1. Содержание и задачи геохимических исследований. Распространение в окружающей среде отходов производственной деятельности и средств химизации приводит к образованиютехногенных потоков веществ, которые в сравнении со средним составом природных экосистем отличаются высокой степенью концентрации различных сочетаний химических элементов. Особоеместо среди этих элементов занимают редкие (литий, бериллий, цирконий, ртуть, кадмий, сурьма и др.), которые весьма токсичныдля живых организмов.

Геохимические методы изучают распространение химическихэлементов или их соединений в горных породах, почвах, водах, атмосфере и растительности.

Основными задачами исследований являются:

⎯ определение степени загрязненности и запыленности приповерхностной атмосферы;

⎯ выявление закономерностей распространения в почвахи породах зоны аэрации тяжелых металлов, пестицидов, гербицидов, нефтепродуктов и других загрязняющих веществ;

⎯ изучение особенностей и распространения загрязняющихвеществ в донных осадках, поверхностных водотоках и водоемах;

⎯ определение концентрации тяжелых металлов в растенияхи их сообществах с целью выявления фитоиндикаторов загрязнениягеологической среды;

⎯ определение взаимосвязи загрязнения почв, пород зоныаэрации с загрязнением подземных вод, а также взаимоотношениезагрязнения донных отложений и поверхностных вод.

Геохимические исследования проводятся путем систематического опробования приповерхностной атмосферы, почв, пород зоны аэрации, донных отложений, растительности, подземных и поверхностных вод. Опробование может носить одноразовый характер, а также осуществляться в системе мониторинга. В последнемслучае предварительно необходимо обосновать место отбора проб, то есть разработать схему расположения сети режимных наблюдений мониторинга. Критерии выбора сети наблюдений определяются в каждом конкретном случае исходя из регионально-геологических, зонально-климатических и техногенных условийизучаемой территории.

2. Основные группы геохимических методов. Геохимические методы подразделяются на следующие группы:

⎯газогеохимические методы, когда исследуется атмосферный воздух на предмет определения в нем содержания газов, паровметаллов и различных химических веществ;

⎯гидрогеохимические методы, когда исследуется участиеповерхностных и подземных вод, а также техногенных стоков в миграции химических элементов и их соединений (к этой же категории можно отнести морскую геохимию, изучающую химическийсостав морской воды и процессы загрязнения морей, особеннов прибрежных частях и на континентальном шельфе);

⎯литогеохимические методы, исследующие процессы формирования естественных и техногенных ореолов и потоков рассеяния химических элементов в почвах и горных породах.

Основным методом геохимических исследований являетсягеохимическое картирование, в основу которого положено:

⎯ комплексное пространственное изучение рассеяния химических элементов от их источников во всех компонентах биосферы: миграционных (вода и воздух); депонирующих (горные породы,донные отложения, почвы, растительность, живые организмы);

⎯ использование высокочувствительных методов экспрессного многокомпонентного спектрального анализа, позволяющего на значительных выборках исследовать максимально широкую ассоциацию химических элементов;

⎯ прослеживание геохимических взаимосвязей между компонентами биосферы и условиями концентрации в них химическихэлементов.

Результаты геохимического картирования позволяют изучить закономерности распределения и миграции загрязнителей атмосферы, выявить ореолы их рассеяния, таким образом создать оптимальную сеть стационарных наблюдений.

Основными направлениями геохимического картирования природных сред являются:

⎯ выявление и комплексная характеристика источников загрязнения биосферы (экосистем) химическими элементами;

⎯ прослеживание потоков химических элементов по всемвозможным каналам их миграции, оконтуривание вдоль этих каналов зон их возможного влияния на живые организмы;

основные задачи - геохимическая инвентаризация биосферы, выявление участков депонирования загрязнителей;

⎯ биогеохимическая оценка миграции и концентрации химических элементов (загрязнителей) живыми организмами как непосредственно в зонах загрязнения, так и с учетом движения загрязнителей по трофическим цепям (исследования должны увязыватьсяс медико-биологическими);

⎯ выявление динамики загрязнения биосферы, скоростии объемов поступления загрязнителей в компоненты — накопители; установление особенностей минералого-геохимических преобразований при концентрировании, определение скорости выведенияи дальнейшей миграции химических элементов.

Основная задача этого направления — получение материалов прогнозного характера. При проведении геохимических исследований загрязненияокружающей среды химическими элементами выделяют три основных этапа, различающихся решаемыми задачами и методами:

⎯подготовительный — рекогносцировочные исследованиягеохимических особенностей состояния окружающей среды (рекогносцировочные геохимические работы);

⎯основной — выделение и оконтуривание на местноститехногенных ореолов рассеяния (геохимическое картирование);

⎯завершающий — детальные геохимические и биогеохимические исследования аномалий (детальные эколого-геохимическиеисследования).

Важнейшей частью геохимических исследований этапа является опробование основных компонентов природных сред фоновыхгеохимических ландшафтов: почв, растительного покрова, природных вод, атмосферы и т.д.

3. Содержание и задачи геофизических методов исследования. Геофизические методы изучают распределение естественных или искусственно созданных физических полей — гравитационного, магнитного, электромагнитного, радиоактивного, теплового и других. Современная геофизическая аппаратура обладает очень высокой точностью измерений, благодаря чему обеспечивает возможность выявить и проследить даже слабые изменения полей, соответствующие небольшим изменениям некоторых свойств изучаемых объектов.

Благодаря большому разнообразию методов, методик и модификаций, соответствующей оснащенности современной аппаратурой и широкому спектру применения — на суше, в горных выработках, с самолетов и на кораблях — геофизические методы позволяют решать многочисленные геоэкологические задачи — от локальных до глобальных.

При изучении загрязнения подземных вод, картированиифильтрационных потоков на больших глубинах, при оценке устойчивости зданий и сооружений в криолитозоне положительные результаты получены с помощью электроразведочных методов. Радиоволновой метод показал высокую эффективность по выявлениюи оконтуриванию источников нефтяных загрязнений грунтов и подземных вод, при поисках и съемке карстово-суффозионных провалов и др. Хорошо зарекомендовали себя сейсмоакустические методы при изучении геокриологических условий и картировании подземных льдов. Гравиметрические методы успешно использовалисьдля локализации мест проявления карстовых процессов а также для прослеживания активных разрывныхнарушений.

4. Основные геофизические методы изучения природной среды. Ведущим геофизическим методом при поисках захороненийбоеприпасов времен Второй мировой войны и других объектов (затонувшие суда, самолеты, проложенные по дну трубопроводы и кабели, многие из которых находятся под слоем осадков) являетсямагнитная съемка. Большой эффективностью обладают комплексные геофизические исследования. Изучение геологического разреза и древних тектонических нарушенийпроводилось с помощь сейсмического профилирования. Электроразведка позволила установить распределение глин по разрезуи в плане акватории. Сейсмоакустические и электроразведочныеметоды установили геометрию донных отложений, карстовосуффозионные процессы и новейшие тектонические движения. Измерение быстротекущих процессов — изменение минерализацииводы, температуры, режима водообмена — осуществлялись методами резистивиметрии и естественного электрического поля. Для проведения многоцелевых исследований на акваториях создан компьютерный комплекс с его математическим обеспечением, способный работать с движущегося судна.

Геофизические наблюдения обладают способностью контролировать поведение ситемы «объект-среда». Наиболее эффективным является комплексирование различных геофизических методов с регистрацией в зоне объекта сейсмических волновых полей, медленных движений, вариаций метеопараметров (давления, температуры и др.), параметровгидрогеологического режима. В будущем система геофизическогоконтроля может быть дополнена регистрацией электрических, магнитных и электромагнитных полей Земли и атмосферы. Основнаяи задача геофизического контроля — выработка критериев, позволяющих принять правильное решение и подать сигнал, предупреждающий о критическом состоянии объекта или окружающей среды.

Большое будущее своей науки геофизики видят в изучениисвязи физических полей (особенно электромагнитных) со многимипланетарными явлениями, такими как геодинамический режим планеты, землетрясения, погода, биоритмика живых организмови самочувствие людей. Особое место в ряду геофизических методов занимают радиометрические (радиоактивные) методы, основанные на выявлении и изучении радиоактивности различных объектов.