Сорбция, когда при низких концентрациях в растворе тяжѐлые металлы в первую очередь занимают на поверхности твѐрдого тела места с высокой энергией связи, при этом изотермы металлов расположены под большим углом к оси абсцисс. Специфически адсорбированные катионы связаны с твѐрдой фазой почвы преимущественно ковалентными или координационными связями. Специфическая адсорбция обусловлена гумусом почв и гидроксидами железа, образующими тончайшие плѐнки на глинистых частицах. Ионы тяжѐлых металлов способны специфически адсорбироваться почвами с образованием относительно прочных связей координационного типа с поверхностными OH-группами алюмосиликатов или гидроксида алюминия. Специфическая адсорбция более избирательна, чем неспецифическая, и зависит как от свойств сорбируемых ионов, так и от природы функциональных групп, поэтому тяжѐлые металлы энергично адсорбируются почвами из растворов. Механизм специфического поглощения более свойственен, например, свинцу, чем цинку и кадмию. Коэффициенты селективности, рассчитанные для обменной реакции катионов тяжѐлых металлов с поглощенным кальцием, подтверждают преимущественное поглощение тяжѐлых металлов по сравнению с кальцием, а в ряду тяжѐлых металлов селективность адсорбции свинца более чем в 1000 раз выше, чем цинка и кадмия.

Физико-химический барьер, возникающий на контакте вод с глинами и другими сорбентами. На G-барьерах концентрируются Ca, K, Mg, P, S, Rb, V, Cs, Zn, Ni, Co, Cu, Pb, U, As, Mo, Hg, Ra и другие элементы. Эти барьеры характерны для краевых зон болот (торф), иллювиальных глинистых горизонтов почв и кор выветривания, гумусовых горизонтов почв, контакта глин и песков в аллювии и т.д. (А.И. Перельман).

Общая минерализация вод 1 – 3 г/л. Они насыщены CaCO3, MgCO3 и частично CaSO4. Поэтому растворяющая способность вод ослаблена, при небольшом повышении концентрации из них осаждаются труднорастворимые соли, которые обусловливают карбонатизацию и огипсование почв и пород. Такие воды широко распространены в степях, пустынях и сухих саваннах. Среди солоноватых вод можно выделить подсемейства слабосолоноватых (1 – 2 г/л), солоноватых (2 – 5 г/л) и сильносолоноватых (5 – 10 г/л).

1) На аналитических картах этого типа изображаются геохимические особенности ландшафта, существенные для оценки его состояния. Таковы карты биомассы, распределения гумуса, pH, Eh, гранулометрического состава почв и отложений и др. 2) К более сложному комплексному типу относятся собственно ландшафтно-геохимические карты, на которых показаны факторы миграции элементов, а также получившие широкое развитие карты условий миграции загрязняющих веществ в различных компонентах ландшафта. На них кроме геохимических особенностей ландшафтов приводится характеристика условий миграции и еѐ оценка применительно к тяжѐлым металлам, полициклическим ароматическим углеводородам и другим поллютантам.

В качестве критериев классификации предлагаются характеристики:
1) тип техногенного воздействия на почву (механогенно- трансформированные почвы; гидрогенно-трансформированные – орошаемые, осушаемые; технохимизированные – агро-, индустриально-, коммунально-; экранированные – асфальтом, камнем и др.); 2) текущий техногенно-обусловленный процесс (почвы с изменяющимися окислительно-восстановительными и щелочно-кислотными свойствами: подкисляющиеся, ощелачивающиеся, заболачивающиеся и т.д.; дегумифицирующиеся, гудронизирующиеся и т. д.; эродирующиеся, оглинивающиеся и др.); 3) характер строения новообразованного почвенного профиля и остаточные признаки исходной почвы (сернокислый солончак на скальпированном подзоле, засоленная тѐмно- каштановая почва и т.д.). Систематика и геохимия техногенно-изменѐнных почв находятся в стадии становления (А.Н. Геннадиев и др.). Техногенно- изменѐнные почвы выделяются в современной классификации почв России (В.Д. Тонконогов и др.).

1) Природные почвы; 2) техногенно-природные почвы; 3) природно- техногенные почвы; 4) технозѐмы. Примерами полностью техногенных почв – технозѐмов – служат искусственные почвогрунты, грунтосмеси на территории промышленных предприятий, карьеров, шахт и т. п., нередко содержащие высокие концентрации токсичных элементов. Остальные группы отражают большую (природно-техногенные) или меньшую (техногенно-природные) степень преобразования исходных почв техногенными процессами (А.Н. Геннадиев, Н.П. Солнцева, М.И. Герасимова).

1) В.В. Ковальский первый наметил три таксона провинций: регионы биосферы, субрегионы биосферы и биогеохимические провинции. Регионы биосферы имеют признаки почвенно-климатических зон (таѐжно-лесная нечернозѐмная зона, лесостепная и степная чернозѐмная зона, сухостепная, полупустынная и пустынная зона, горная зона). Среди субрегионов он предложил различать такие, в которых комбинируются признаки региона по концентрациям, достигающим пороговых величин, соотношениям химических элементов, возможному проявлению специфических биологических реакций, и субрегионы, признаки которых не соответствуют характеристике региона. Последние образуются над рудными телами, в бессточных районах, в районах вулканизма, при техногенном загрязнении. Примерами служат Чиатурский марганцевый субрегион, Западно-Сибирский борный субрегион и др. В пределах субрегионов выделяются биогеохимические провинции с характерными реакциями организмов, эндемическими заболеваниями.
2) Систематика с ландшафтно-геохимических позиций по А.И. Перельману основана на геохимических критериях, к которым относятся типоморфные элементы и геохимические свойства природных вод – поверхностных, почвенных и грунтовых. От геохимических особенностей вод зависит дефицит и избыток элементов, биогеохимические эндемии. Состав типоморфных элементов и геохимия природных вод и положены в основу выделения двух высших таксонов систематики биогеохимических провинций – типов и классов. При выделении третьего таксона систематики – видов провинций – используется критерий, предложенный А.П. Виноградовым и принятый В.В. Ковальским, – дефицит или избыток химических элементов в окружающей среде, связанные с ними биогеохимические эндемии (А.П. Виноградов, В.В. Ковальский, А.И. Перельман).

Воды с pH > 8,5 обычно обязаны своей реакцией присутствию соды (NaHCO3, реже Na2CO3), вернее ионов Na+, HCO3–, CO32–, OH–. В щелочных содовых водах легко мигрируют кремнезѐм, гуматы, Al (AlO2–), Mo (MoO42–). Большая группа элементов, соединения которых трудно растворимы в нейтральной и слабощелочной среде, в содовых водах обладает высокой миграционной способностью, так как в этих условиях возникают карбонатные растворимые комплексы (Cu, Zn, Be, Y и редкоземельные элементы иттровой группы, Sc, Zr и др.).

Воды имеют pH < 3 – 4, они распространены широко, но, как правило, на небольших площадях. Кислотность таких вод обычно обязана окислению пирита и других дисульфидов, приводящему к образованию H2SO4. В сернокислых водах легко мигрирует большинство металлов, в том числе Fe, Cu, Al, Zn и др. В вулканических районах известны и солянокислые воды. Большее распространение сильнокислые воды получили в техногенных ландшафтах.

Тяжѐлые элементы с плотностью около 7, из которых сформировано металлическое ядро Земли (11 элементов). Это типичные металлы, имеющие химическое сродство к углероду (с образованием карбонатов), к фосфору (фосфаты), к сере и кремнию (сульфаты, сульфиды, силикаты). К сидерофильным элементам относят: Fe, Co, Ni, Mo, Tc, Ru, Rh, Os, Ir, Pt (В.М. Гольдшмидт).

Физико-химический восстановительный барьер, формирующийся при резком уменьшении Eh там, где кислородные и глеевые воды контактируют с сероводородной средой. На барьере осаждаются многие металлы, образующие нерастворимые сульфиды, характерно накопление Cu, Au, Ag, S, Se, U, Mo и других элементов (А.И. Перельман).

Формируются в сульфатных водоѐмах степной и пустынной зон, где развивается десульфуризация, продуцируется H2S, образуется водный сульфид железа – гидротроилит, имеющий чѐрный цвет. В солѐных озѐрах чѐрный гидротроилитовый горизонт (GFeS) с ощутимым запахом сероводорода залегает обычно под маломощным окисленным горизонтом и имеет очень изменчивую мощность (от мелких пятен диаметром в несколько сантиметров до первых десятков сантиметров). Он характеризуется наиболее восстановительными условиями: Eh в среднем (–100) – (–200) мВ, иногда и ниже. Системой переходных горизонтов (OGS, GFeS2, GOS) он связан с выше- и нижележащими, как правило более окисленными, слоями (А.И. Перельман, В.В. Батоян).