Современные представления о биогеохимии

Учебные материалы по биологии / Биогеохимия: история и современность / Современные представления о биогеохимии

Страница 5

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 включают в себя идентификацию геоботанических зон, где растения и их метаболиты и экссудаты содержат повышенные количества тех или иных рудных металлов. Площади с повышенным содержанием металлов в растениях и верхних почвенных слоях представляют биогеохимические аномалии и предполагают наличие руд на глубине. Этот метод стали использовать в геологоразведке в СССР в 1930 годах. Сподвижник В.И. Вернадского А.П. Виноградов был в числе первых, кто его использовал. В 50-60-х годах XX в. такие работы в Швеции и Финляндии проводились Н. Брундином. В дальнейшем биогеохимические методы поиска полезных ископаемых стали развиваться в Канаде, Австралии, Новой Зеландии, Индонезии, Шри Ланке, Гвинее и других странах /3, 15/.

Вторым важным направлением в применении биогеохимических исследований является геохимическая экология, изучающая биогеохимические аномалии, в которых наблюдается дефицитное или избыточное содержание жизненно важных элементов в пищевых цепях, приводящее к нарушениям здоровья животных и проживающего населения. Ученый В.В. Ковальский в своих работах показал, что продуктивность скота коррелирует с содержанием в кормах бора, кобальта, меди, молибдена, селена и ряда других элементов. Аналогичные исследования были проведены учеными в США (J. Webb, 1964, 1966), в Англии и Ирландии (R. Ebens, 1973).

Установлено, что содержание микроэлементов в местных питьевых водах и продуктах питания влияет на здоровье проживающих людей. Такие исследования были проведены в Канаде (Warren, 1961), США (Shakklette, 1970) и Финляндии (Salmi, 1963). С 1950 г. эти биогеохимические подходы развивались в России (СССР) под руководством В.А. Ковды и Н.Г. Зырина. В начале 80-х годов была опубликована монография А.Л. Ковалевского «Биогеохимия растений», в которой рассмотрен химический состав многих растений в зонах геохимических аномалий. Эти данные важны как для поиска рудных тел, так и для понимания биогеохимических механизмов миграции элементов по пищевым цепям. В 1993 г. автором с соавторами в книге «Биогеохимические основы экологического нормирования» были обсуждены проблемы экологического нормирования с биогеохимических и физиологических позиций.

Важным направлением прикладной биогеохимии являются также исследования в области микробной биогеохимии, направленные на повышение нефтеотдачи скважин, предотвращение метанообразования в шахтах и микробную экстракцию металлов из геологических пород (биометаллургия). В данной области известны работы М.В. Иванова и его учеников: А.Ю. Леин, С.С. Беляева, В.Ф. Гальченко и др.

Знаменитый немецкий биогеохимик Э. Дегенс в книге «Перспективы в биогеохимии» (1989) представил оригинальное, последовательное историческое описание различных научных школ в биогеохимии и особенно в изучении биогеохимических циклов. Первое место в описании занимает русская школа с именами таких известных ученых, как В.И. Вернадский, А.П. Ферсман, М.М. Кононова, А.Опарин и А.В. Ронов, которые более 70 лет назад распознали значимость биогеохимических процессов в экзогенном круговороте веществ. Второй следует немецкая школа с наиболее известными именами: В.М. Голдшмидт, Р. Бринкманн и А. Трейбс. Цалее британская и американская школы: ученые Г. Хатчинсон, ГГ. Полинг, Г. Бриндли и Дж. Бернал.