Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Экологическая геохимия - файл Lection1.doc


Лекции - Экологическая геохимия
скачать (98.9 kb.)

Доступные файлы (7):

Lection1.doc63kb.21.02.2011 16:38скачать
Lection2.doc49kb.21.02.2011 16:40скачать
Lection3.doc55kb.21.02.2011 16:41скачать
Lection4.doc52kb.21.02.2011 16:41скачать
Lection5.doc77kb.21.02.2011 16:41скачать
Lection6.doc70kb.21.02.2011 16:41скачать
Lection7.doc91kb.21.02.2011 16:41скачать

содержание
Загрузка...

Lection1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Лекция 1

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОХИМИЯ, ОБЪЕКТЫ И ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИСТОРИЯ НАУКИ

Экологическая геохимии, как прикладная ветвь геохимии возникла относительно недавно. Основным учебником для вас по этому предмету рекомендуется «Экологическая геохимия», автор которого В.А. Алексеенко издал этот труд в 2000г.

Итак, что является предметом экологической геохимии? Согласно Гостандарту это биогеохимия; биогеохимические аномалии, влияние их на биосферу, биогеохимическое районирование территорий; геохимия техногенных процессов; антропогенные воздействия на биогеохимические циклы элементов; геохимия загрязнений при добыче и переработке горнорудного сырья; виды загрязнения урбанизированных территорий; геохимия радионуклидов; геохимические проблемы захоронения радиоактивных отходов; основы методов эколого-геохимической съемки и картирования; балансовые эколого-геохимические модели и прогнозы состояния окружающей среды. Как видите, круг проблем, которые призвана решать экологическая геохимия, весьма обширен. Это то, чем в основном вам и придется заниматься в своей профессиональной деятельности, т.е. это один из важнейших предметов изучения и вам следует относиться к нему соответственно, если хотите стать профессионалами.

^ Итак, резюмируя, можно сказать - экологическая геохимия это геохимия биосферы и даже не столько биосферы, сколько ноосферы в понимании В.И. Вернадского

Все химические реакции в биосфере происходят или с учас­тием живых организмов, или в среде, созданной их влияни­ем. Это качественное отличие процессов, происходящих в би­осфере, от реакций, осуществляемых в лабораториях, а также от реакций, идущих в других оболочках Земли.

Однако биосфера - очень не­однородная система. Внешние факторы миграции элементов весь­ма существенно изменяются в ее пределах, как по вертикали, так и по горизонтали. Для установления за­кономерностей распределения и миграции химических элементов в отдельных, отличающихся друг от друга участках биосферы, необ­ходимо в первую очередь выделить такие участки. Это должны быть своеобразные «блоки» или «кирпичики», сохраняющие основную особенность биосферы (ее биокосность), но отличающиеся друг от друга внешними факторами миграции элементов

Опыт многочисленных исследований показал, что для такого изучения наиболее удобным является ландшафтный уровень. Сами же геохимические ландшафты по определению А.И. Перельмана, «(...такое же фундаментальное понятие естествознания, как "химический элемент", "живой ор­ганизм", "почва", "минерал"»..Необходимо отметить, что отдельные геохимические ланд­шaфты и составляющие их биокосные природные тела (почвы, ко­ры выветривания, подземные и грунтовые воды) не являются ка­кими-то обособленными системами. Все они теснейшим образом связаны между собой в более сложной системе - биосфере. Это и есть объекты исследований данной науки

В современном наиболее общем понятии экология - это наука, изучающая условия существования животных и растительных организмов, взаимосвязи между организмами, а также между ними и средой их обитания.

Условия существования организмов можно рассматривать из мно­гих позиций. Одним из важнейших по­казателей не только комфортности существования, но даже выжи­вания является характеристика среды проживания животных или произрастания растений. Если мы начнем производить оценку среды с точки зрения химического состава и с учетом форм нахождения хими­ческих элементов, - это будет геохимическая оценка условий су­ществования организмов. Ее проведение - одна из основных за­дач, стоящих перед экологической геохимией. Такую оценку мож­но проводить, подходя с позиций самого разного масштаба. В первую очередь необходимо установить самые общие геохимические критерии существования живых ор­ганизмов. Таким образом, будут определены первые геохимические реперы для оценки возможности развития жизни, подобной той, которая есть на Земле. - космической оценке геохимических параметров воз­можности появления жизни (аналогичной той, что развилась на Земле) на других кос­мических объектах. Эта часть глобальной оценки геохимических па­раметров существования жизни на Земле только в настоящее время начинает приобретать практическое значение. По мере обживания ко­смического пространства она будет резко возрастать.

Оценка геохимических условий существования организмов проводится и в более приземленных масштабах. В этих случаях определяются геохимические условия жизни организмов в отдельных частях биосферы. В качестве таких частей, как уже от­мечалось, целесообразнее всего брать геохимические ландшафты или их определенные совокупности, составленные с учетом ряда параметров миграции элементов.

При крупномасштабных исследованиях появляются более бла­гоприятные предпосылки для выяснения геохимических условий существования организмов определенных видов или их сооб­ществ. Однако следует подчеркнуть, что в случае устоявшихся при­родных систем (а это большинство биогенных ландшафтов) нель­зя говорить об экологических условиях только для одних видов, не касаясь других. Слишком велика взаимосвязь между ними, и изменения условий существования одних из них сказываются на существовании других.

Таким образом, мы переходим к взаимосвязи между организ­мами. Она, как и условия существования организмов, также мо­жет оцениваться с разных сторон, вплоть до психологической и социологической. В экологической геохимии взаимосвязь меж­ду организмами рассматривается через миграцию химических эле­ментов, находящихся в сложной биогенной форме, через обмен веществ. Ча­сто разделяют внутривидовую и межвидовую связи. Прослеживать их на геохимическом уровне можно, начиная от возникновения (рождения) организма и кончая его смертью и разложением.

Чрезвычайно большое внимание в экологической геохимии уде­ляется рассмотрению взаимосвязи между организмами и средой их обитания, включая отдельные циклы биологического кругово­рота элементов. Эти процессы также разбираются с позиции ми­грации химических элементов, но сами элементы в данном слу­чае могут находиться в различных формах, что придает особую сложность их перемещению и концентрации.

Важным разделом экологической геохимии явля­ется биогеохимия. В ней рассматривается химический состав раз­личных организмов и его изменения, связанные с меняющими­ся условиями существования этих организмов.

Все изложенное показывает, что экологическая геохимия, яв­ляясь в первую очередь геохимией, формируется «на стыке» це­лого ряда наук. Их уровень развития во многом определяет раз­витие отдельных направлений этой новой и чрезвычайно важной для выживания человечества науки.

Далее перейдем к истории данной науки, как продолжению истории геохимии.

Экология сравнительно молодая ветвь биологической науки, хотя само слово «эко­логия» впервые было использовано немецким биологом Э. Гекке­лем еще в 1886 г.

Одним из основателей географии растений, учения о жизненных формах, землеве­дения и климатологии, что в сумме представляет основы эко­логии, был немецкий естество­испытатель Александр Гумбольдт (1769-1859). К числу первых экологов следует отнести и Ч Дар­вина. Кроме знаменитой теоре­тической работы «Происхожде­ние видов» (1859) у него име­ется ряд работ, посвященных изучению условий жизни орга­низмов. В ряду основателей экологии растений американский ботаник А. Грей (1810-1888), швейцарские ботаники де Кандоль: отец (1778-1841) и сын (1806-1903), немецкий ботаник А Энглер (1844-1930). Нельзя также не вспомнить Мебиуса, предложившего в 1877 г. термин «биоценоз», Среди первых значительных работ по становлению теоретических основ экологии и труд Элтона «An­imal ecology» (1927).

На западе еще в начале двадцатого века создаются Британское (1913) и Аме­риканское (1916) экологические общества. В это же время начи­нается выпуск специализированных журналов: «Journal of eco1ogy»(1913), «Ecology» (1920), «Eco1ogycal monographs» (1931) и др.

В нашей же стране только в 1970 г. АН СССР начинает издавать научный журнал «Эколо­гия». Но затем также начинается бурное развитие эко­логии и смежных с ней направлений науки.

^ ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОХИМИ

    Одними из первых предпосылок формирования экологической геохимии были работы В.И. Вернадского по геохимии биосферы. Открытые им законы и созданное учение о геосферах Земли, об эволюции биосферы явились мощным стимулом к дальнейшим исследованиям в этой области. Как известно, любая наука или научное направление возникают и развиваются как своеобразный отклик на те или иные проблемы и запросы человека. Экологическая геология и экологическая геохимия формируются как отклик на решение проблем экологического кризиса в литосфере, обострившегося к концу ХХ века. Примерно до 70 - 80-х годов двадцатого столетия об экологических проблемах литосферы вообще почти не упоминалось. Однако обозначившийся к этому времени глобальный экологический кризис стал ясно проявляться и в верхних горизонтах земной коры. В связи с этим и в геологии все больше начали уделять внимания экологическим проблемам.

Среди различных геологических наук (геодинамической геологии, исторической и региональной геологии, геологии полезных ископаемых, петрографии, минералогии, геофизики, геохимии, инженерной геологии, гидрогеологии и др.) ближе всего к решению возникших экологических проблем литосферы в это время оказалась инженерная геология - наука, изучающая (по определению И.В. Попова) свойства и динамику верхних горизонтов земной коры в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека. Инженерная геология как наука, появилась в разных странах лишь в 20 - 30-х годах этого века. На первых этапах инженерная геология в основном развивалась в связи с запросами строительства. Перед инженерами-геологами ставили задачи геологического обоснования тех или иных строительных проектов зданий, дорог, плотин, ГЭС, карьеров и других хозяйственных объектов. Однако с течением времени предмет исследований инженерной геологии все более и более расширялся.
    На начальных этапах своего развития инженерная геология часто выступала с позиций антропоцентризма, когда природные геологические и инженерно-геологические процессы рассматривали и изучали лишь с точки зрения их полезности (или вредности) человеку, его экономической выгоде. При этом главным было обеспечить устойчивость того или иного сооружения, пусть даже за счет потерь в экосистемах. С течением времени это положение хотя и медленно, но все же менялось.
    К концу 70-х годов в инженерной геологии уже разрабатывалось не просто геологическое обоснование инженерно-строительной деятельности, а такое обоснование, которое сводило бы к минимуму или исключало совсем негативные последствия инженерной деятельности человека в литосфере. Ту часть литосферы, которая находится (или будет находиться потенциально в будущем) под воздействием инженерно-хозяйственной (техногенной) деятельности человека, стали называть геологической средой, а перед инженерной геологией была поставлена новая проблема - разработка вопросов рационального использования и охраны геологической среды. С этого периода в инженерной геологии стали активно разрабатываться практические и теоретические вопросы, связанные с экологией верхних горизонтов литосферы. Этот раздел исследований даже получил название - инженерная геоэкология. Одновременно с этим процессом в науках не геологического профиля, главным образом в географии, формировалось новое междисциплинарное направление - геоэкология, изучающая вопросы экологии ландшафтов и различных геосфер Земли в их взаимосвязи [5].

Однако к 90-м годам двадцатого столетия стало ясно, что в рамках только инженерной геологии (или инженерной геоэкологии) не решить всех экологических проблем литосферы. Более того, к этому времени возникли такие научные направления, как экологическая геохимия (экогеохимия, занимающаяся прежде всего вопросами загрязнения литосферы и миграции в ней элементов с точки зрения их влияния на экосистемы), экологическая гидрогеология (экогидрогеология, изучающая вопросы загрязнения подземных вод и др.), экологическая геофизика (экогеофизика, изучающая физические поля литосферы Земли с точки зрения их влияния на экосистемы) и др. В настоящее время все эти направления объединяются в одно - экологическую геологию.

Необходимость рассмотрения, с точки зрения экологии, раз­личных геохимических процессов, протекающих в биосфере, при­вела к созданию науки «экологическая геохимия», Следует еще раз отметить, что ее возникновение стало возможным только благо­даря успехам в развитии таких наук, как геохимия ландшафта, биогеохимия, экологии, а также работам по изучению вторичных ге­охимических ореолов рассеяния месторождении полезных ископаемых.

Чрезвычайно большое влияние на ее становление оказали рабо­ты наших талантливейших современников М.А. Глазовской, В.В. Добровольского, А.Н. Перельмана по изучению геохимии ландшафтов. Основные положения геохимии ландшафта были сформулированы еще в 40-50-х годах двадцатого сто­летия в серии работ Б.Б. Полынова, а первое систематическое из­ложение геохимии ландшафта сделано А И. Перельманом в 1955 г. «(Очерки геохимии ландшафта»). С 1951 г. преподавание новой на­уки началось на географическом факультете МГУ.

Максимальное напряжение геохимических процессов, про­исходящих в ландшафтах, отмечается прежде всего в почвах. Начало становления но­вой науки - почвоведения - свя­зывaeтcя с именем проф. В.В.До­кучаева, который в 1879 г. возгла­вил кафедру минералогии и кри­сталлографии в Петербургском университете. Им в Таловском районе нашей области был организован биосферный заповедник «Камнная степь» Важные исследования, раз­вившие почвоведение, были сде­ланы учеными и других стран. В первую очередь это американ­ский почвовед Е.В.Гильгард (1883-1916); немецкие - Э.Ра­манн (1853-1926), англичанин Милн, австралийцы Дж. Прескотт, С. Стифенс и др. Очень быст­ро почвоведение, возникшее в конце прошлого века, получило ши­рокое развитие. Без него стали немыслимы развитие сельского хо­зяйства; экологии. Изучение геохимии почв стало необходимым для решения проблем охраны окружающей среды.

После основополагающих работ В.И. Вернадского было очень много сделано в развитии биогеохимии. Для установления закономерностей формирова­ния химического состава ор­ганизмов, особенно растений, большое значение имели ра­боты Е.Е. Бе­ляковой, А.А Беуса, АЛ.Ви­ноградова, Л.И. Грабовской, В.В. Добровольского, Э.Ф. Жба­нова, В.А 3агоскина.

С точки зрения методики геохимических исследований, для выявления закономерностей рассеяния и концентрации химических элементов, формирования на отдельных участках земной поверхности геохимических аномалий огромный вклад внесли советские геологи ученые и практики в период, начиная с 30гг и в последующем в связи с практикой поисков месторождений полезных ископае­мых по вторичным литохимическим, гидрогеохимическим и биогеохимическим ореолам. С помощью геохимических методов открываются большое количество месторождений на необъятных просторах Сибири и Казахстана. Публикуется ряд на­учных монографий и учебников (АА. Сауков, 1963Н.И. Сафронов, 1971; А.П Соловов, В.А Алексеенко, 1973, 1974;








Скачать файл (98.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru