Лаборатория геоморфологии

Раздел: Тематика исследований

вернуться в раздел

2.4. Экохимическая геоморфология

В русле идей, как Экологической геоморфологии, так и Эколого-литодинамического подхода к оценке состояния территорий, разработано, сформулировано и развивается новое направление в науке о рельефе и часть экологической геоморфологии - Экохимическая геоморфология.
Геоморфологические условия немало влияют на многогранный комплекс признаков качества жизни – опасность/безопасность, комфортность существования; санитария и гигиена; условия для творчества, лечения, отдыха, туризма и т.п. Учет данных условий немало определяет эффективность решений по управлению характеристиками среды. Комплексные оценки ее устойчивости, равно как и существующего и ожидаемого отклика на природное и антропогенное воздействие, должны руководствоваться не только традиционными геоморфологическими параметрами (геологическое строение и наличие линеаментов; динамика и направленность денудационно-аккумулятивных процессов; морфометрия, генезис; литологические характеристики, физико-механические свойства морфолитосистемы).
Необходимо учитывать возможные неблагоприятные токсикологические, патогенные и мутагенные последствия, в том числе и вторичные отклики от воздействия химически и биохимически измененной морфолитосистемы на здоровье человека, качество сопредельных сред, техническое и технологическое состояние антропогенных объектов (фундаментов зданий и сооружений, технических и транспортных средств, промышленно-хозяйственных коммуникаций, мест хранения продукции, полигонов утилизации отходов и др.).
Пристальное внимание, в этой связи, геоморфология должна уделять загрязнению земель – как накоплению или избыточной аккумуляции ингредиентов, не свойственных ранее данной территории или не характерных для содержания в таких количествах веществ (химических, обломочного материала и др.). Процесс во многом относится к разряду литодинамических, активно участвующих и в рельефообразовании. К нему можно отнести такие явления, как: заносимость судоходных фарватеров, аванпортов или автодорог; скопления отложений селевых потоков, отходов и токсикантов (тяжелых металлов и радионуклидов, диоксинов, пестицидов, онкопатогенных углеводородов и др.).
Анализ химических преобразований морфолитосистемы позволяет не только фиксировать трансформации элементного состава, объема и динамических характеристик техногенных литопотоков, обусловленных изменчивостью технологии эксплуатации антропогенных объектов, но диагностировать качество земель и наблюдать количественные стороны превращения освоенных территорий из одного в другое экологическое их состояние.
Выявление тенденций пространственно-временной изменчивости состояния среды для оценки качества жизни, включая экохимический и эколого-гигиенический аспекты – одна из фундаментальных задач наук о Земле, в т.ч. и для геоморфологии.
КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ НОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ ─ ХИМИЗМ МОРФОЛИТОСИСТЕМЫ. Под ним подразумевается комплекс химических свойств и характеристик, обменных процессов, определяющих баланс вещества в данном важнейшем компоненте ландшафта. В этом отношении, опираясь на суть задач диагностики географической среды, мы выделяем три ключевые проблемы. Изучения требуют: 1) химические и токсикологические характеристики, свойства пород и отложений; 2) обмен (метаболизм, литодинамика) и 3) баланс веществ. Первая из них позволяет судить о: а) приоритетных химических соединениях, формирующихся и накапливающихся в данных геоморфологических условиях; б) долгопериодных, сезонных и внутрисезонных изменениях химического комплекса пород и отложений; в) достижении экстремальных и фоновых (усредненных) уровней развития химических процессов в морфолитосистеме. Вторая касается ее «физиологии» и направлена на выявление: а) процессов, создающих химическую структуру; б) влияния исходных или приобретенных химических свойств морфолитосистемы на сопредельные среды и здоровье человека. Третья – тесно взаимосвязана с предыдущими проблемами, поскольку призвана оценить баланс химических веществ в органо-литогенной основе ландшафта.
Химизм морфолитосистемы во многом определяет санитарно- и эколого-гигиенический аспект состояния территорий. Накопление в грунтах, выполняющих определенные формы рельефа, тяжелых металлов, иных высокотоксичных веществ, обладающих способностью к кумуляции в организме, вызывает экологически (а в данном аспекте и геоморфологически !) обусловленные заболевания и микроэлементозы, выявляемые основным инструментом исследования и оценок – эколитодиагностикой.
Загрязнение земель, особенно морфолитосистемы, оказывает выраженное воздействие на формирование популяционного здоровья населения, что особенно ощутимо на городских территориях. В первую очередь данное неблагополучное их состояние сказывается на детях. Интенсивное накопление токсичных микроэлементов и других поллютантов происходит еще в плаценте. В результате, появляется комплекс нозологий: врожденные уродства, снижение иммунитета, развитие болезней с хронизацией патологического процесса, задержки умственного и физического развития. Вырастает поколение ослабленных людей, восприимчивых к инфекции, с высоким риском развития сердечнососудистых заболеваний и онкопатологий. Среди взрослого населения растет частота онкологических процессов, химической гиперчувствительности и скрытых хронических отравлений, вторичных иммунодефицитов, хронических заболеваний систем органов дыхания и кровообращения, болезней печени и крови, дистрофических процессов. Такое состояние городской среды вносит весомый вклад в развитие предболезненных и патологических состояний.
Участки загрязненного литосубстрата, в данном контексте, идентифицируются как геоморфологически проблемные, а зачастую и онкогеопатогенные зоны. Превышение уровня нормативных концентраций химических веществ в морфолитосистеме служит причиной вторичного загрязнения сопредельных сред (поверхностных и подземных вод, донных наносов водных объектов, атмосферного воздуха, биоты); снижает качество продуктов питания, а в конечном итоге – ухудшает здоровье человека.
Химизм морфолитосистемы, таким образом, – один из ведущих факторов формирования и развития многих процессов и явлений: рельефообразования, гигиенического качества субстрата для земледелия и его продуктов; вторичного воздействия грунтов на сопредельные среды и здоровье человека. Во многих случаях особенности распределения очагов концентрации химических веществ в грунте и депонирующих его свойств служат диагностическими признаками локализации геоморфологически обусловленных заболеваний и геопатогенных зон. Основной метод распознавания преобразований качества земель – Эколитодиагностика.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ ─ ЭКОХИМИЧЕСКОЙ ГЕОМОРФОЛОГИИ:
Новое в геоморфологии, в целом, и в экологической геоморфологии, в частности, направление – экохимическая геоморфология исследует взаимоотношения человека, техногенных объектов и биоты с морфолитосистемой, обладающей неоднородными, не только физико-механическими, но и химическими свойствами. Санитарно-химическое, эколого-гигиеническое, радиационно-экологическое и т.п. ее состояние существенно определяет качество среды жизни.
Цель – оценка текущего состояния и прогноз развития для корректировки, принятия решений по управлению качеством окружающей среды.
Предмет изучения – состояние и изменчивость химизма морфолитоситемы под влиянием природной и антропогенной деятельности – процесс; ответная реакция преобразованных ее свойств на здоровье населения и антропогенные объекты – отклик на эти воздействия.
Комплексный характер исследований определен пограничным местоположением предмета изучения, которое обусловливает тесную взаимосвязь процессов, протекающих в морфолитосистеме с таковыми – в атмосфере, поверхностной и подземной гидросфере, геологической среде, биосфере и антропосфере. Отсюда следует широкий диапазон объектов исследования – от состояния грунта как на локальном (элементы рельефа; улицы, кварталы городов и поселков; участки берегов и дна водных объектов), так региональном и глобальном уровнях.
Результаты такой оценки ориентированы на своевременную корректировку человеческой деятельности, упреждение негативных последствий воздействия антропогенных и природных факторов для обеспечения рационального природопользования.
Среди методов важное место занимает эколитодиагностика – распознавание эколого-гигиенического состояния земель, в первую очередь морфолитосистемы, на основе оценки и фиксирования энергомассопереноса (метаболизма) в зоне взаимодействия природных и техногенных факторов. Оценки опираются на закономерности литодинамики – перераспределение, рассеяние и накопление вещества литопотоков в биосфере.
К основным составляющим методологии относятся также, картографирование, моделирование и мониторинг. В исследованиях используются знания геоморфологии, геологии, геохимии, почвоведения, гидрологии, гидрогеологии. Широкое применение в оценках, помимо геологического и физико-географического инструментария, получает арсенал химических, токсикологических и медико-статистических методов исследования; приемы физиологии, гигиены, санитарии и проч. Оценки воздействия на сопредельные среды и здоровье человека химических веществ, избыточно или недостаточно накопленных в морфолитосистеме, регламентируют нормативные документы, экспертные и интегральные гигиенические показатели.
Исследования в этом направлении и оценки состояния среды жизни ведутся как на суше, так и в береговой зоне моря – на пространствах в разной мере освоенных земель. Разрабатываются и научно-методические приемы в области нормирования загрязнений как комплексом химических веществ, включая микроэлементы и углеводороды, имеющих гигиенически обоснованные пороговые уровни содержания, так и опасного токсиканта – ртути, по распределению ее термоформ в морфолитосистеме.
Помимо этого направления развивается и минерально-сырьевой аспект геоморфологических исследований – вопросы прибрежно-морского редкометалльного (титано-циркониевого) россыпеобразования.
На основе принципов экохимической геоморфологии в географическом центре Новой Москвы (г. Троицк) проведена комплексная оценка современного состояния городской среды по химическим, токсикологическим, микробиологическим и паразитологическим характеристикам морфолитосистемы, поверхностных и подземных вод питьевого назначения, атмосферного воздуха. Рекомендованы мероприятия для повышения уровня санитарно-эпидемиологической безопасности в городе.

Основные публикации:
1. Богданов Н.А., Чуйков Ю.С. Экологические последствия от изменений геоморфологических условий в Астраханском регионе // Геоморфология. – 2015. – № 2 – С. 38-41.
2. Богданов Н.А. Эколого-гигиеническое состояние урбанизированной территории в географическом центре Новой Москвы // Гигиена и санитария. – 2015. – Т. 94. – № 1. – С. 51-57.
3. Богданов Н.А. Экохимическая геоморфология – новое направление в науке о рельефе // Астраханский вестник экологического образования. – 2015. – № 2(32) – С. 36-53.
4. Богданов Н.А., Лихачева Э.А. Геохимические аспекты экологической геоморфологии // Проблемы региональной экологии – 2015. – № 6 – (в печати).
5. Богданов Н.А. Диагностика территорий по интегральным показателям химического загрязнения почв и грунтов // Гигиена и санитария. – 2014. – № 1. – С. 92–97.
6. Богданов Н.А., Лихачева Э.А. Химизм морфолитосистемы – важная основа экохимического направления в геоморфологии // Астраханский вестник экологического образования. – 2014. – № 1(27) – С. 47–57.
7. Богданов Н.А. Окружающая среда и здоровье населения в Большой Москве // Геориск. – 2013. – № 3. – С. 10–18.
8. Богданов Н.А., Чуйкова Л.Ю., Чуйков Ю.С., Шендо Г.Л., Рябикин В.Р. ГЕОЭКОЛОГИЯ ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ: Икрянинский район. М.: Медиа-ПРЕСС, 2013. 384 с.
9. Богданов Н.А., Пищулов С.А. Геотехсистема серохранилищ в составе Астраханского газового комплекса // Проблемы региональной экологии. – 2013. – № 2. – С. 5-12.
10. Богданов Н.А., Чуйкова Л.Ю., Чуйков Ю.С., Шендо Г.Л., Рябикин В.Р. ГЕОЭКОЛОГИЯ ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ: Лиманский район. ИГРАН, Нижневолжский экоцентр, ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Астраханской области», Эколого-аналитический центр. Астрахань: Нижневолжский экоцентр, 2012. 276 с.
11. Богданов Н.А. Анализ информативности интегральных показателей химического загрязнения почв при оценках состояния территорий // Гигиена и санитария. – 2012. – № 1. – С. 10-13.
12. Богданов Н.А. Динамика берегов Темрюкского залива и опасность загрязнения Азовского и Черного морей // Геоморфология. – 2012. – № 4. – С. 40-45.
13. Богданов Н.А., Миколаевская Е.Л., Морозова Л.Н., Чуйкова Л.Ю., Чуйков Ю.С. Санитарно-гигиеническое состояние территории Астрахани: химическое загрязнение. ИГРАН, Нижневолжский экоцентр, Эколого-аналитический центр. Астрахань: Нижневолжский экоцентр, 2011. 204 с.
14. Богданов Н.А., Бармин А.Н., Иолин М.М. Анализ микроэлементного состава почвогрунта при диагностике изменчивости состояния урбанизированных территорий // Проблемы региональной экологии. – 2011. – № 4. – С. 76-81.