Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Проведено экспедиционное исследование модельных полигонов в речных бассейнах Европейской территории России (Дон), Сибири (Селенга) и Дальнего Востока (реки Камчатки). Изучена катенарная ландшафтно-геохимическая дифференциация 12 ключевых участков, 9 из которых расположены в монгольской части бассейна Селенги. Отобрано более 500 проб почв, горных пород, донных отложений, речных вод и взвешенных наносов. В дельте Дона изучались геохимические потоки тяжелых металлов, где выполнен комплекс определений различных форм тяжелых металлов в воде, взвешенном веществе и донных отложениях, измерены расходы воды в рукавах дельты Каланча, Старый Дон, Мертвый Донец и более мелких протоках. Исследованы особенности изменения ионно-солевого состава рек Камчатки в связи с размывом рыхлых пирокластических отложений, выщелачиванием эффузивных пород, растворением тонкодисперсных пеплов, поступлением термальных растворов. Разработана база данных, которая включает гидрологическую и геохимическую информацию по бассейну Селенги. На основе информации из базы данных получена количественная оценка соотношения взвешенных и растворенных форм миграции химических элементов в различных частях речного бассейна. Установлено, анионогенные элементы (B, Mo, As, Cr и др.) мигрируют преимущественно в растворенной форме, а катионогенные (Fe, Co, Ni, Cu и др.) – во взвешенной. Изучение миграции полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и твердофазных продуктов почвообразования как их потенциальных носителей проводилось в Тверской и Белгородской областях. Определено суммарное содержание ПАУ и их состав в разных геохимических позициях. С помощью метода магнитного трассера получены оценки скорости миграции твердофазных продуктов почвообразования на склонах. Выявлено высокое сходство в форме кривых латерального распределения ПАУ и миграции твердофазного вещества почв. Максимум содержания отмечен в почвах автономного ландшафта; на склоне содержание ПАУ уменьшается до 2-20 раз, что обусловлено темпами миграции твердофазных продуктов почвообразования. При исследовании погребенных почв Ростовской области выявлено накопление ПАУ в ряду почв увеличивающегося возраста, что может быть связано с усилением локального загрязнения в связи с освоенностью территории. Минимальные суммарные концентрации ПАУ отмечаются в почвах IV тыс. до н.э., они возрастают в почвах, погребенных III тыс. до н.э., и в современных солонцах достигают максимума. И погребенные, и современные почвы имеют элювиально-иллювиальное распределение и отчетливый максимум ПАУ в солонцовых горизонтах, который связан с перемещением ПАУ в сорбированном состоянии вместе с илистыми частицами в ходе солонцового процесса. Наибольшая выраженность солонцового процесса отмечалась в современных почвах и почвах, погребенных III тыс. до н.э., в этих же профилях контрастность распределения ПАУ была максимальной. Погребенные почвы Волгоградской области обладают лучшими сорбирующими свойствами, поэтому горизонты А1 в них содержат большие количества ПАУ. По составу преобладают легкие соединения нафталинового и фенантреного ряда. Современные процессы миграции рассмотрены на примере пост-пирогенных серогумусовых почв г. Тольятти. Установлено, что ПАУ перемещаются в результате пост-пирогенной эрозии спустя несколько лет после пожара. Максимальные объемы перемещения ПАУ выявлены для 2-3-ядерных ПАУ; 6-7-ядерные бенз(а)пирен и бенз(ghi)перилен обнаружены только в почвах элювиальной позиции, их перенос в почвы подчиненных ландшафтов не был выявлен. Установлены изотопные значения в пластовых льдах разных типов, отобранных на Ямале. В коричневом неслоистом льду значения δD варьируют от –147,62 до –155,57‰, значения δ18О – от –19,11 до –20,55‰, в белом горизонтально-слоистом льду значения δD варьируют от –107,1 до –119,8‰, значения δ18О – от –15,73 до –16,06‰, а в коричневом, вертикально-слоистом льду отмечены экстремально низкие значения δD – от –194,5 до –199,7‰, а значения δ18О – от δ18О от –25,33 до –26,48‰. Существенная дифференциация изотопного состава является следствием криогенного фракционирования в промерзающей толще. В районе Холоднинского месторождения максимальное содержание большинства химических элементов наблюдается в штольневых ручьях (366 и 281 мг/л), и непосредственно в месте впадения одного из них в р. Холодная (304 мг/л). Обогащение подземных вод рудными и сопутствующими элементами происходит за счёт окисления сульфидов металлов (пирита FeS, галенита PbS, сфалерита ZnS, и др.) кислородом воздуха при участии воды. Получены значения изотопно-кислородного и дейтериевого состава поверхностных вод в 28 образцах Холоднинского месторождения (значения δ18О варьируют от –10,76 до – 20,73‰, δD варьирует от –103 до –154‰). Выполнено определение изотопного состава углерода и кислорода в образцах различных видов педогенных карбонатов, отобранных в Северо-Минусинской котловине, Хакасия. Значения δ13С варьируют от –1,6 до –10,57‰, а значения δ18О – от 16,8 до 23,3‰. Был определен изотопный состав углерода торфа бугристых мерзлотных ландшафтов Европейского Севера. Диапазон значений δ13C между вершинами бугров пучения и межбугровыми понижениями составил 4,6‰ (от −24.6 to −29.2‰). Впервые составлена комплексная карта ландшафтно-функционального зонирования территории г. Улан-Батора, которая отражает 4 группы факторов, влияющих на миграцию и аккумуляцию ТМ: геолого-геоморфологические, ландшафтно-геохимические, климатические и социально-экономические. В результате наложения антропогенных процессов на исходную природную структуру территории в пределах города в настоящее время сформировались 20 типов ландшафтно-функциональных зон. Достаточно четко различаются таежные, степные и долинные ландшафтные комплексы, претерпевшие изменения в соответствии с их функциональным использованием: в долине р. Толы сформировался промышленно-транспортно-селитебный городской центр, на степных склонах – массивы частной застройки, на таежных расположен заповедник. Для двух горнопромышленных центров на территории Бурятии и Монголии (гг. Закаменск и Эрдэнэт) собраны картографические материалы и ДДЗ, характеризующие их ландшафтно-функциональную структуру. Они используются для анализа потоков рассеяния рудных элементов и примесей в процессе добычи и обогащения руды и определения закономерностей формирования геохимической структуры этих территорий. Проведено математическое моделирование формирования геохимических аномалий в городских почвах Восточного округа Москвы в зависимости от ландшафтных условий и антропогенных факторов. Установлено, что на щелочном геохимическом барьере (ГХБ) осаждаются Cd, Cu, Zn, на хемосорбционном – Bi, Sb, As, Cu, Pb, Zn, на органоминеральном – Sb, As, Pb, на сорбционно-седиментационном – Cd и Cu. Наибольшие площади на территории округа занимает щелочной барьер, формирующийся в почвах практически повсеместно. Остальные классы ГХБ занимают меньшие площади. Сорбционно-седиментационный барьер в основном приурочен к транспортной зоне, хемосорбционный локализован в промзоне Прожектор, вдоль МКАД и на прилегающих территориях с жилой застройкой низкой этажности. Для поверхностного горизонта почв СЗАО г. Москвы установлено изменение состава легкорастворимых солей в сторону увеличения концентрации ионов кальция и магния, что обусловлено изменением состава противогололедных смесей. В наблюдаемом диапазоне изменения кислотно-щелочных условий выявлено уменьшение миграционной способности Cr и Cd при рН = 7; поведение Pb, Cu и Zn обнаружило зависимость от суммы легкорастворимых солей, которые усиливали вынос подвижных форм этих элементов. Влияние солей обнаружилось также при анализе состава и численности различных групп почвенных водорослей. Практически во всех функциональных зонах преобладали эдафофильные (истинно почвенные) виды и увеличивалось число галотолерантных видов, что свидетельствует о сезонном засолении почв. Исследованы геохимические изменения в древесных породах Populus laurifolia и Larix sibirica, произрастающих в трех крупных городах Монголии (Улан-Батор, Дархан и Эрдэнэт) с обычным и повышенным геохимическим фоном. Оценка геохимической специализации вегетативных органов растений выполнена на основе концентраций Mn, Fe и 20 наиболее опасных ТМ в 200 образцах листьев тополя лавролистного и хвои лиственницы сибирской. Техногенная трансформация микроэлементного состава листьев тополя в городах Монголии наиболее сильно проявляется в росте концентраций Cd, а хвои лиственницы – Sr, Mo, Pb, V. В городских ландшафтах возрастает роль фолиарного поглощения микроэлементов из аэральных выпадений, определяющая пространственную биогеохимическую структуру территории, влияние состава почв на состав древесных растений незначительно. Установлено, что лиственница сибирская является более чутким индикатором загрязнения, вызванного промышленными и транспортными выбросами. Состав ее хвои хорошо отражает накопление в городской среде и геохимическую неоднородность функциональных зон по отношению к Mo, V, Pb, Cd, As, Co. Микроэлементный состав древесных (клен платановидный) и травянистых (одуванчик лекарственный) видов в различных функциональных зонах ВАО г. Москвы проанализирован путем расчета соотношений химических элементов. Наибольшее увеличение отношений Fe/Mn и Pb/Mn в одуванчиках характерно для промышленной и транспортной зон, а в кленах – для высокоэтажной застройки и промышленной зоны. Интенсивность фотосинтеза и роста растений оценена по отношениям Zn/Mn и Mo/Mn, а биогеохимическая специализация растений – по Sb/Mo. Для одуванчиков округа оно в 5 раз ниже, а для клена в 4,5 раза выше, чем на фоне; для As/Mo отмечена аналогичная ситуация. Предложен интегральный показатель (Cd•As•Sb•Pb)/(Cu•Mn•Mo•Zn), отражающий соотношение токсичных и эссенциальных элементов. Выявлена локализация полиэлементных техногенных биогеохимических аномалий поллютантов, центры которых расположены вблизи крупных промышленных объектов и автомобильных дорог. Проведены экспериментальные исследования иммобилизации несимметричного диметилгидразина (НДМГ) в почвах с различной буферной способностью. Установлено, что при задаваемой нагрузке НДМГ почва полностью выводит загрязнитель из растворимых форм. Влияние вещественного состава на содержание водорастворимых форм наблюдается при увеличении нагрузки НДМГ, особенно в диапазоне от 10 до 100 мг/кг. Максимальное воздействие на миграционную способность НДМГ оказывает органическое вещество почв. Его увеличение от 2 до 12 % привело к снижению содержания НДМГ в растворе в 13 и 10 раз при нагрузках 50 и 100 мг/кг соответственно. Степень влияния гумуса возрастает по мере увеличения его кислотных свойств. Влияние гранулометрического состава на буферность почв к загрязнителю не столь существенно: изменение содержания илистой фракции в 5 раз привело к снижению подвижных форм в 1,3 раза. Степень влияния минералогического состава почв и пород на миграционные свойства НДМГ в почвах определяется типом кристаллической решетки глинистых минералов и составом обменных катионов. Наибольшей буферной способностью по отношению к НДМГ обладает монтмориллонит, насыщенный катионом водорода (из раствора выводится 68 % НДМГ от вносимого в пробу), затем кислый образец каолинита (28 %) и кальциевый образец монтморилонита (26 %). Пространственный анализ устойчивости почв космодрома Байконур к техногенному воздействию компонентов ракетного топлива показал, что они обладают высокой устойчивостью ввиду того, что их почвенно-геохимические характеристики (малая гумусность, окислительная и щелочная реакция среды) способствуют быстрому окислению и выносу загрязнителя. Накопление НДМГ может происходить в гумусовом горизонте на сорбционно-биогеохимическом барьере аллювиально-луговых почв и на сорбционном геохимическом барьере в солонцовых (иллювиальных) горизонтах.

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
1. Катенарные закономерности миграции и трансформации химических элементов и соединений Изучена дифференциация тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в типичных катенах Европейской территории России и Западной Сибири. Показано, что уменьшение контрастности физико-химических свойств почв в ряду от тундровых к лесостепным катенам ведет к уменьшению контрастности радиальной и латеральной дифференциации металлов. Охарактеризовано радиальное и латеральное распределение фракции 1-0,25 мм и содержания металлов в ее составе в катенах, оврагах и балках бассейна р. Протвы. Установлено значение гранулометрического состава почвообразующих пород и механической миграции для дифференциации данной фракции. Показано, что распределение ТММ в составе песчаной фракции обусловлено не только ее генезисом, но и геохимической трансформацией в процессе почвообразования и механогенеза. На ключевом участке «Торжок» (Тверская обл.) выявлены особенности состава ПАУ при разных режимах землепользования. С увеличением сельскохозяйственной нагрузки выявлен тренд увеличения доли тяжелых ПАУ в почвах. Выделены ассоциации ПАУ на основе данных об их выпадениях из атмосферы и радиальном распределении в почвах. Тяжелые ПАУ характеризуются преимущественно атмогенным привносом при низкой (антрацен и бенз(ghi)перилен) и средней (тетрафен, хризен, перилен, пирен и бенз(а)пирен) интенсивности радиальной миграции в почвах. Запасы легких ПАУ в почвах, наоборот, в 10-100 раз превышают запасы в снеге. Для 2-кольчатых ПАУ преобладает поверхностно-аккумулятивный тип радиального распределения, а 3-кольчатых – глубинно-аккумулятивный. Для бенз(а)пирена выявлена корреляция (r=0.68) между запасами в снеге и в почвах. Содержание фенантрена коррелирует с СМЧ, что указывает на его латеральную миграцию с твердофазным веществом почв. В почвах Мещёрского национального парка (Рязанская обл.) исследовано поведение ПАУ, образующихся во время лесных и торфяных пожаров. В 2010 г. значительная часть торфяных болот и сосновых лесов подверглась выгоранию. В почвах обнаружены морфологические признаки горения в виде подгоризонтов золы, обуглившегося торфа и угольков. Торфяные почвы центральных частей болот характеризуются максимальными концентрациями ПАУ, при существенном выгорании органического вещества количество ПАУ в них снижалось. В почвах с исходно большей мощностью торфяных горизонтов отмечено лишь частичное выгорание органогенных горизонтов и интенсивное образование ПАУ. В органо-минеральных почвах краевых частей болот, а также лесных участков в большинстве случаев установлено пирогенное накопление ПАУ. 2. Бассейновый анализ миграции химических элементов Обобщение данных по рекам бассейна Селенги показало, что по длине речной системы меняется соотношение между потоками веществ, мигрирующих в растворенной, взвешенной и влекомой форме: в верховьях рек преобладающей формой миграции элементов является растворенная, при выходе на равнинные территории, в условиях увеличения мутности и стока наносов, возрастает роль взвешенных форм; с ростом размера рек увеличивается доля потоков металлов во влекомой форме. Проведена количественная параметризация потоков тяжелых металлов и металлоидов, выявлено их существенное увеличение (в 3-6 раз) в районе крупных городов и горнопромышленных центров. Получена количественная оценка форм миграции и аккумуляции металлов в дельтах Селенги, Дона и Кубани с учетом сезонного фактора. Выявлена значительная роль растворенных форм металлов в геохимических потоках. Балансовая оценка потоков веществ в аквальных системах дельты Селенги показала, что наиболее активно в них осаждаются цинк, железо, кобальт и свинец (30-60% от поступления в дельту), в наименьшей степени – стронций и молибден (менее 15%). 3. Техногенная геохимическая трансформация ландшафтов а) городские ландшафты На основе анализа различий в кларках химических элементов верхней части континентальной земной коры сделан вывод о целесообразности использования в эколого-геохимических исследованиях следующих эталонов: для F, Pb, Al, K, Na, P, Ti, Ge – любую из оценок (Виноградов, 1962; Беус и др., 1976; Shaw et al., 1976; Taylor, McLennan, 1985; Wedepohl, 1995; Gao et al., 1998; Rudnick, Gao, 2003; Hu, Gao, 2008; Григорьев, 2009); для Zn, Co, V, W, Mn, Sr, H, Cs, La и Fe – любую из современных оценок (Rudnick, Gao, 2003; Hu, Gao, 2008; Григорьев, 2009), а для Ba, Ag, Ca и Mg – кларки по (Rudnick, Gao, 2003); для Cl, Br, C, N, S, Tl и Sn – (Wedepohl, 1995); Cd, Pd, Mo и Au – (Rudnick, Gao, 2003); Te, Bi и Cu – (Hu, Gao, 2008); B, Hg, Ni, Cr, As, Sb, I и Be – (Григорьев, 2009). Неоднородность элементного состава гранулометрических фракций дорожной пыли в ВАО Москвы характеризуется увеличением доли большинства ТММ, связанной с песчаной фракцией, и уменьшением в пылеватой фракции с ростом интенсивности движения транспорта. В пыли малых дорог с фракцией песка преимущественно связаны Ti и Sr; средних и крупных дорог – Fe, Mn, Be, Ti, Sr, Sn, Cr, Mo, V. На крупных дорогах доля всех элементов, связанных с РМ1 и РМ1–10, уменьшается. Латеральная дифференциация ТММ на территории ВАО четко проявляется в «постагрогенной» катене, в транспортной зоне она значительно ниже, а в рекреационной – минимальна. Для почв постагрогенной и рекреационной зон характерен преимущественно поверхностно-аккумулятивный профиль радиального распределения, в транспортной зоне нередок срединно-аккумулятивный тип. В профиле городских почв диагностируются кислый (Cr и Sb), щелочной (Cu, Ni, Sr и Zn), органо-минеральный (Ag, Cd, Fe, Mn и Zn), хемосорбционный (все элементы, кроме Ag), сорбционно-седиментационный (Mn, Pb, As, Be, Bi, Co, Sn, Sr, Ti, V, W, Zn, Be, Sn) барьеры. б) горнопромышленные ландшафты: На территории Эрдэнэта в поверхностном горизонте почв выделено три устойчивых ассоциации металлов, имеющих близкое пространственное распределение: W–Bi–Cd–Sn–Zn–Pb; Cu–As–Sb–Mo; V–Co–Sr–Cr–Ni. Их генезис связан в основном с почвообразующими породами, а набор элементов – с петрохимическими особенностями Эрдэнэтского комплекса и антропогенным воздействием. В почвах центральной части Закаменска выявлены высококонтрастные аномалии двух ассоциаций Cs–W–Bi–Cu–Zn–Cd–Sn и As–Sb–Pb–Mo из отходов ДВМК. В районе воздействия Джидинского ГОКа Zn, Mo, Cd, Sb, W, Pb и Bi накапливаются в подчиненных ландшафтах, причем накопление в почвах рудных элементов Mo и W и их спутников Bi и Sb в десятки раз больше по сравнению с элювиальными ландшафтами. Радиальный анализ выявил слабоэлювиальный тип распределения V, Sr и As во всех геохимических позициях и аккумулятивный у Mo, Cd, W, Pb и Bi. В подчиненных ландшафтах Co, Cu, Sn и Cs распределены по профилю почв по слабоаккумулятивному типу, а в автономных и транзитных – по слабоэлювиальному или равномерному. Оценка микроэлементного состава листьев гибридов тополя показала накопление As, Ni, Mo, Sb, V, Cd в Эрдэнэте и Сd в Шарынголе. По сравнению с незагрязненными тополями вида Populus nigra городские тополя отличаются повышенным содержанием Cr и пониженным – Pb и Ni. В промзонах биогеохимическая трансформация в 1,5-2 раза более интенсивна по сравнению с селитебными зонами. Экологическое состояние городских деревьев, судя по отношению Fe/Mn, максимально отклоняется от нормы в промышленной зоне г. Шарынгол. Здесь также наблюдается дисбаланс в обеспечении процессов синтеза ферментов из-за избытка Zn и дефицита Cu. Выявлены различия в интенсивности бионакопления микроэлементов и их соотношении в листьях и коре тополя в разных функциональных зонах г. Улан-Удэ. По сравнению с корой листья тополя на фоновых участках более активно накапливают Mn и Mo, в условиях городского загрязнения в листьях тополя выявлено увеличение содержания W и Ni, в коре – Cr и Ni. 4. Изотопные исследования литокриогенных и криоаридных ландшафтов Проведены полевые исследования миграционных бугров пучения Большеземельской тундры в районе пос. Елецкий. Проанализирован изотопный и химический состав торфа, его ботанический состав, выполнено радиоуглеродное датирование торфа, по данным которого выделены 2 периода пучения. Изучены два литальза в долине р. Сенца (Восточный Саян, западная Бурятия) с определением изотопного и химического состава льда. Литальза в центре озерно-болотной котловины формировался преимущественно в условиях открытой системы, литальза на периферии этого массива – в условиях полузакрытой. Исследован изотопный состав ледяного ядра булгунняха на Тазовском п-ове, в районе газового месторождения Песцовое, показано его формирование в условиях закрытой системы. Сформулированы основные положения новой стратегии радиоуглеродного датирования литокриогенных систем. Сопоставление изотопных диаграмм по голоценовым повторно-жильным льдам Ямала и Свальбарда показало, что вариации среднезимних температур в этих двух районах Арктики в течение последних 2-3 тыс. лет не превысили 3оС. В исследованиях полигональных ландшафтов о. Белый в Карском море установлено, что высокая минерализация повторно-жильных льдов и их хлоридно-натриевый состав указывают на их субаквальное сингенетическое накопление при смене фациальных и климатических условий. В устье р.Тамбей на полуострове Ямал часть повторно-жильных льдов и вмещающие их пойменные отложения формировались в условиях периодического повышения уровня Обской губы и поступления солоноватых вод в приустьевые участки р.Тамбей. Выполнены полевые измерения ионного состава повторно-жильного и пластового льда на газоконденсатном месторождении Бованенково. В почвах криоаридно-степных ландшафтов в республиках Алтай и Тыва установлен элементный состав и устойчивость карбонатных новообразований, представленных силикатным цементом с магнезиальным кальцитом и значительными примесями оксидов Fe и Al. В современных условиях карбонатные натёчные новообразования весьма устойчивы к вымыванию. Изучен состав карбонатных пород бассейна р. Протвы. Присутствие карбонатов в аллювиальных почвах обусловлено их привносом с гидрокарбонатно-кальциевыми паводковыми водами из отложений морского генезиса. В местах выхода на поверхность морских отложений карбона формируются дерново-карбонатные почвы, содержащие доломит, а в почвах на травертинах на биогеохимических барьерах образуется низкомагнезиальный кальцит. 5. Экспериментальное моделирование миграции НДМГ в ландшафтах Продолжены экспериментальные исследования влияния на свойства почв и растений загрязнения несимметричным диметилгидразином (НДМГ), который проявляет в природных объектах свойства оснований и восстановителей. Определены значения экологической и предельной буферной емкости почв по отношению к основаниям и восстановителям. Ведущими факторами, определяющими буферность, являются гидролитическая кислотность, содержание гумуса, илистых частиц и емкость катионного обмена. В минералогическом составе наибольшие буферные свойства выражены у протонированных форм с расширяющейся кристаллической решеткой. Для оценки буферной емкости почв Горного Алтая и Западной Сибири к НДМГ построены педотрансферные функции. Определена скорость деградации НДМГ в почвах с различным уровнем биологической активности. При высоких концентрациях НДМГ происходит полная гибель почвенной биоты, а их изменение в течение первой недели определяется климатическими условиями. В дальнейшем концентрации НДМГ снижаются в зависимости от параметров почв: актуальной и общей кислотности, содержания гумуса, илистой фракции и минералогического состава. Биотрансформация НДМГ определяется исходным уровнем биологической активности почв. Растительные ткани при прямом контакте способны активно поглощать НДМГ. Скорость химических реакций возрастает с увеличением концентрации исходных веществ. Основным механизмом, определяющим высокую емкость поглощения НДМГ, является, по-видимому, образование гидразонов между молекулами НДМГ и карбонильными группами растительных тканей. В дальнейшем гидразоны необратимо превращаются в нетоксичные соединения.

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
1. Катенарные закономерности миграции и трансформации химических элементов и соединений В монолитных суглинистых почвенно-геохимических катенах Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин контрастность радиального и латерального распределения тяжелых металлов (ТМ) уменьшается в ряду «тундровые – таежные – подтаежные – лесостепные». В таежных катенах преобладает элювиально-иллювиальное распределение форм ТМ. В тундровых, подтаёжных и лесостепных катенах со слабой текстурной дифференциацией профиля чаще встречается поверхностно-аккумулятивное распределение ТМ. От гумусовых и элювиальных горизонтов почв к срединным уменьшается вклад обменных соединений в общую подвижность Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb и Zn. В ряду монолитных суглинистых катен Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин в гумусовых горизонтах увеличивается содержание обменных Sr, Mn и органоминеральных Fe, Mn, Co, Cu, Ni и Pb. На Смоленско-Московской возвышенности в двух катенах и в эрозионной форме – овраге охарактеризовано радиальное и латеральное распределение фракции 0,25-0,05 мм и содержания ТМ в ее составе. Показана ведущая роль гранулометрического состава почвообразующих пород и механической миграции в дифференциации данной фракции и металлов в ее составе. Параметры распределения металлов в составе мелкопесчаной фракции обусловлены не только ее генезисом, но и геохимической трансформацией в процессе почвообразования и механогенеза. Изучены особенности накопления, миграции и трансформации полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в природных и природно-антропогенных ландшафтах. Несмотря на повышенные в 1.5-2 раза объёмы ПАУ, поступающие из атмосферы на участок «Тверь», увеличение содержания ПАУ в почвах обнаружено только на территории завода и под лесной растительностью, а в пахотных почвах, расположенных в 1 км от промышленных объектов, концентрации ПАУ не отличались от фонового участка «Торжок». В пределах катен выявлена четкая связь ПАУ с органическим веществом почвы, повышенные концентрации обнаружены в почвах с намытым гумифицированным горизонтом, однако уменьшения содержания ПАУ на участках рассеяния твердофазного вещества не обнаружено, так как разнообразие почв и почвообразующих пород является более существенным фактором латерального распределения полиаренов, чем миграция твердофазного вещества почв. На участке «Байкальский» при лесных пожарах из-за неравномерного выгорания они формируют неоднородность поверхностных горизонтов почв и, как следствие, высокую пространственную вариабельность содержания пирогенных углеводородов в почве. Обнаружено повышенное содержание ПАУ при сохранении части почвенной подстилки обугленной, при полном её сгорании их количество снижается в 1.5-2 раза. В почвенном профиле ПАУ обычно распределены по поверхностно-аккумулятивному типу. Нередко с глубиной концентрации ПАУ в мелкозёме почвы увеличиваются, вероятно, за счёт уменьшения доли мелкозёма. Контрастность радиального распределения ПАУ усиливается при средней силе пожара; горение высокой интенсивности приводит к более полному выгоранию органики, что может привести к равномерному и даже глубинно-аккумулятивному распределению. Несмотря на увеличение силы пожара к вершинам сопок, автономные позиции катен обладают пониженными запасами ПАУ, вероятно, за счёт эолового развеивания и водного переноса продуктов горения. 2. Бассейновый анализ миграции химических элементов Выявлены количественные характеристики составляющих гидрологического цикла и геохимических потоков веществ в каскадных ландшафтно-геохимических системах бассейна р. Лангери (о. Сахалин), р. Кабеку (полуостров Камчатка) и р. Селенга. Определены уровни содержания и пространственные различия в распределении тяжелых металлов в речных водах. Так, во взвешенных наносах Селенги и ее притоков повышено содержание As, Cd, Mo, Pb, Zn, Mn, Co, что обусловлено как природными (As), так техногенными (Cd, Mo, Pb) факторами. На основе реализации интегрального подхода исследован вклад различных источников в формирование геохимических потоков, на основании которого получено представление о важнейшей роли русловой эрозии в продольном изменении потоков химических элементов в разных природно-техногенных условиях. Разработана методика сравнительного анализа процессов миграции и аккумуляции ТМ и металлоидов в дельтах Селенги, Волги и Дона. Для дельты Селенги показано, что при повышенных расходах воды (более 1500 м3/с) в дельте наблюдается аккумуляция взвешенного материала (в среднем 15 % от общего стока наносов в вершине дельты), определяемая осаждением материала на затопленных участках поймы и в озерах нижней части дельты. При пониженных расходах воды (менее 1500 м3/с) отмечены случаи продольного увеличения миграции взвешенных веществ, связанные с нагонами со стороны Байкала и русловой эрозией в рукавах. Для речных долин, подверженных интенсивной горнодобывающей деятельности (р. Туул, Монголия; р. Лангери, о. Сахалин; притоки р. Вывенки, Камчатский край), проведена реконструкция техногенного преобразования геохимических потоков за последние 30 лет на основе комбинации методов радиоцезиевого анализа и эрозионного моделирования. На основе пиков распределения 137Сs отложения в верховьях р. Чернь разделены на 4 слоя, соответствующие периодам с различной антропогенной нагрузкой, определены уровни накопления и профильного распределения ТМ и металлоидов относительно почвообразующей породы в полувековом интервале времени. В радиусе 3-6 км от ближайших источников аэрального загрязнения в нижней части долины отмечено максимальное повышение содержания халькофильных и сидерофильных металлов в слое наносов, отложившихся на пойме в конце 1950-х гг., в верховьях бассейна с этим периодом связано максимальное накопление As. Это указывает на различные источники ТМ и металлоидов – сельскохозяйственные (смыв с пашни) и промышленные. 3. Техногенная геохимическая трансформация ландшафтов а) городские ландшафты: На основе информации о концентрациях : фракций ТМ и металлоидов в поверхностном слое почв Восточного округа Москвы выделены ассоциации элементов с близкими соотношениями форм. Cd, Mn, Zn связаны преимущественно с гидроксидной, W и Cu – с органической, остальные ТМ и металлоиды – с силикатной и остаточной несиликатной фракциями. В почвах ВАО по сравнению с фоновыми на 12% выше доля подвижных обменной и карбонатной фракций Sr, на 4-7% – Mn, Zn, Cd; ниже на 20% Pb, на 12% Mo, на 5-6% As, Be. Анализ данных многолетних наблюдений за содержанием ТМ и металлоидов в почвах ВАО показал, что в 1989-2005 гг. относительное приращение концентраций было самым высоким у Pb, Co, Cu, Ni и Cr в связи с ростом промышленных и транспортных выбросов. В 2005-2010 гг. относительный прирост содержания был самым высоким у Cr, Cd, Co и Ni, а концентрации Pb и Cu уменьшились вследствие ремедиации почв, запрета на использование этилированного бензина и закрытия некоторых опасных предприятий. Путем оверлея карт суммарного загрязнения снега и почв выделены зоны современного, постоянного и реликтового загрязнения ландшафтов ВАО. Интенсивность поступления бенз(а)пирена (БП) в почвы с твердой фазой снега из загрязненной городской атмосферы в Восточном округе Москвы варьировала от 0,3 до 1150 нг/м2 в сутки, на порядок различаясь по функциональным зонам, с формированием двух крупных аномалий в снежном покрове на северо-западе и в центре ВАО. Аномалии БП в почвах во многом совпадают с его аномалиями в твердофазных выпадениях снега, что указывает на атмосферный источник полиарена. Среднее содержание БП в почвах ВАО в 2010 г. превысило его фоновый уровень в 83 раза, а ПДК в 20 раз. Расчет критических нагрузок БП в зависимости от скорости деструкции и времени экспонирования показал, что при интенсивности деструкции 1–10% в год для снижения его содержания в почвах разных функциональных зон до экологически безопасного уровня потребуются многие десятки и сотни лет. Из-за противогололедных реагентов в почвах Москвы наблюдается засоление и солонцеватость, не характерные для гумидной зоны. Почвы приобретают нейтральную реакцию, повышенные в 16–20 раз относительно фона минерализацию и плотный остаток. В составе почвенного раствора преобладают ионы хлора и натрия. Бóльшая часть городских почв имеет среднюю степень засоления и слабую степень солонцеватости. Процессы деградации почвенного покрова в результате засоления и солонцеватости затронули свыше 50% территории ВАО. б) горнопромышленные ландшафты: Разработка W-Mo и Cu-Mo месторождений в бассейне р. Селенги привела к многократному увеличению концентраций халькофильных Bi, W, Cd, Sn, Cu, Zn, Mo, Sb, Pb, As в почвах Закаменска и Bi, Cu, Sb, As, Cd, Bi в почвах Эрдэнэта. Из-за техногенного воздействия и разрушения хвостохранилищ наблюдается значительное усиление контрастности латеральной дифференциации всех ТМ и металлоидов, накопление в подчиненных ландшафтах халькофильных элементов и их закрепление на сорбционно-седиментационном, хемосорбционном, глеевом, органоминеральном, кислотно-основном латеральных геохимических барьерах. Технологии разработки месторождений и особенности размещения отходов создали критическую экологическую ситуацию в Закаменске, почвенный покров более половины его территории загрязнен W, Mo, Zn, As, Pb, Cd, Cu, Sb, Bi. В Эрдэнэте экологическая ситуация удовлетворительная, незначительные участки загрязнены Cu, Mo. 4. Изотопные исследования литокриогенных и криоаридных ландшафтов Изотопно-геохимическими методами выявлены условия формирования литокриогенных систем севера Западной Сибири, Центральной Якутии, Восточной Чукотки и Бурятии, установлены источники влаги, показана стадийность формирования систем, динамика изотопно-геохимических параметров в процессе промерзания и льдовыделения, выявлены индикаторы изменения ландшафтных условий в период формирования литокриогенных систем. Изотопно-геохимическое изучение компонентов литокриогенных систем – атмосферных осадков и поверхностных вод – позволило проследить связь изотопного состава осадков Москвы (годовой цикл) и свежевыпавшего снега Западной Сибири с температурой воздуха и циркуляцией атмосферы, оценить трансформацию изотопно-геохимических характеристик атмосферных осадков в Москве в зависимости от антропогенного влияния города. Трансформация изотопно-геохимических характеристик в природных ландшафтах (горно-ледниковые бассейны) позволила установить особенности формирования изотопного сигнала при льдообразовании на хр.Сунтар-Хаята и вычленить вклад грунтовых вод, снега и льда в речной сток на примере р.Джанкуат на Центральном Кавказе. Установлены пространственно-временные особенности катенарных поверхностей многолетнемерзлых выпуклобугристых и полигональных торфяников, сформировавшихся преимущественно в период голоценового оптимума, невысокая скорость торфонакопления для бугров пучения и высокая – для полигональных торфяников. Анализ распределения химических соединений и стабильных изотопов в почвенных карбонатах криоаридных ландшафтов выявил геохимические различия современных и погребенных почв Южно-Минусинской котловины и котловины оз.Ак-Холь, позволил установить влияние растительности, почвообразующих пород, степени расчленения рельефа, условий увлажнения на формирование карбонатов в почвах в степных и тундрово-степных ландшафтов межгорных котловин Южной Сибири. 5. Экспериментальное моделирование миграции ракетного топлива в ландшафтах Для изучения скорости трансформации НДМГ в почвах при движении водных растворов по почвенному профилю использована лабораторная динамическая модель. В условиях колоночного эксперимента при нисходящей миграции растворов НДМГ наблюдалась высокая окислительная способность всех исследованных почв (до 91-100% от внесенного количества НДМГ). Для всех вариантов опыта концентрация НДМГ в гравитационных водах оказалась ниже ПДК, установленного для питьевых вод. Повышенная фиксация загрязнителя в твердых фазах характерна для высокогумусных и кислых почв гумидных ландшафтов. Гумусовые горизонты аридных почв в условиях естественной радиальной миграции характеризуются высокой способностью к окислительной трансформации НДМГ. Изучение влияния температуры на интенсивность трансформации НДМГ показало, что сильное снижение концентрации НДМГ наблюдается при только положительных температурах. При загрязнении почв НДМГ происходит образование малотоксичных продуктов его разложения. Вещественный состав и свойства почв аридной зоны способствуют появлению высокотоксичного нитрозодиметиламина. На основе анализа вещественного состава черноземов разработана схема структурной организации буферных систем карбонатных черноземов, которая складывается из карбонатной и ионообменной в твердых фазах и ионно-солевой в составе почвенного раствора. Буферность определяется карбонатно-кальциевой системой равновесий с участием углекислого газа почвенного воздуха, составом почвенного поглощающего комплекса, карбонатных и органических солей в почвах. Высокое содержание карбоната кальция и углекислого газа приводит к стабилизации почвенной кислотности карбонатных черноземов в диапазоне рН 7,5-8,2. Значение рН, которое может быть достигнуто при кислотном воздействии в присутствии карбонатных солей, не может быть ниже 6 единиц.