поведение этих популяций рептилий хорошо известно: за несколько часов перед землетрясением они покидают свои норы и убежища, выходят на поверхность даже ночью или зимой, просыпаясь от спячки. Эффект биопредвестника состоит в том, что рептилии перед землетрясением занимают всегда только горизонтальное положение. Одновременно были зафиксированы случаи ложных сигналов от «биопредвестников» приходящиеся на период сильных магнитосферных возмущений и бурь. С 1992 г. в Никитском ботаническом саду ведется непрерывный круглосуточный электромагнитный мониторинг окружающей среды. С помощью магнитометров был исследован не только уровень различных шумов и помех на биосейсмополигоне, но и получены характеристики электромагнитного поля. Оказалось, что рептилии реагируют и на аномальное изменение (возмущенность) геомагнитного поля. Магнитные бури с внезапным началом вызывают у животных реакцию, сходную с поведением перед землетрясением.

Вибрационные поля создаются как природными, так и техногенными факторами. К первым относятся упругие сейсмические колебания, действие прибоя, ветра и т.д. Наибольшую роль в появлении техногенной вибрации играют транспортные магистрали и транспортные средства: автомобили, поезда, самолеты, морские суда.

Наиболее неблагоприятное воздействие на человека оказывает вибрация с частотами 1 -30 Гц. Именно в этом диапазоне расположены основные частоты вибрации как антропогенных, так и природных источников.

Результатами длительного воздействия вибрации являются нарушения сердечно-сосудистой системы, вестибулярного и опорно-двигательного аппаратов, нервные заболевания и др.

Помимо биологического воздействия вибрация влияет и на верхнюю часть геологического разреза, приводя к изменению структуры грунтов и пористости пород, активизации оползневых, солифлюкционных и других процессов.

Геохимические поля и аномалии обусловлены повышенными концентрациями тяжелых металлов и микроэлементов в верхней части геологического разреза. Концентрации измеряются содержанием элемента на единицу массы (мкг/г, мг/г, г/т или на единицу объема (мкг/л, мг/л, г/м³) вещества, а также в %. В 1972 г. ООН был принят список наиболее опасных для человека веществ, к которым отнесены сернистый газ, оксид и диоксид углерода, оксид азота, углеводороды, хлорорганические соединения, микотоксины, нитраты, нитриты, нитроамины, аммиак, ртуть, свинец, кадмий, а также взвешенные в воздухе пылевые частицы, концентрирующие различные металлы. Общее количество веществ, отнесенных к токсичным, сейчас близко к 3000, большинство из них - органические соединения.

Экологическое значение химических элементов и связанных с ними геохимических аномалий многоплановое. Так, среди токсичных металлов по биологической важности выделяются главные, жизненно необходимые Мg, Са, Mn, Fe, Na, К, Со, Zn, Mo. Имеются данные о нормальных и экстремальных, недостаточных и избыточных содержаниях некоторых элементов в почвах и растениях, а также для сельскохозяйственных животных.

Химические элементы, мигрирующие в ландшафте, создают две крупные группы геохимических полей и аномалий: фоновые – «нормальные», характерные для данной территории, связанные в основном с особенностями геологического строения территории (составом горных пород) и некоторыми другими факторами, а также аномальные, которые могут быть обусловлены поступлением химических элементов как от природного, так и от техногенного источника с аномально высоким (нетипичным) для данного района содержанием тех или иных химических элементов. Например, от рудного тела, залежи углеводородов, газохранилища, могильника промышленных отходов, стоков и др. Уникальные свойства растений улавливать и усиливать сигналы о природной или техногенной геохимической аномалии в геологической среде используются при поисках полезных ископаемых и при экологических исследованиях.

Природные геохимические аномалии. Растительный покров, на долю которого приходится более 70 процентов площади Земли, способен к индикации даже очень слабо минерализованных участков как на поверхности, так и на значительных глубинах. Различия в здоровье, форме и жизнеспособности животных и растений зависят от разных химических факторов среды, из которой они получают питательные вещества. Избыток или недостаток какого-либо элемента или группы элементов в субстрате конкретных территорий, как правило, влияет на ту или иную форму местного заболевания или на условия, которые легко отделяют этот район от соседствующих с ним. А.П. Виноградов называл такие районы «биогеохимическими провинциями». Литература о воздействии на живые организмы естественных локальных или площадных геохимических аномалий обширна (см. библиографию в [18]). Первые результаты наблюдений за взаимосвязью химического состава подстилающего субстрата и произрастающей на нем растительности были зафиксированы в связи с поисками месторождений полезных ископаемых.

Большинство морфологических и мутационных изменений растений происходит в результате токсичного воздействия на них полезных ископаемых, залегающих вблизи поверхности или на значительных глубинах. Древним римлянам было известно, что растительный покров отражает до некоторой степени характер подпочвы или отражает породы, залегающие на глубине в относительно ненарушенном состоянии. По крайней мере, 400 лет назад рудознатцы Европы и Китая, обратив внимание на взаимосвязь между растительностью и субстратом, начали вести описания растений-индикаторов руд и минералов, многие из которых справедливы сегодня так же, как и несколько веков назад. Используя геоботанические методы поисков месторождений, рудознатцы изучали характерные черты и распределение целых популяций растений и отдельных растений-индикаторов; принимали во внимание морфологические изменения растений, происходящие под влиянием минерализации и их заболевания: карликовость или гигантизм, различия в окраске, пятнистость или хлороз листьев, необычность форм плодов, изменение окраски цветков, нарушение ритма периода цветения, отклонения формы роста и др.

Многолетняя практика изучения результатов воздействия на растения естественных геохимических аномалий, связанных с минерализованными участками, показала следующее. Из всех морфологических преобразований, которые претерпевает растительность под воздействием субстрата, самая значительная часть приходится на долю флоры серпентинита. Почва серпентинитов значительно отличается от обычных почв; она богата Cr, Co, Fe, Мd и Ni и испытывает дефицит в Са, Мо, N, Р, К. Тщательное изучение флоры серпентинита в Финляндии, Италии, на островах Новая Каледония, в Новой Зеландии, Польше, Португалии, Испании, СССР, Швеции, США, Зимбабве показало, что характерной особенностью этого типа флоры является карликовость и скудность ее растительных единиц.

Определенное сходство с флорой серпентинитов имеют и растительные сообщества, обитающие на почвах с высоким содержанием меди, свинца или цинка: растения здесь обычно чахлые и низкорослые; широколиственные виды растительности отсутствуют. Некоторые виды растений производят экотипы, морфологически неотличимые от произрастающих на серпентинитовых почвах. В Юго-Западной Африке геологи по характеру растительности нашли медную минерализацию под верхними отложениями песка в районе Витфлея. В Ботсване, ориентируясь на аномальную полосу кустарников с преобладанием Ecboliuin lugarclae, ученые предугадали существование медьсодержащей минерализации под более чем 30-метровым слоем «пустых» пород.

Цинковая (гальмейная) флора известна более 100 лет, и еще для первых рудознатцев члены гальмейных сообществ, такие как Viola calammaria, служили поисковым признаком соответствующих рудных месторождений.

Мхи и лишайники также обладают необыкновенной способностью абсорбировать рассеянные элементы из почвы, на которой они произрастают, и часто проявляют гораздо большую толерантность относительно неблагоприятных локальных условий, чем сосудистые виды растений. Склонность некоторых видов мхов к меди известна с первой половины XIX в. При исследовании мхов Polilia nutans, произрастающих над болотными медными рудами в Канаде, ученые обнаружили до 2,4 % меди (сухая масса) в этом растении. Количество меди было приблизительно пропорционально степени хлороза листьев.

Одни элементы (мышьяк и хлорат) могут замещать в растениях основные питательные вещества - участки, обычно принадлежащие фосфату и нитрату, другие (алюминий, берилий и титан) - легко выделяют в осадок фосфат, что делает его недоступным для растений. Такие элементы, как лантан, оказывают сильное каталитическое разложение основных питательных веществ. Медь, золото, свинец и ртуть могут уменьшать проницаемость мембраны клетки и препятствовать проникновению в нее калия, натрия и молекул органических веществ. Некоторые элементы (например, литий) замещают в клетке другие элементы (натрий).

Аномалии форм, за исключением гигантизма и карликоватости, часто являются признаками наличия бора или радиоактивных элементов в нижних слоях почвы (рис. 5.1.).

Рис. 5.1. Изменение формы плода Vaccinum под воздействием радиоактивности в районе Чертиль, Манитоба (Р.Р. Брукс, 1986):

а - плоды нормальной формы; б - различные мутации плодов

Характерная желтоватость указывает на недостаток железа в растении, вызванный воздействием других элементов и, возможно, на низкое содержание железа в субстрате. Изменение характера окраски цветков является результатом радиоактивности или избытка определенных элементов в почве (рис. 5.2) и т.п. Карликовость серпентинитовых видов флоры неизменно указывает на наличие ультраосновных пород в субстрате. Гигантизм встречается гораздо реже и часто ассоциируется с присутствием битума или бора. Однако нельзя путать гигантизм со стимулирующим влиянием избытка питательных веществ или радиоактивности. Раннее и вторичное цветение указывает на стимулирующие вещества, такие как избыток бора, азота, фосфора или калия, на наличие битума или радиоактивности. Позднее цветение также является симптомом токсичности.

Рис. 5.2. Изменение характера окраски лепестков цветков Papaver соm-mutatum под воздействием химических элементов меда и молибдена

(Д.П. Малюга, 1959) [18]:

a - нормальный цветок; б - видоизмененный цветок;

в - степень изменения венчика

Таким образом, растения могут выступать индикаторами геохимических особенностей окружающей среды.

Первые наблюдения за воздействием токсичных металлов природных геохимических аномалий на наземных млекопитающих также связаны с поисками месторождений полезных ископаемых - еще Геродот указывал, что уроженцы Индии занимаются поисками и изучением термитников, чтобы определить места минерализации золота.

На здоровье животных фермерских хозяйств большое влияние оказывает состав трав, поглощаемых ими и, естественно, геохимические характеристики субстрата, на котором произрастает эта трава. Картину часто искажает введение дополнительных кормов, которые не всегда бывают местными.

Взаимосвязь между заболеваниями животных и минерализацией (природными локальными и площадными геохимическими аномалиями) была в свое время освещена в монументальном труде Дж. С. Вебба и его сотрудников в Империал-колледже в Лондоне. В 1965 г. группа проводила геохимическую съемку речных отложений в Англии и Уэльсе. Около 50 000 образцов (1 на 2,5 км) было проанализировано с целью выделения 20 элементов, и все данные были перенесены в синоптический геохимический атлас, где для каждого элемента был отведен свой лист и концентрации элементов выделялись кружками различного диаметра. Съемка осветила многочисленные районы с избытком или недостатком рассеянных элементов и ретроспективно помогла скорректировать эти данные с ранее зафиксированными случаями заболевания, вызванного избытком или недостатком тяжелых металлов (о методах геоэкологического картирования см. дальше).

На геохимической карте распределения молибдена в речных отложениях (рис. 5.3) видны значительные геохимические аномалии на контакте между известняками и более молодыми песчаниками, а также глинистыми сланцами. На том же рисунке показаны места распространения случаев заболевания рогатого скота.

Рис. 5.3. Зависимость между природными геохимическими аномалиями молибдена в случаями заболевания рогатого скота [Вебб и др. 1968]

Геологическая схема (а), карта распределения молибдена в речных отложениях и распространения случаев заболевания рогатого скота (б) (Дер-бишир, Англия): 1 - граница новейших отложений; 2 - район выхода на поверхность известняков; 3 – известняки; 4 - более молодые песчаники и глинистые слайды; 5 - аномалии молибдена в речных отложениях; 6 - зарегистрированные случаи отравления молибденом рогатого скота, связанные с недостатком меди в крови. Сходное открытие было сделано в Лаймрике (Ирландия), где высокие содержания молибдена в осадках также коррелируют со вспышками заболевания скота.

Остаточная токсичность древних свинцовых рудников, датируемых еще Римским периодом, стала причиной отравления и падения нескольких голов рогатого скота. Исследования сельскохозяйственных земель, прилегающих к рудникам, обнаружили до 200 мкг/г свинца (сухая масса) в траве местных пастбищ.

В Северном Уэльсе аллювиальные почвы некоторых районов лугов и пастбищ являлись в течении многих лет причиной свинцового отравления животных и токсичного уровня цинка в хлебных злаках. Опасные районы совпадали в границах с участками и зонами естественной минерализации меди - цинка - свинца.

Наблюдения за площадями систематического отравления животных позволили открыть месторождения урана на плато Колорадо. Многие годы в западных штатах считалось, что определенные растения (особенно относившиеся к виду Astragalus) были чрезвычайно токсичны для скота. Это явление было настолько распространено, что на очень больших площадях выпас скота вообще не осуществлялся. В течение долгого времени причина токсичности была неизвестна, пока, наконец, в растениях не был обнаружен селен. Растения Astragalus аккумулировали значительное количество селена из почвы, содержащей уран в различных соединениях.

Специалисты использовали распределение растений на площади для выявления глубинной урановой минерализации. Таким образом, открытие месторождения урана стало конечным звеном в цепи факторов: больные животные - растения-индикаторы селена - зараженность субстрата соединениями селена и урана - урановая минерализация на глубине.

Связь между здоровьем человека и естественными геохимическими аномалиями более сложна, так как люди очень подвижны и их питание или питьевая вода берутся из разных источников. Однако некоторые закономерности между повышенными концентрациями элементов и распространением заболеваний человека можно проследить как на больших площадях, так и в пределах отдельных районов.

В одном из местечек Новой Шотландии (около Галифакса) люди использовали питьевую воду, которая временами вызывала у них тошноту и даже была причиной летального исхода. Исследования показали высокий уровень содержания мышьяка в воде; было установлено, что повышенные концентрации мышьяка являются результатом естественного разрушения близлежащих золотых рудников, где он присутствует в геохимической ассоциации с золотом.

Общеизвестной ртутоносной геохимической провинцией, входящей в состав Тихоокеанского рудного пояса, является Корякское нагорье (север Камчатской области), где широко развиты коренные оруденения ртути, мышьяка и сурьмы - химических элементов, представляющих особую опасность для биосферы. В конце 80-х гг. были завершены работы по изучению содержания ртути, мышьяка и сурьмы в донных осадках бассейнов водосбора крупнейших рек юго-западной части Корякского нагорья - Таловки, Куюла, Выпенки и впервые получена информация о концентрации токсичных элементов в тонкой фракции аллювиальных отложений на площади 28,8 тыс. км² (объем банка данных составляет около 40 тыс. анализов по образцам, отобранным с плотностью 1-2 пробы на 1 км² (И.И. Сонин, Д.Д. Ананченко, ФГУ НПП «Аэрогеология» 1987-1992 гг.)).

Статистический анализ геохимических данных показал, что на значительной части территории средние содержания мышьяка, сурьмы и особенно ртути многократно превышают кларки этих элементов для литосферы. На этом фоне были выявлены отдельные бассейны водосбора с содержаниями ртути до 1 г/т, мышьяка до 299 г/т, сурьмы до 10 г/т. Источником ртути являются горные породы, особенно разрывные нарушения в зонах сейсмоактивных глубинных разломов.

При естественной диффузии и фильтрации из горных пород и разрывных нарушений ртуть большей частью сорбируется перекрывающими рыхлыми элюпиально-делювиальными отложениями и находится в течение длительного геологического времени и определенном равновесии с окружающей средой.

По мнению специалистов, активизировать переход ртути из твердого, связанного состояния, не опасного для человека и животных, в твердое подвижное, а также в растворенное и газообразное, уже представляющее опасность, могут самые различные процессы.

Так, бесконтрольное увеличение поголовья оленей ведет к истощению естественных пастбищ из-за интенсивного перемещения больших количеств оленей в поисках корма. Это, в свою очередь, приводит к увеличению скорости эрозии почвенно-растительного слоя и более интенсивному выветриванию элювиально-делювиальных образований на водоразделах и склонах гор.

Крупнейшим экологическим результатом неолитической революции (переход от собирательства и охоты к земледелию и животноводству) стало возникновение пустыни Сахары. Исследования французских археологов (А. Лот, 1984) показали, что еще 10 тыс. лет назад на территории Сахары была саванна, жили бегемоты, жирафы, африканские слоны, страусы. Человек перевыпасом стад крупного рогатого скота и овец превратил саванну в пустыню. Пересохли реки и озера - исчезли бегемоты, исчезла саванна - исчезли жирафы, страусы, большинство видов антилоп. В настоящее время для Прикаспийского региона существует аналогичная опасность. Здесь остро стоят проблемы предотвращения эрозии, деградации почв, закрепления песков - в Прикаспии продолжает расти единственная в Европе пустыня. Для решения проблем Прикаспия в 1990 г. вышло Постановление Совмина РСФСР «О неотложных мерах по повышению продуктивности кормовых угодий и восстановлению экологического равновесия на Черных землях и кизлярских пастбищах». В результате к 1993 г. было закреплено 124 тыс. га песков и деградировавших угодий, были проведены работы по борьбе с опустыниванием на площади 300 тыс. га.

Таким образом, происходит ускоренное высвобождение из горных пород минеральных составляющих, содержащих токсичные химические элементы, которые впоследствии переходят в почвы и растительность, а также накапливаются в илистых донных осадках рек.

Далее круг замыкается: атмосферный и водный, внутрипочвенный перенос ртути, последующая ее аккумуляция ягелем (основной корм оленей) или илами (корм речных микроорганизмов, которыми питается хариус) приводят к накоплению ртути в копытных и в речной рыбе. В результате этого накопления снижается иммунитет, олени заболевают специфической заразной болезнью - копыткой (больных животных оленеводы вынуждены отстреливать), а речной хариус - лимнелезом. Пищевая цепь на этом не обрывается. Далее идет медленное отравление человека ртутью, которая попадает в его организм при употреблении в пищу местных рыбопродуктов и мяса оленей. Так, местные геохимические особенности территории проявляются в едином взаимообусловленном природном комплексе -биогеоценозе.

Первые сопоставления геохимических карт и медицинских статистических данных о летальном исходе среди населения в связи с болезнями печени, органов дыхания и пищеварения выявили более высокий процент указанных заболеваний для Олюторского и Пенжинского районов по сравнению с остальными районами Камчатской области.

Подавляющая часть искусственных геохимических аномалии связана с городами, в которых сконцентрирована основная масса промышленных предприятий и производств. Существенно влияют на естественные геохимические характеристики территорий кислые рудничные воды и промышленные стоки горнодобывающих и горно-обогатительных комбинатов, токсичные вещества, выбрасываемые в атмосферу объектами газовой промышленности, сточные воды нефтепромыслов, продукты разрушения полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) и несанкционированных свалок вблизи городов и мегаполисов и т.д.

Накопление горнопромышленных отходов вблизи отечественных ГОКов (зачастую, градообразующих предприятий) приводит к необратимому нарушению экологического равновесия прилегающих территорий. Много лет назад возникла и к настоящему времени не предотвращена угроза полного затопления ценных пахотных земель вблизи Ганского ГОКа (Южный Урал) сильно концентрированными токсичными рудничными водами, обогащенными тяжелыми металлами.

Техногенное геохимическое загрязнение сопровождает не только разработку, но и разведку месторождений, где основными источниками загрязнения окружающей среды являются отвалы канав и штолен, рудничные и дренажные воды. Отвалы поверхностных горных выработок в золоторудных районах Камчатки обычно занимают площади от 1 до 3-5 км³ (Ю.Н. Николаев и др., 1998), на которых почвенный и растительный покров уничтожены или существенно нарушены. Средние содержания химических элементов в отвалах на месторождениях с повышенной сульфидностью золотосодержащих руд превышают ПДК: по Рb и As в 10-20 раз, по Sb, Zn, Mn в 2-3 раза. На месторождениях малосульфидного типа основными элементами-загрязнителями в отвалах канав являются As (до 20 ПДК), Нg, Рb и Аg (до 2 ПДК). Отвалы разведочных штолен - наиболее мощные локальные источники загрязнения окружающей среды. Загрязнение от штольневых отвалов распространяется на прилегающие к ним участки пойм речных долин (S = 1-3 тыс. м²).

Современная техногенная геохимическая аномалия, связанная с промышленной зоной Тырныаузского комбината (Северный Кавказ), сформировалась вследствие механической, водной и воздушной миграции вещества при эксплуатации месторождения и работе комбината, который в целом представляет собой комплекс предприятий, связанных с добычей и обогащением вольфрам-молибденовых руд (карьеры открытой добычи, обогатительная фабрика с хвостохранилищами). Техногенные потоки имеют полиэлементный состав: висмут, молибден, вольфрам, в незначительных количествах - олово, сурьма, мышьяк (Т.А Барабошкина, А.А. Махорин, 1999 г). Гидрохимический техногенный ореол в водах р. Баксан фиксируется на локальных участках ниже Былымского хвостохранилища и в местах сброса рудничных вод. В донных осадках в местах поступления в гидросферу рудничных вод формируются геохимические аномалии вольфрама, олова, молибдена и висмута. В пределах геохимических аномалий наблюдается резкий избыток Мо в травах (30-300) мг/кг. Среди типичных профессиональных заболеваний в районе Тырныаузского комбината, вызванных техногенной аномалией и пылевым разносом, отмечается пневмокониоз, хронический пылевой бронхит, пылевой ларингофарингит.

Техногенное геохимическое загрязнение по своим параметрам может существенно превосходить природное. Уральский регион вызывает пристальный интерес не только как зона экологического бедствия, но и как территория с многочисленными техногенными месторождениями, содержащими широкий спектр металлов, особенно благородных (золото, серебро) и редких. Важным источником цветных металлов и объектом для переработки на цветные, благородные и редкие металлы являются в первую очередь отходы медеплавильных комбинатов Урала, частично отходы ферросплавного производства, возможно, даже золы уральских ГРЭС. Грунты предприятия, перерабатывающего черновую медь, содержат Сu, Zn, Pb, As, Cr, Sn, при концентрации меди более 1% и довольно высоких концентрациях золота и серебра. При этом содержания ряда элементов (свинец, мышьяк) в отходах производства (шлаках) и грунтах несколько выше, чем в перерабатываемом рудном концентрате.

По оценкам экспертов, к началу XXI в. в общем потреблении меди, свинца, олова, алюминия и других цветных металлов доля вторичного сырья в развитых странах составит 30-50 %. Существующие запасы промышленных стоков и отходов горно-обогатительных комбинатов уже сегодня более предпочтительны для извлечения полезных компонентов, чем природные месторождения. Так, при производстве цветных металлов в США используется до 90 различных видов горных отходов. Степень же использования отечественных горнопромышленных отходов не превышает 10 % годового объема их накопления. В России плохо обстоят дела не только с извлечением ценных металлов, но и с утилизацией высокотоксичных техногенных отходов, которые подвергаются выветриванию и размыву.

В целом размеры техногенных геохимических аномалий урбанизированных территорий достигают сотен и тысяч км². Конфигурация техногенных ореолов рассеяния зависит от розы ветров, рельефа, типа застройки, мест прохождения автотранспортных магистралей и т.д.

Вблизи крупных городов происходит накопление ТБО, которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании могут загрязнять окружающую среду и создавать техногенные геохимические аномалии. По морфологическому признаку ТБО подразделяются на компоненты: бумагу (картон), пищевые отходы, дерево, металл (черный и цветной), текстиль, кость, стекло, кожу, резину, камни, полимерные материалы и пр. (не классифицируемые части). Сезонные изменения состава ТБО характеризуются увеличением содержания пищевых отходов с 20-25 % весной до 40-55 % осенью, что связано с большим потреблением овощей и фруктов в рационе питания. Способы обезвреживания и утилизации различны: складирование на полигонах, сжигание, компостирование, механизированная сортировка и др. В России 96,7 % массы ТБО лишь складируется на полигонах, зачастую специально не оборудованных. Все компоненты отходов в той или иной степени с различной скоростью со временем разрушаются. Продукты разрушения переходят с талыми и атмосферными водами в местные грунты, создавая специфические техногенные геохимические аномалии.

Геохимические агроаномалии соизмеримы с общей площадью сельскохозяйственных угодий. Их возникновению способствуют химизация почв, воздействие на угодья промышленных и бытовых отходов, механический износ используемых сельскохозяйственных орудий, выхлопные газы сельскохозяйственных машин и механизмов, эксплуатационные и технологические разливы топливно-смазочных материалов и их хранение в необорудованных складах. Около 30 % вносимых на поля пестицидов и минеральных удобрений поступают в водные объекты. Сброс загрязненных пестицидами вод с рисовых систем в Ростовской области, Краснодарском и Приморском краях приводит к загрязнению низовьев рек Кубани и Дона, озера Ханка. Источником агроаномалии остаются и крупные животноводческих комплексы, особенно свиноводческие, где для удаления навоза предусмотрен гидросмыв, а также птицефабрики. Большинство из них построены еще в 70-е годы, технологическое оборудование устарело и вышло из строя, а реконструкция и техническое перевооружение осуществляются крайне медленно. На значительных территориях вокруг таких комплексов происходит фильтрация жидкой фракции навоза в почву и грунтовые воды, образуются протяженные гидро геохимические аномалии.

Наиболее негативные воздействия на человека оказывают аномалии ртути, свинца, кадмия, фтора, таллия, бериллия, хрома, мышьяка.

Исследователи многих стран обращают внимание на так называемую "страшную троицу": ртуть, свинец, кадмий. Концентрации ртути влияют на иммунитет, расстройство половых функций, приводят к мутагенным последствиям. Избыток свинца вызывает интоксикацию, поражение центральной нервной системы, печени, почек, половых органов, разрушает красные кровяные клетки. Аномалии кадмия приводят к атеросклерозу, гипертонии, раку предстательной железы, распаду костных тканей.

фтор относится к элементам, для которых характерен относительно резкий переход от физиологически необходимых концентраций до вредных. Для фтора характерен один из самых высоких показателей глобальной деструктивной активности - почти как у Cd; выше он только у ртути. Много фтора попадает в окружающую среду с фосфатными удобрениями, пестицидами, с осадками отстойников и различными отходами горно-геологических предприятий. При определении экологического состояния территорий применяется такой биогеохимический показатель, как содержание F в укосах растений и растительных кормах (мг/сут): экологическое бедствие - при недостатке < 1 или при избытке > 200; чрезвычайная ситуация - 2-10 или 50-200; относительно удовлетворительная - 10-20 [27].

В ближайшем будущем прогнозируется резкое возрастание концентраций таллия и бериллия. Появление незначительных содержаний таллия в тканях и органах человека вызывает боли в сердце, суставах, выпадение волос; высоких - нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта, галлюцинации, конвульсии и смерть от паралича легких.

Содержание бериллия над территорий Ладожского озера (чистый район) составило 0,6 мкг/м³, аномальные концентрации бериллия в Ленинградской зоне типичны для районов ТЭС (радиус 15 км) и достигали 8,0 мкг/м³ [27]. Поведение Be в техногенезе детально изучено для бериллиевых производств, которые весьма опасны в связи с чрезвычайно негативным воздействием этого элемента и его соединений на различные органы человека. Бериллий усиливает перерождение клеток, приводит к раку легких и остеосаркоме. Особенно опасны аварийные ситуации. Так, при возгорании бериллиевой пыли и взрывах на Ульбинском металлургическом заводе в 1994 г. пылегазовые выбросы, в 60-890 раз превышающие норму, распространились над большой территорией, на которой проживает около 120 тыс. жителей.

Горно-геологические добывающие бериллиевые предприятия, а также редкометалльные ГОК и месторождения, где получают Be попутно, экологическими исследованиями не охвачены, что является ближайшей задачей экогеохимии.