3. Еволюційний підхід. Вивчення геохімічної еволюції біосфери, її зміни в часі (принцип історизму).

Це найважливіший методологічний принцип геохімії і біогеохімії. В минулі геологічні епохи хімічний склад оболонок Землі істотно відрізнявся від сучасної і міграції хімічних елементів перебігала не так, як зараз.

Важливе значення і в геохімії в цілому, і в геохімії біосфери має і картографічний метод дослідження (вивчення просторових, географічних закономірностей міграції хімічних елементів).

По мірі розвитку геохімії змінювалося і розширювалося розуміння її значення. Спочатку основний упор робився на прикладне значення цієї науки для пошуків рудних родовищ. В подальшому зросло усвідомлення значення геохімії для комплексного розуміння природних процесів в екологічних дослідженнях. Здоров’я людини, тварин і рослин в багатьом визначається умістом (дефіцитом або надлишком) різних хімічних елементів в довкіллі. В останній час все більше зростає розуміння значення геохімії для рішення проблеми забруднення довкілля.

Тема 1.2. ВИХІДНІ ГЕОХІМІЧНІ ДАНІ І МЕТОДИКА ЇХ МАТЕМАТИЧНОЇ ОБРОБКИ.

1. Методи геохімічного опробування.

2. Метрологічні параметри аналітичних методів.

3. Статистичні методи обробки результатів опробування.

1. Методи геохімічного опробування.

Методичної літератури з геохімії багато, але майже ніде не висвітлені як раз питання правильного відбору проб, можливості тих чи інших аналітичних методів, обгрунтування їх вибору. А саме від цього залежить якість первинної інформації, а отже – і всих висновків, які на ній будуються. Цілком можливо, що ви самі ніколи не будете займатися відбиранням геохімічних проб. Ще більш вірогідно, що ніхто з вас сам не буде виконувати хімічні аналізи – для цього є аналітичні лабораторії, кли взяті проби просто здаються, а потім ви отримуєте і застосовуєте готові результати. Але знати, що можно отримати тим або іншим методом, наскільки ті або інші дані коректні і для чого їх можна використовувати – це потрібно обов’язково. Інакше, при порушенні методики відбору проб, неправильного вибору аналітичних методів (коли даний метод аналізу не забезпечує потрібної точності) або некоректної математичної обробки результатів аналізу можна зробити далекосяжні, але помилокові висновки. Так, що, навіть якщо ви не проводили опробовування самі, а користуєтеся чужими даними, ви повинні вміти розібратися, чи коректні ці матеріали і чи можна їх використовувати для рішення ваших завдань.

Методи геохімічного опробування:

1. Літогеохімічні. Опробування скальних гірничих порід, рихлих откладень, кор вивітрювання, грунтів. Об’єм проби – з урахуванням вимог лабораторії до кількості аналізуємого матеріалу (величині наважки), а також необхідності зберігати частину матеріалу (дублікат проби). Зазвичай порядку 150-200 г. Попередня обробка – дроблення, стирання, поділ (квартування) проби.

2. Гідрогеохімічні. Відбір проб води з поверхневих водотоків, джерел, підземних вод по свердловинам. Звичайний об’єм – 0,5 – 1 л. Всі аналізуємі проби повинні мати однаковий об’єм, щоб можна було порівнювати результати без додаткових перерахунків. Як правило, роздільно аналізується уміст зваженої і розчиненої речовини. Спочатку відділяється нерозчинний осад (відстоюванням або фільтруванням), потім випарювання для визначення умісту і складу розчинених солей.

3. Біогеохімічні. Визначається уміст хімічних елементів в рослинних, рідше тваринних тканинах. Застосовуються різні варіанти. Частіше за все – спалювання і аналіз зольного залишку. Об’єм проби – з урахуванням виходу зольного залишку (краще визначити шляхом проведення попередніх дослідних робіт). Деревина уміщує більше мінеральних речовин (зольного залишку більше), в листі і в трав’янистих рослинах їх менше. Інший варіант – віджиманння і наступних аналіз води, що уміщується в рослинах.

4. Атмогеохімічні. Зазвичай використовуються газоаналізатори, які дозволяють визначати уміст газів на місці (в приземних шарах атмосфери або в підземних атмосферах).

5. Гамма – спектрометричні методи (наземна і аерогамма-спектрометрія) – дистанційне визначення сумарного умісту радіоактивних ізотопів. За формою є геофізичним методом (і може розглядатися в цьому ряду), але за суттю – вид геохімії, так як визначається уміст елементів.

Система відбору проб залежить від завдання досліджень. Які можуть бути завдання? Їх можна поєднати в дві групи:

• характеристика умісту і розподілу хімічних елементів в окремому об’єкті;

• характеристика площинного (географічного) розподілу хімічних елементів у визначеному ландшафтному середовищі.

В першому випадку потрібно отримати статистично представницьку вибірку. Її величина залежить від ступеню неоднорідності розподілення елементів в об’єкті. Дослідним шляхом встановлено, що при дуже високому ступеню однорідності достатньо 15-20 проб, при більшій неоднорідності – 35-40. Звичайна «стандартна» кількість проб для статистичної обробки – 30. Раніше нерідко застосовувався відбір та названих «об’єднаних» проб. Наразі від такого варіанту практично відмовились, так як подібна методика дозволяє визначити тільки середній уміст елементів, не характеризуючи мінливість, що теж може бути дуже важливою характеристикою.

В другому число проб визначається розмірами вилучаємої території і масштабом досліджнення (масштаб складаємої карти). Наприклад, при 1 : 50 000 відбирається відбирається 1 проба на 0,25 км² (сітка 500 x 500 м). За масштабом 1 : 200 000 – 1 проба на 4 кв. км (мережа 2, 2 км). Можлива деталізація (згущення сітки опробування) на особливо цікавих дільницях (звичайно в місцях аномальних умістів елементів). Наявність мережі не означає, що вона завжди суворо витримується геометрично (хоча в ідеалі слід до цього прагнути). Але в середньому рекомендуєма густина відбору проб повинна дотримуватися. Відбор проб – тільки з визначеного ландшафтного рівня (скальні гірничі породи, визначений горизонт або кори вивітрювання, грунтових вод, рослини визначеного виду і таке інше).