Взаимосвязь экологической геологии с естественными науками Структура экологической геологии

Глава 1. История становления экологической геохимии как научной дисциплины
Практически все научные дисциплины развиваются двумя путями: путем формулирования общих законов и (или) используя идиографический подход, оперирующий описанием нестандартных, уникальных, ситуаций безотносительно к общим законам.
Проблема загрязнения окружающей среды выявилась не как теоретическое обобщение, а как практическая задача, вызванная многочисленными отрицательными реакциями в различных областях человеческой жизни и производства. Вследствие этого, новая дисциплина, занимающаяся изучением геохимического преобразования биосферы человеческой деятельностью и называемая в настоящее время экологической геохимией, в значительной степени развивалась как прикладная наука, направленная на констатацию факта техногенного загрязнения химическими элементами компонентов окружающей среды и описание объектов и ситуаций, где данное загрязнение наиболее ярко проявилось (территории горнорудных предприятий, урбо- и агроландшафты).
Рассмотрение проблемы загрязнения окружающей среды, которое является лимитирующим фактором развития человечества (химические элементы, среди которых наибольшей потенциальной экологической опасностью обладают тяжелые металлы, воздействуют на важнейшие функции живых организмов и обладают отдаленными эффектами ), требовало, в первую очередь, наличия объективной информации для установления приоритетного ряда источников вредных воздействий и получения пространственной картины распределения последних. Поскольку новая дисциплина начала формироваться в рамках цикла геохимических наук, важнейшее значение в решении поставленной практической задачи – изучении загрязнения окружающей среды и оценки экологического состояния различных территорий – естественным образом приобрели методы прикладной геохимии.
В России (бывшем СССР) приоритет в использовании этих методов в данной области исследований принадлежит Институту минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ). В 1976 г. здесь начались планомерные геохимические исследования окружающей среды в связи с ее преобразованием техногенезом, получившие название «эколого-геохимических исследований».
Становление данных исследований именно в ИМГРЭ было не случайным, а закономерным явлением. Одним из важнейших направлений исследований научного коллектива ИМГРЭ было и продолжает оставаться изучение процессов рудообразования и преобразования месторождений полезных ископаемых с точки зрения разработки научной базы геохимических методов их поисков. В основе последних лежит концепция, рассматривающая процесс образования рудных месторождений как единственно возможный переход химических элементов от их изначально рассеянного состояния к концентрированному, с обязательной дифференциацией вещества и образованием вследствие этого первичных геохимических ореолов. В свою очередь, разрушение месторождений и их первичных ореолов является единственно возможным обратным процессом (дифференцированным переходом от концентрирования к рассеянию), ведущим к возникновению вторичных ореолов и потоков рассеяния.
Накопление химических элементов и их поступление в объекты окружающей среды являются результатом производственной и сельскохозяйственной деятельности человека. Дальнейшее распределение химических элементов от техногенных источников приводит к образованию в окружающей среде геохимических аномалий (зон техногенного загрязнения), являющихся своеобразными аналогами вторичных ореолов и потоков рассеяния вблизи рудных месторождений. Характеристики “антропогенных” ореолов и потоков рассеяния (по ) – состав, степень концентрации, формы нахождения элементов, интенсивность биологического поглощения – определяют качество окружающей среды. Поэтому можно говорить, что концепция, лежащая в основе геохимических методов поисков месторождений полезных ископаемых, является, по сути, базисом применения геохимических методов (картирование) для изучения техногенного загрязнения, т.е. проведения эколого-геохимических исследований.
Первый опыт подобных исследований был реализован в пределах Московской агломерации. Важным итогом этих работ было составление первой эколого-геохимической карты г. Москвы. Начиная с середины 1980-х гг. область проведения эколого-геохимических исследований заметно расширилась. Они выполнялись в промышленно-урбанизированных и сельскохозяйственных районах Армении, Украины, Казахстана, Латвии, Литвы, Эстонии, в городах и районах Архангельской, Брянской, Курской, Московской, Рязанской, Самарской, Саратовской, Тверской, Ярославской областей, в Краснодарском и Ставропольском краях, в Кабардино-Балкарии, Карачаево-Черкесии, Мордовии, Северной Осетии, Удмуртии.
Проведение эколого-геохимических исследований силами ИМГРЭ стало возможным, поскольку в составе Института были созданы специализированные эколого-геохимические научно-методические и научно-производственные подразделения. Так, в 1981 г. существовавший ранее (с 1977 г.) сектор геохимии охраны окружающей среды был преобразован в отдел экологической геохимии, затем (в 1987 г.) ставший лабораторией экологической геохимии. Научное руководство эколого-геохимическими работами ИМГРЭ долгое время (до 1988 г.) осуществлялось Ю.Е. Саетом, большой вклад в оформление указанных структур внесли руководители ИМГРЭ и его опытно-методических экспедиций, прежде всего Л.Н. Овчинников и Э.К. Буренков.
Комплексные исследования, охватывающие все компоненты окружающей среды, выполняемые с 1984-1986 гг. сотрудниками Института (среди которых ­– Е.П. Янин, Л.Н. Алексинская, И.Л. Башаркевич, А.А. Волох, Н.И. Несвижская, Б. А. Ревич, Н.Я. Трефилова и др.), позволили установить важнейшие геохимические особенности техногенного преобразования и разработать методические основы изучения загрязнения и оценки состояния окружающей среды.
Многолетние прикладные геохимические исследования окружающей среды в различных антропогенных ландшафтах, проводимые ИМГРЭ, легли в основу изданной в 1990 г. монографии «Геохимия окружающей среды», где впервые была сделана попытка обобщения материалов по особенностям образования, состава и морфологии техногенных и антропогенных геохимических ореолов и потоков рассеяния в окружающей среде, а также по методам их выявления и оценки для разработки практических мероприятий, направленных на ликвидацию, уменьшение и предотвращение негативных воздействий .
Можно говорить, что в данной монографии были систематизированы основные научно-методические итоги начального этапа развития эколого-геохимических исследований – этапа преимущественно накопления научных фактов ; обоснованы и показаны возможности геохимических методов при изучении и оценке состояния окружающей среды, приведен эколого-геохимический анализ техногенной миграции химических элементов, описаны и количественно оценены основные источники загрязнения окружающей среды, миграционные цепи распространения загрязнителей в природных системах, а также рассмотрены принципы, методы и результаты биогеохимической и геогигиенической оценок отрицательных последствий техногенного загрязнения окружающей среды для здоровья человека .
Накопление научных фактов – закономерный этап развития любой науки, которая «фактически всегда развивается раньше своей методологии интуитивным применением правильных, но еще не осознанных методов, изобретаемых по мере надобности в течение работы». Однако, наука представляет собой не простое собрание установленных фактов; знания превращаются в научные, когда целенаправленное собирание фактов, их описание и обобщение доводится до уровня их включения в систему понятий, в состав теории.
В настоящее время экологической геохимии* уже стали присущи три основных признака, определяющих существование самостоятельной научной дисциплины: наличие собственного предмета исследований, соответствующей методики исследований и специальной терминологии. Поэтому можно говорить о том, что сейчас осуществляется переход к новому этапу развития, когда основное внимание будет направлено на систематизацию концептуальных основ и формулировку парадигмы (сути, главного объекта, метода и понятийного аппарата) экологической геохимии, на создание ее научного аппарата.
Работы, в которых проводится систематизация и формулирование концептуальных основ экологической геохимии, в настоящее время уже существуют. Особенно хотелось бы отметить публикации Е.П. Янина, касающиеся принципов и методических основ эколого-геохимических исследований. Благодаря этим работам, а также разработкам Ю.Е. Саета, Б.А. Ревича и некоторых других исследователей, можно сформулировать содержание, объект, предмет и методы экологической геохимии, ее цели и задачи в изучении воздействия на окружающую среду, основные термины и понятия, т.е. то, что определяет системность научного познания и придает развивающейся научной дисциплине самостоятельность и индивидуальность.