Истинные железобактерии – группа облигатно-ацидофильных автотрофных бактерий, для которых окисление двухвалентного Fe является источником энергии – дыхательным актом. Окисление железа в кислой среде происходит с участием специфических железобактерий, например Thiobacillus ferroxidans. Процесс окисления Fe2+→Fe3+ идѐт за счѐт кислорода воздуха и с образованием энергии, которая используется в форме аденозинтрифосфатов (АТФ) для фиксации CO2 по типу хемосинтеза. Истинные железобактерии хемолитоавтотрофы участвуют также и в превращениях серы. С этими процессами связывают образование некоторых железных руд.

Максимальные количества веществ в потоке, которые данный барьер способен выдерживать в течение длительного времени без нарушения его структурных и функциональных свойств. Так, ѐмкость щелочного барьера в почвах измеряется количеством карбонатов, способных нейтрализовать кислые потоки. Ёмкость сорбционного барьера зависит от ѐмкости поглощения почв, рыхлых отложений, донных осадков и мощности сорбирующего слоя. Ёмкость восстановительных и окислительных барьеров зависит от количества восстановителей или окислителей, что обусловлено микробиологической активностью среды.

Химические элементы, добавление подвижных форм которых в ландшафт увеличивает биомассу. К ним в разных ландшафтах относятся O, N, P, K, F, B, J, Cu и многие другие элементы. Один и тот же элемент может быть дефицитным в одном ландшафте и избыточным в другом.

Окисление органических веществ анаэробными бактериями за счѐт восстановления сульфатов. Во всех системах, содержащих органические вещества и сульфаты и не содержащих свободного кислорода, развивается деятельность десульфуризирующих бактерий (десульфуризаторы), отнимающих кислород у сульфатов для окисления органического вещества: 2Сорг + SO42- → S2- + 2CO2. Пищей для этих микроорганизмов служат многие органические соединения растений и животных, нефти, битумы, рассеянные в осадочных породах, тяжѐлые углеводороды, начиная с гексана, и другие соединения. Десульфуризаторы развиваются при обычных температурах (но они установлены и в горячих водах) в солончаках, илах морей и солѐных озѐр, в подземных водах, местами и в морской воде. В результате десульфуризации в почвах, илах и подземных водах накапливается сероводород, возникает восстановительный сероводородный барьер.

Нарушение структуры ландшафта, процессов обмена веществ и энергии в нѐм, а также стабильности вследствие отрицательного воздействия на отдельные компоненты ландшафта и на ландшафт в целом.

Гуминовые и фульвокислоты, объединяемые под названием гумусовые кислоты, нередко составляют значительную долю органического вещества природных вод и представляют собой сложные смеси биохимически устойчивых высокомолекулярных соединений. Главным источником поступления гумусовых кислот в природные воды являются почвы и торфяники, из которых они вымываются дождевыми и болотными водами. Значительная часть гумусовых кислот вносится в водоемы вместе с пылью или образуется непосредственно в водоеме в процессе трансформации
«живого органического вещества». Гумусовые кислоты в поверхностных водах находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях, соотношения между которыми определяются химическим составом вод, рН, биологической ситуацией в водоеме и другими факторами. Наличие в структуре фульво- и гуминовых кислот карбоксильных и фенолгидроксильных групп, аминогрупп способствует образованию прочных комплексных соединений гумусовых кислот с металлами. Некоторая часть гумусовых кислот находится в виде малодиссоциированных солей – гуматов и фульватов. В кислых водах возможно существование свободных форм гуминовых и фульвокислот. Гумусовые кислоты в значительной степени влияют на органолептические свойства воды, создавая неприятный вкус и запах, затрудняют дезинфекцию и получение особо чистой воды, ускоряют коррозию металлов. Они оказывают влияние также на состояние и устойчивость карбонатной системы, ионные и фазовые равновесия и распределение миграционных форм микроэлементов. Повышенное содержание

Основными компонентами являются гуминовые и фульвокислоты, их соли, а также гумин – своеобразный комплекс гумусовых кислот, связанных с высокодисперсными минеральными частицами. Гумус почв играет двоякую роль. С одной стороны, он выступает как источник азота и других элементов, приоритетно необходимых для высших растений и освобождающихся из органического вещества в результате микробиологической деятельности. С другой стороны, гумусовые кислоты и их производные благодаря особенностям молекулярного строения активно влияют на миграцию и аккумуляцию химических элементов в педосфере. По этой причине гумусовые вещества являются важной частью механизма регулирования миграционных потоков в педосфере.

Кислоты, основными структурными единицами молекулы которых являются сконденсированная центральная часть (ядро), боковые цепи и периферические функциональные группы: карбоксильные, фенолгидроксильные, метоксильные, карбонильные, хиноидные, аминогруппы. Ядро состоит из сконденсированных ароматических и гетероциклических кольцевых соединений, боковые цепи – из углеводных, аминокислотных и других групп. Согласно Д.С. Орлову (1974), структурная ячейка гуминовых кислот из дерново-подзолистой почвы имеет вид C173H183O86N11, из чернозѐма – C73H61O32N4. В составе гуминовых кислот содержание углерода колеблется от 40 до 60 %, азота – от 3,5 до 6 %. Реакционная способность гуминовых кислот связана с карбоксильными и фенолгидроксильными группами, водород которых может замещаться другими катионами. В почве обычно присутствуют не свободные гуминовые кислоты, а их соли: гуматы кальция, магния и др. Гуминовые кислоты не растворяются в воде, но хорошо растворимы в щелочных растворах. Содержание гуминовых кислот в поверхностных водах обычно составляет десятки и сотни микрограммов в 1 дм3 по углероду, достигая нескольких миллиграммов в 1 дм3 в природных водах лесных и болотистых местностей, придавая им характерный бурый цвет. В воде многих рек гуминовые кислоты не обнаруживаются. Концентрация металлов в гуминовых кислотах не только значительно выше их концентрации в почвах, но также выше средней концентрации в растительности.

Виды растений, сформировавшиеся в гумидных ландшафтах, где преобладают кислые почвы, и интенсивно накапливающие катионогенные элементы и слабее – анионогенные. Закрепляясь наследственностью, гумидокатность может проявиться и в аридных ландшафтах (при миграции гумидокатных видов). Рационально также выделять гумидокатные виды животных (А.Д. Айвазян).

Техногенный ландшафт города. Города – это мощные источники техногенных веществ, включающихся в региональные миграционные циклы. Главные геохимические особенности городских ландшафтов определяются техногенными параметрами, второстепенные – природными. В городских ландшафтах выделяют функциональные зоны: а) парково- рекреационная; б) агротехногенная; в) селитебная; г) селитебно- транспортная; д) промышленная. Наиболее сильное техногенное воздействие на природную среду и человека проявляется в крупных промышленных городах и зонах, которые по интенсивности и площади аномалий химических элементов представляют собой техногенные геохимические и биогеохимические провинции. Экологические блоки промышленного города, между которыми формируются потоки загрязняющих веществ, условно делятся на три группы: а) источники выбросов, к которым относится промышленный комплекс города, жилищно-коммунальное хозяйство и транспорт; б) транзитные среды, непосредственно принимающие выбросы, где происходит транспортировка и частичная трансформация загрязняющих веществ, – атмосфера, атмосферные выпадения, временные и постоянные водотоки, поверхностные водоѐмы, грунтовые воды; в) депонирующие среды, в которых накапливаются и преобразуются продукты техногенеза, – донные отложения, почвы, растения, микроорганизмы, городские сооружения, население города.

Почвы, имеющие созданный человеком поверхностный слой мощностью более 50 см, полученный перемещением, насыпанием, погребением или загрязнением материалами урбаногенного происхождения (строительно-бытовой мусор и др.). Любой профиль, претерпевший нарушения, изменения или добавления материала менее 50 см, ведѐт себя как природное тело, если только он не подвергся резкому изменению (например, почвы запечатаны слоем асфальта или цемента в 15 см). Аналогичный показатель был принят в американской классификации (Keys to…, 1994). Все почвы города разделяются на группы почв: естественные ненарушенные, естественно-антропогенные поверхностно преобразованные, антропогенные глубокопреобразованные урбанозѐмы и почвы техногенных поверхностных почвоподобных образований – урботехнозѐмы. К химически преобразованным городским почвам относят: 1) почвы промышленно-коммунальных зон: сильно техногенно загрязнѐнные тяжѐлыми металлами и другими токсичными веществами, которые изменяют почвенно-поглощающий комплекс почв, предельно сокращают биоразнообразие почвенной биоты, делают почву почти абиотичной; уплотнѐнные, бесструктурные, с включениями токсичного непочвенного материала объѐмом более 20 %; 2) почвы, пропитанные органическими масляно-бензиновыми жидкостями; они формируются на территории бензозаправочных станций и автомобильных стоянок, когда масло и бензин постоянно проникают в грунт. К химически преобразованным и загрязнѐнным почвам могут относиться и техногенно- загрязнѐнные почвы, в которых сохраняется генетический профиль.

Техногенная ландшафтно-геохимическая система, основная геохимическая черта которой – слабо контролируемое рассеяние больших масс веществ с аномально высоким содержанием элементов, которое наблюдается при добыче полезных ископаемых. Это площади почти полного уничтожения природных ландшафтов, занятые скважинами, шахтами, карьерами, отвалами пород, отходами первичного обогащения руд, угольными терриконами, транспортными магистралями и др. Главные геохимические особенности горнопромышленных ландшафтов определяются техногенными параметрами, второстепенные – природными. Специфическая особенность горнопромышленных ландшафтов – наложение техногенного загрязнения на природные геохимические аномалии – вторичные ореолы и потоки рассеяния месторождений в почвах, растениях, поверхностных и подземных водах.