Лекция № 18 Тема: здоровье экосистем и человека

1. Биогеохимические провинции.

2. Влияние химических элементов на здоровье человека.

3. Санитарно-гигиенические нормативы качества природной среды.

1 Биогеохимические провинции

Химические элементы, добавление подвижных форм которых в ландшафт увеличивает биомассу, называются дефицитными. К ним в разных ландшафтах относятся O, N, P, K, F, B, J, Cu и многие другие элементы. В большинстве случаев недостает именно подвижных форм, в то время как общее (валовое) содержание элемента может быть достаточно велико. Элементы, удаление которых из ландшафта увеличивает продукцию живого вещества, называютсяизбыточными. К ним в разных ландшафтах относятся Cl, S, Na, Cu, Ni, Fe, F и др. Один и тот же элемент может быть дефицитным в одном ландшафте и избыточным в другом.

Резкий дефицит или избыток элементов приводит к заболеваниям животных, растений, а иногда и человека. Такие болезни А. П. Виноградов назвал биогеохимическими эндемиями, а районы их распространения –биогеохимическими провинциями. Известны биогеохимические провинции с дефицитом J в почвах и кормах, дефицитом и избытком F в питьевой воде, избытком В в кормах, избытком и дефицитом Cu, Co и т.д. Развивая учение о биогеохимических провинциях, В.В. Ковальский предложил понятиегеохимическая экология, задача которой состоит в изучении взаимодействия организмов и их сообществ с геохимической средой, а также организмов между собой.

Информация по биогеохимии растений очень велика. При расчете “на живую массу” все растения концентрируют О, Н, С, N, а считая “на золу” отдельные виды также накапливают Li, Be, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Se, Sr, Mo, Ag, J, Au, Pb, Ra, U. Следовательно, растительный покров является биогеохимическим барьером, на котором концентрируются воздушные мигранты – С, О, Н, N, J, в некоторых ландшафтах и многие водные мигранты. Если считать на золу, то на биогеохимическом барьере накапливаются Р, S, Cl, Br, B, в отдельных ландшафтах и отдельными видами также Са, Mg, Na, Zn, Cu, Mo и другие элементы.

Морские водоросли по сравнению с наземными растениями обогащены Mg, Na, K, S, Cl, Si, Fe, Sr, F, Ba, Br, J, Se, B, Li, Ti, As, Ag, W, Pb и обеднены Ca, Mn, Al, Rb, Cs (при расчете на сухое вещество). Многие из этих закономерностей легко объясняются особенностями состава морской воды. Но и при более дробной систематике четко вырисовывается своеобразие отдельных систематических единиц. Так, диатомовые водоросли северных озер концентрируют Si – их скелет состоит из кремнезема. Морская трава, водяной орех содержат 0,2 – 0,4 % Mn. Говоря о концентрации, часто имеют в виду накопление элемента в золе, т.е. величину А_х. В агрономии еще в ХIХ столетии установили, что зола злаков богата SiO₂, зола бобовых – Са, а зола картофеля и подсолнечника – К. Позднее были выделены “алюминиевые растения” (плауны, чай), “железные” (мхи), “иодные” (водоросли), солянки (Na, Cl и др.), гипсофиты, селитрянки (NO₃) и т.д. Известны виды, в золе которых повышено содержание Zn, Cu, Se, Li, Mo и других редких элементов. Особенно большой способностью к поглощению редких элементов обладают мхи и лишайники.