Казанский (Приволжский) Федеральный Университет

Институт Геологии и Нефтегазовых технологий

Кафедра Геофизики

Реферат на тему:

"Экологическая геохимия"

Выполнил студент 2 курса 03-305 группы:

Ульбаев Артур Русланович

Казань-2014

Содержание

Введение

Экологическая геохимия – актуальное направление, развивающееся на кафедре с начала 90-х годов. Общей целью работ кафедры является создание методов оценки состояния окружающей среды и прогноза ее негативных изменений в условиях существующих и планируемых антропогенных воздействий.

Главные задачи исследований – разработка и усовершенствование комплексных эколого-геохимических методов выявления, интерпретации и моделирования загрязнения урбанизированных и горнорудных территорий.

Развитие теории и методов экологической геохимии основывается на результатах исследований окружающей среды, проводимых кафедрой на экологически значимых объектах, расположенных в Подмосковье, Тверской области, на Камчатке, Чукотке, Северном Кавказе, в Западной Сибири и других регионах.

Важную роль в подготовке квалифицированных специалистов экогеохимиков играет научное обеспечение учебных и производственных практик, которые студенты кафедры проходят в указанных районах работ. Химический состав биосферы в разных участках земной коры закономерно различен. Данная геохимическая неоднородность, дифференциация в распределении химических элементов в компонентах окружающей среды является следствием, прежде всего, естественных причин (геологической характеристики местности, особенностей ее литологического состава, сгущения различных форм жизни). В последнее историческое время, характеризующее собой продолжительность техногенного этапа развития общества, на природные геохимические процессы накладываются процессы, обусловленные хозяйственной деятельностью человека, которые могут быть объединены общим понятием «техногенез». При этом роль последних в геохимическом преобразовании биосферы огромна, что отмечалось еще в начале XX в. В.И.Вернадским.

Глава 1. История становления экологической геохимии как научной дисциплины

Практически все научные дисциплины развиваются двумя путями: путем формулирования общих законов и (или) используя идиографический подход, оперирующий описанием нестандартных, уникальных, ситуаций безотносительно к общим законам.

Проблема загрязнения окружающей среды выявилась не как теоретическое обобщение, а как практическая задача, вызванная многочисленными отрицательными реакциями в различных областях человеческой жизни и производства. Вследствие этого, новая дисциплина, занимающаяся изучением геохимического преобразования биосферы человеческой деятельностью и называемая в настоящее время экологической геохимией, в значительной степени развивалась как прикладная наука, направленная на констатацию факта техногенного загрязнения химическими элементами компонентов окружающей среды и описание объектов и ситуаций, где данное загрязнение наиболее ярко проявилось (территории горнорудных предприятий, урбо- и агроландшафты).

Рассмотрение проблемы загрязнения окружающей среды, которое является лимитирующим фактором развития человечества (химические элементы, среди которых наибольшей потенциальной экологической опасностью обладают тяжелые металлы, воздействуют на важнейшие функции живых организмов и обладают отдаленными эффектами ), требовало, в первую очередь, наличия объективной информации для установления приоритетного ряда источников вредных воздействий и получения пространственной картины распределения последних. Поскольку новая дисциплина начала формироваться в рамках цикла геохимических наук, важнейшее значение в решении поставленной практической задачи – изучении загрязнения окружающей среды и оценки экологического состояния различных территорий – естественным образом приобрели методы прикладной геохимии.

В России (бывшем СССР) приоритет в использовании этих методов в данной области исследований принадлежит Институту минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ). В 1976 г. здесь начались планомерные геохимические исследования окружающей среды в связи с ее преобразованием техногенезом, получившие название «эколого-геохимических исследований».

Становление данных исследований именно в ИМГРЭ было не случайным, а закономерным явлением. Одним из важнейших направлений исследований научного коллектива ИМГРЭ было и продолжает оставаться изучение процессов рудообразования и преобразования месторождений полезных ископаемых с точки зрения разработки научной базы геохимических методов их поисков. В основе последних лежит концепция, рассматривающая процесс образования рудных месторождений как единственно возможный переход химических элементов от их изначально рассеянного состояния к концентрированному, с обязательной дифференциацией вещества и образованием вследствие этого первичных геохимических ореолов. В свою очередь, разрушение месторождений и их первичных ореолов является единственно возможным обратным процессом (дифференцированным переходом от концентрирования к рассеянию), ведущим к возникновению вторичных ореолов и потоков рассеяния.

Накопление химических элементов и их поступление в объекты окружающей среды являются результатом производственной и сельскохозяйственной деятельности человека. Дальнейшее распределение химических элементов от техногенных источников приводит к образованию в окружающей среде геохимических аномалий (зон техногенного загрязнения), являющихся своеобразными аналогами вторичных ореолов и потоков рассеяния вблизи рудных месторождений. Характеристики “антропогенных” ореолов и потоков рассеяния (по ) – состав, степень концентрации, формы нахождения элементов, интенсивность биологического поглощения – определяют качество окружающей среды. Поэтому можно говорить, что концепция, лежащая в основе геохимических методов поисков месторождений полезных ископаемых, является, по сути, базисом применения геохимических методов (картирование) для изучения техногенного загрязнения, т.е. проведения эколого-геохимических исследований.

Первый опыт подобных исследований был реализован в пределах Московской агломерации. Важным итогом этих работ было составление первой эколого-геохимической карты г. Москвы. Начиная с середины 1980-х гг. область проведения эколого-геохимических исследований заметно расширилась. Они выполнялись в промышленно-урбанизированных и сельскохозяйственных районах Армении, Украины, Казахстана, Латвии, Литвы, Эстонии, в городах и районах Архангельской, Брянской, Курской, Московской, Рязанской, Самарской, Саратовской, Тверской, Ярославской областей, в Краснодарском и Ставропольском краях, в Кабардино-Балкарии, Карачаево-Черкесии, Мордовии, Северной Осетии, Удмуртии.

Проведение эколого-геохимических исследований силами ИМГРЭ стало возможным, поскольку в составе Института были созданы специализированные эколого-геохимические научно-методические и научно-производственные подразделения. Так, в 1981 г. существовавший ранее (с 1977 г.) сектор геохимии охраны окружающей среды был преобразован в отдел экологической геохимии, затем (в 1987 г.) ставший лабораторией экологической геохимии. Научное руководство эколого-геохимическими работами ИМГРЭ долгое время (до 1988 г.) осуществлялось Ю.Е. Саетом, большой вклад в оформление указанных структур внесли руководители ИМГРЭ и его опытно-методических экспедиций, прежде всего Л.Н. Овчинников и Э.К. Буренков.

Комплексные исследования, охватывающие все компоненты окружающей среды, выполняемые с 1984-1986 гг. сотрудниками Института (среди которых ­– Е.П. Янин, Л.Н. Алексинская, И.Л. Башаркевич, А.А. Волох, Н.И. Несвижская, Б. А. Ревич, Н.Я. Трефилова и др.), позволили установить важнейшие геохимические особенности техногенного преобразования и разработать методические основы изучения загрязнения и оценки состояния окружающей среды.

Многолетние прикладные геохимические исследования окружающей среды в различных антропогенных ландшафтах, проводимые ИМГРЭ, легли в основу изданной в 1990 г. монографии «Геохимия окружающей среды», где впервые была сделана попытка обобщения материалов по особенностям образования, состава и морфологии техногенных и антропогенных геохимических ореолов и потоков рассеяния в окружающей среде, а также по методам их выявления и оценки для разработки практических мероприятий, направленных на ликвидацию, уменьшение и предотвращение негативных воздействий .

Можно говорить, что в данной монографии были систематизированы основные научно-методические итоги начального этапа развития эколого-геохимических исследований – этапа преимущественно накопления научных фактов ; обоснованы и показаны возможности геохимических методов при изучении и оценке состояния окружающей среды, приведен эколого-геохимический анализ техногенной миграции химических элементов, описаны и количественно оценены основные источники загрязнения окружающей среды, миграционные цепи распространения загрязнителей в природных системах, а также рассмотрены принципы, методы и результаты биогеохимической и геогигиенической оценок отрицательных последствий техногенного загрязнения окружающей среды для здоровья человека .

Накопление научных фактов – закономерный этап развития любой науки, которая «фактически всегда развивается раньше своей методологии интуитивным применением правильных, но еще не осознанных методов, изобретаемых по мере надобности в течение работы». Однако, наука представляет собой не простое собрание установленных фактов; знания превращаются в научные, когда целенаправленное собирание фактов, их описание и обобщение доводится до уровня их включения в систему понятий, в состав теории.

В настоящее время экологической геохимии* уже стали присущи три основных признака, определяющих существование самостоятельной научной дисциплины: наличие собственного предмета исследований, соответствующей методики исследований и специальной терминологии. Поэтому можно говорить о том, что сейчас осуществляется переход к новому этапу развития, когда основное внимание будет направлено на систематизацию концептуальных основ и формулировку парадигмы (сути, главного объекта, метода и понятийного аппарата) экологической геохимии, на создание ее научного аппарата.

Работы, в которых проводится систематизация и формулирование концептуальных основ экологической геохимии, в настоящее время уже существуют. Особенно хотелось бы отметить публикации Е.П. Янина, касающиеся принципов и методических основ эколого-геохимических исследований. Благодаря этим работам, а также разработкам Ю.Е. Саета, Б.А. Ревича и некоторых других исследователей, можно сформулировать содержание, объект, предмет и методы экологической геохимии, ее цели и задачи в изучении воздействия на окружающую среду, основные термины и понятия, т.е. то, что определяет системность научного познания и придает развивающейся научной дисциплине самостоятельность и индивидуальность.