Основи біогеохімії

Холестерин        0,14                                                                                                               0,09

 

Альфа-ХС           0,02*                   0,14                                        0,16

 

Бета-ЛП             0,17                 0,18                                                                                       0,10

 

 

Загальні ліпіди

Загальні білки

0,09 0,04*

0,10

Альбуміни 0,10

Глобуліни 0,01*

Альфа-1-Г 0,15 0,02

Альфа-2-Г 0,06 0,06 0,05

Бета-Г 0,07 0,01 0,15 0,01*

Сечовина 0,13 0,17 0,09 0,20

Тимолова

проба

0,15

Амілаза 0,03

Кальцій 0,02* 0,03*

АСТ 0,05

АЛТ 0,13

Лізоцим 0,06 0,14 0,04

ЦИК 0,07 0,08 lg M 0,19 0,06 0,05

Питома вага сечі0,040,03

Тромбоцити 0,04

АСЛ-00,01*

ІН 0,06

Індекс  ЦПС МП0,03*

В даній таблиці і далі приведені рівні взаємозв'язку між умовами перебування і фізіологічними параметрами за результатами  дисперсійного  аналізу.  Пропуск  значення  вказує  на  величину  довірливої  ймовірності  менш  80  %.  *  - достовірне розрізнення середніх для кожного рівня досліджуваного фактора за критерієм Дункана.

Порівняльний   аналіз  чутливості  фізіологічних   показників   до   антропогенних   факторів   показав,   що   найбільшою реактивністю володіють показники червоної (еритроцити, гемоглобін) і білої крові (сегментоядерні нейтрофіли, моноцити і лімфоцити), білкового обміну (альфа-2- і бета-глобуліни), фактори неспецифічного і імунного захисту (лізоцим, Ig M). Всі вони виявляли чутливість одночасно до декількох модальностей антропогенного впливу, що знаходиться у відповідності з уявленнями про неспецифічний механізм впливу на організм факторів низької інтенсивності. Кількісні зміни фізіологічних показників  в  цілому  відповідають  експериментальним  і  натуральним  спостереженням.  В  тому  числі,  для  пестицидів описана  антропогенна  роль,  зниження  кількості  еритроцитів  і  гемоглобіну,  вплив  на  імунітет.  Більш  високий  вміст гемоглобіну  виявлено в дітей, які проживають в зонах з підвищеною радіацією внаслідок Чорнобильської аварії.

Оцінка чутливості фізіологічних показників до антропогенних факторів в різних біогеохімічних регіонах

Техногенні  потоки  різних  забруднюючих  речовин  і  інтенсивна  хімізація  сільського  господарства  значно  змінюють природні біогеохімічні цикли елементів. Зміна біогеохімічної структури супроводжується різким посиленням міграційної здатності різних хімічних елементів, зростає їх часова і просторова варіабельність, відбувається надлишкова акумуляція, формуються нові технобіогеохімічні і агробіогеохімічні провінції.

В трансформованих біогеохімічних  провінціях  скорочується  тривалість  життя,  росте  рівень  інфекційних  та неінфекційних захворювань. Кількість попадаючих в організм  людини поллюатів і адаптаційна  стійкість в цих умовах в значній мірі залежить від природної стійкості біогеохімічних циклів, і меж їх гомеостатичного регулювання.

Отже, серед факторів, обумовлюючих фізіологічну гетерогенність популяцій, поряд з генотиповими властивостями організму, значна роль належить біогеохімічним умовам середовища перебування. Встановлений статистично достовірний взаємозв'язок показників білкового (ρ = 0,02 - 0,05) і ліпідного спектру крові (ρ = 0,05), неспецифічних факторів захисту (ρ

= 0,05), червоної (ρ =  0,01  -  0,08) і білої  крові (ρ  =  0,02) з належністю    до  біогеохімічного  регіону.  Кількісні  зміни характеризувались більш низьким вмістом холестерину (на 4,8 %) і глобулінів (на 4 %) і більш високим рівнем альбумінів в нечорноземному тайгово-лісовому і гірському регіонах (на 2,2 і 8,5 % відповідно) порівняно з чорноземним лісостеповим і степовим біогеохімічним регіоном і різнонаправленими змінами еритроцитів і гемоглобіну у дітей та дорослих.

Багатофункціональне використання грунтів

В багатьох країнах критичні концентрації для грунтів встановлюються з врахуванням їх використання (табл. 2.39).

 

Таблиця 2.39

Критичні концентрації важких металів при багатофункціональному використанні грунтів

Країна Критичні концентрації елементів, мг/кг

PbCdHgCuZnNiCr

Данія400,30,1301001050

Швеція30-0,2----

Фінляндія380,30,232904080

Голандія850,80,33614035100

Німеччина400,40,120601530

Швейцарія500,908502005075

Чехія700,40,47015060130

Росія3222,1551008590

Ірландія50115015030100

Канада250,50,130502020

Концентрації, показані в таблиці 2.39,  знаходяться в досить вузьких інтервалах, наприклад 25 - 100 для Pb, 0,3 - 2 для

 

Cd, 0,1 - 1,0 для Hg, 30 - 70 для Cu, 50-200 для Zn, 10 - 85 для Ni і 20 - 130 для Cr. Це вказує на вихідні екотоксикологічні підходи, які використовуються для встановлення критичних концентрацій в різних країнах.

Багатофункціональне використання вод

Гігієнічні стандарти для вмісту розчинених важких металів в поверхневих водах наведені в таблиці 2.40.

На відміну від відповідних даних для грунтів, спостерігається велика різниця значень в країнах, особливо, для Цинку і

Ніколу.

 

Таблиця 2.40

 

Критичні концентрації важких металів при багатофункціональному використанні поверхневих вод

Країна Критичні концентрації елементів, мкг/кг

PbCdHgCuZnNiCr

Швеція1,20,09-2,1991

Данія3,25-1211016010

Норвегія0,60,05-1,14,51,50,45

Англія10--51055

Голандія110,340,231,16,61,88,5

Німеччина510,1----

Чехія50511005015050

Росія1,050,01110101

Канада1,00,20,1230252

США3,21,10,011,211016011

ВОЗ1031--2050

 

Багатофункціональне використання грунтів

 

В ряді  країн  критичні  концентрації  важких  металів  встановлюються  в  залежності  від  виду  використання  земель. Приклад,  показаний  для  Німеччини,  характеризує  різкий  зріст  величин  критичних  концентрацій  при  переході  від множинного використання земель до індустріального (табл. 2.41).

 

Таблиця 2.41

Критичні концентрації важких металів як функція використання земель в Німеччині

Використання земель

 Критичні концентрації елементів, ppm

Pb Cd Hg Cu Zn Ni Cr

 Багатофункціональне 100 1 0,5 50 150 40 50

 

Дитячі майданчики 200 2 0,5 50 300 40 50

 

Дворові сади 300 2 2 50 300 80 100

 

С/г землі 500 2 10 50 300 100 200

 

Рекреаційні зони 500 4 5 200 1000 100 150

 

Промислові зоні 1000 10 10 300 1000 200 200

 

 

Біогеохімія є однією з важливих наукових і освітніх дисциплін.

Однією з ключових проблем біогеохімії є вивчення і кількісне прогнозування взаємодій між різними циклами. Широкий напрям досліджень може бути пов'язаний з оцінкою взаємодії біогеохімічних циклів Карбону і Нітрогену, особливо на глобальному рівні.

В даний час ще недостатньо зрозумілі і механізми біогеохімічного кругообігу різних елементів. Ми ще тільки починаємо розуміти  кількісні  і  якісні  аспекти  активної  фази  багатьох  складових  біосфери,  особливо  ґрунтового  органічної  і неорганічної речовини, яка має ключове значення в управлінні продуктивністю багатьох природних екосистем.

Оцінка взаємодій біогеохімічних циклів в прибережних наземних і водних екосистемах є ще одним  полем для майбутніх досліджень в біогеохімії. Необхідне застосування різних наукових підходів для розробки і застосування набагато більше екологічно   обґрунтованого   управління   потоками     поживних     речовин     мікроелементів   N,  P,  Si,  Ca    і багатьох мікроелементів,  для  запобігання  ефтрофування  поверхневих  прісноводних  і  приберегових  морських  вод  в  багатьох регіонах світу.

Більшість змін в біогеохімічних циклах різних елементів відбуваються у вузьких пограничних зонах між природними і антропогенними екосистемами. Ці території можна розглядати як своєрідні біогеохімічні бар'єри, які змінюють міграційні потоки і в кінцевому рахунку визначають загальну біогеохімічну структуру ландшафтів. В якості узагальнених прикладів можна  привести  пограничні  зони  між  сільськогосподарськими  і  природними  екосистемами,  міськими  і сільськогосподарськими і т.д. Відома екологічна ідея екотону або "кутка як фільтра", може бути згадана для розуміння граничних умов в поєднанні з їх біогеохімічною структурою. Можна припустити поняття біогеохімічного екотону для характеристики цих територій.

Біогеохімія людини також є направленням сучасної біогеохімії, яке швидко розвивається.  Це направлення  має своєю метою  вивчення  кількісних  аспектів  міграції  хімічних  сполук  по  біогеохімічним  ланцюгам  травлення  в  природних  і техногенних біогеохімічних провінціях, і їх зв'язок зі здоров'ям людини.

Біогеохімічне картографування в локальному, регіональному і глобальному масштабах є ще одним напрямом сучасних досліджень в біогеохімії.

Розвиток біогеохімічних норм і стандартів є новим способом екологічного нормування, який вже активно проявляється.

До числа таких стандартів відносяться критичні навантаження різних поллюантів на наземні і водні екосистеми.

Можна ідентифікувати ще однин напрямок майбутніх наукових робіт в біогеохімії. Необхідно переглянути відомий біогеохімічний постулат, згідно якого активний вплив біоти на геохімічне середовище  і адаптація самої біоти з появою нових видів відбувається дуже повільно,  протягом цілих епох. Поява нових видів зі специфічними характеристиками і специфічними  потребами  в  середовищі  перебування  може  значно  швидше  змінювати  природні   біогеохімічні  цикли багатьох елементів. З іншої сторони, оточуюче середовище керує еволюцією живих організмів, в тому числі і генетично модифікованих, і це  передбачає необхідність тісних взаємозв'язків між біогеотехнологією і біогеохімією.

 

 

1. Основні еколого-біохімічні проблеми сучасності.

2. Основні напрямки розвитку сучасної біогеохімії.

3. Основи біогеохімії оточуючого середовища.

4. Біогеохімічні цикли Карбону.

5. Біогеохімічні цикли Нітрогену.

6. Біогеохімічні цикли Сульфуру.

7. Біогеохімічні цикли Фосфору.

8.  Біогеохімічні цикли Кальцію.