Биогеохимия: история и современность
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
?ом уровне в форме регулярных международных конференций: International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements - ICOBTE. Первая конференция ICOBTE состоялась в г. Орландо (США) в 1990 г., вторая - в Тайбее (Тайвань) в 1994 г., третья - в Париже (Франция) в 1995 г., четвертая - в г. Беркли (США) в 1997 г., пятая - в Вене (Австрия) в 1999 г., шестая - в г. Гуэлф (Канада) в 2001 г., седьмая предполагается в г. Упсала (Швеция) в 2003 г. /7, 18/.
Следует обратить особое внимание на актуальность преподавания основ биогеохимии для подготовки специалистов естественного профиля в высшей школе. Знание теоретических основ биогеохимии необходимо для предотвращения экологически негативных последствий хозяйственной деятельности людей и нейтрализации уже возникших экологических обострений.
Биогеохимия микроэлементов эволюционировала после образования геохимических школ, основанных Ф. У. Кларком, В. И. Вернадским, А. Е. Ферсманом, В. М. Гольдшмидтом и Г. С. Вашингтоном. В настоящее время биогеохимия тесно связана с экологией, потому что химические процессы определяют химическое загрязнение Земли. Таким образом, новое направление - биогеохимическая экология - стало центральной темой многих других дисциплин. Несмотря на огромный вклад биогеохимиков в понимание законов, которые контролируют основные процессы в окружающей среде, некоторые области все еще открыты для дальнейшего изучения:
а)баланс и циклы микроэлементов и радионуклидов в специфических биогеохимических условиях;
б)распределение (формы нахождения) элементов в почвах, почвенном растворе и других средах;
в)переход микроэлементов из почвы в растения;
г)риск для здоровья людей, вызванный микроэлементным дисбалансом в окружающей среде;
д)изучение генов гипераккумуляции и транспорта микроэлементов в растениях;
е)оценка состояния и ремедиация загрязненных земель, предотвращение загрязнения;
ж)естественные процессы, приводящие к самоочистке экосистемы.
Состояние окружающей среды и здоровье населения зависят от подвижности и биодоступности некоторых микроэлементов. Поэтому поведение микроэлементов в экосистемах является приоритетной проблемой современных биогеохимических исследований /11, 15/.
Методологически биогеохимические подходы тесно переплетаются с геохимическими, особенно теми, что используются в органической геохимии. Обе дисциплины изучают распределение химических элементов в пространстве и во времени, включая возникновение элементов в различных условиях, их трансформацию, миграцию и рассеивание. Идеи В.И. Вернадского о планетарной роли живого вещества были положены в основу геохимической теории формирования горючих ископаемых.
Биогеохимия тесно переплетена с другими науками о Земле, особенно изучающими состав геологических пород, минералов, природных вод и газов, а также с биологическими науками, исследующими взаимосвязи между организмами и средой их обитания, например экологией. При изучении экосистем основное внимание уделяется массообмену и миграции элементов в биогеохимических пищевых цепях. Известными исследователями в области биогеохимии океана являются А.П. Лисицын и Е.А. Романкевич /3,14/.
Принципы биогеохимии нашли широкое применение и в микробиологии. Состав микроорганизмов и среды тесно взаимозависим, поэтому биогеохимические исследования широко используются многими микробиологами. Бактериальная биогеохимия служит наглядным примером применения биогеохимических подходов для оценки воздействия бактерий на состав атмосферы, природных вод и почв, процессы миграции и глобальные биогеохимические циклы различных элементов Принципы биогеохимии интенсивно развивались в науках о почвах и ландшафтах. Широко известны работы Б.Б. Полынова (1877-1952), основателя геохимии ландшафтов. Его последователи: В.А. Ковда, Б.Г. Розанов, А.И. Перельман, М.А. Глазовская, В.В. Добровольский и др. - обусловили дальнейший прогресс биогеохимии. А.И. Перельман внес большой вклад в понимание геохимии биосферы. В его книгах дано детальное описание биогеохимических условий в различных регионах Земли, им разработана биогеохимическая классификация ландшафтов. В книге В.А. Ковды Биогеохимия почвенного покрова (1985 г.) описаны многие вопросы миграции и трансформации элементов в почвах, особое внимание уделено биогеохимии кремния. В работе Б.Г. Розанова Учение об окружающей среде (1984 г.) дано систематическое описание биогеохимических подходов в почвенных исследованиях. В.В. Добровольский в книге Biogeochemistry of the Worlds Land (1994 г.) показал, что наземные биогеохимические процессы очень обширны и играют важнейшую роль в поддержании динамического равновесия всей биосферы. В то же время именно эти процессы подвержены наибольшей трансформации и деградации вследствие интенсивного антропогенного воздействия; их сохранение будет чрезвычайно важным для устойчивого развития планеты в целом. В связи с этим большой интерес представляют работы М.А. Глазовской по биогеохимии техногенеза (1970-2000 гг.).
Практическое приложение биогеохимических идей и методов развивается в геологии, геохимической экологии и биотехнологии. Среди этих направлений наибольшее развитие получили:
- применение биогеохимических методов при поиске полезных ископаемых;
- количественная характеристика геохимических условий для оценки здоровья животных и человека;
- применение биогеохимических стандартов для минимизации антропогенного воздействия на окружающую среду.
Биогеохимические методы поисков рудных тел включ