Совокупность свободно плавающих млекопитающих, рыб и крупных беспозвоночных. Для оценки экологического состояния важное значение имеет биогеохимический анализ накопления тяжѐлых металлов и других загрязняющих веществ в рыбах в зависимости от способа питания и органа, содержания элементов в водах, физико-химических параметров вод и донных осадков. Считается, что в хищных рыбах микроэлементы накапливаются меньше, чем в планктофагах и бентофагах. Исключение составляет ртуть, которая на порядок и более накапливается в крупных хищниках. Органы рыб, контактирующие с водой и служащие своеобразными барьерами или фильтрами (кожа, чешуя, жабры, плавники), а также некоторые внутренние органы, особенно печень, избирательно накапливают многие микроэлементы. Содержание химических элементов в рыбах претерпевает сезонные колебания и изменяется на протяжении жизненного цикла.

Воды имеют pH от 6,5 до 8,5. Их реакция часто определяется отношением бикарбоната Ca к его карбонату или же бикарбоната Ca к CO2. Эти воды менее благоприятны для миграции большинства металлов, которые осаждаются в форме нерастворимых гидроксидов, карбонатов и других солей. Анионогенные элементы, напротив, мигрируют сравнительно легко (Si, Ge, Ag, V, U, Mo, Se и др.). Такие почвы особенно характерны для аридных ландшафтов, вод известняков и изверженных
пород, морей и океанов. При разложении органических веществ в них тоже образуются CО2 и органические кислоты, которые полностью нейтрализуются CaCO3 и другими минералами Ca, а также Mg, Na, K, которыми богаты почвы и породы.

Водные организмы зоны 0 – 5 см и поверхностной плѐнки на границе воздух – вода. Это зона сгущения жизни, в первую очередь бактерий, количество которых в плѐнке в 500 раз больше, чем на глубине (М.В. Горленко и др.). На контакте воздух – вода действуют силы поверхностного натяжения, на него поступают атмосферные аэрозоли, несущие тяжѐлые металлы, пестициды и другие поллютанты. Широко известно поверхностное загрязнение водоѐмов нефтью даже при попадании в них незначительных количеств нефтепродуктов. Приповерхностная плѐнка – комплексный двусторонний геохимический барьер: кислородный, термодинамический, биогеохимический и др., на котором осаждаются химический элементы из воздушной и водной сред.

Система, в которой колебания концентрации и баланс форм нахождения техногенных веществ не нарушают газовые, концентрационные и окислительно-восстановительные функции живого вещества, не вызывают нарушения биогеохимических пищевых цепей, количества и качества биологической продукции, не снижают еѐ генетическое разнообразие. Нарушение названных условий означает техногенную трансформацию или разрушение природной системы (М.А. Глазовская).

Частицы – песок, пыль и глина, переносимые водой и постепенно из неѐ оседающие. Из-за различных скоростей осаждения частиц разной плотности и размеров наносы, как правило, состоят из песка, пыли и глины в чистом виде (механическая дифференциация).

Соединение переменного состава – это преимущественно гели и неустойчивые коллоидные минералы, образующие ряд промежуточных стадий от исходного геля до относительно более устойчивой формы, обладающей кристаллической структурой (А.Е. Ферсман). Наиболее важные составные части ландшафта, определяющие его своеобразие, или находятся в коллоидном состоянии, или в процессе своего образования прошли через коллоидное состояние. Накопление коллоидов (мутабильных соединений) пропорционально интенсивности и длительности протекания в геохимических ландшафтах биологического круговорота элементов. Это правило было сформулировано А.И. Перельманом и имеет большое значение при изучении развития ландшафтов и миграции химических элементов.

Расстояние от верхней границы элементарного ландшафта до нижней. Верхняя граница находится в тропосфере и определяется зоной распространения пыли (из данного или соседнего ландшафта), обитания организмов. Нижней границей в ряде случаев является горизонт грунтовых вод (включительно). Чем разнообразнее элементарный ландшафт, т.е. чем больше в нѐм информации и чем она сложнее, тем больше и мощность элементарного ландшафта.

Перевод в раствор обычно нерастворимых соединений, минералов. Так, мобилизованные в результате процессов выветривания (гипергенеза) и почвообразования (педогенеза) массы металлов, не включѐнные в биологический круговорот и не фиксируемые в педосфере, поступают в поверхностные воды и мигрируют с речным стоком.

Превращения марганца в почве включают процессы его мобилизации из устойчивых природных соединений (минералов), образование и разрушение металлорганических комплексных соединений, биогенное окисление и аккумуляцию микроорганизмами, восстановление. Наиболее изученный микроорганизм, участвующий в окислении и аккумуляции марганца, – Metallogenium. В окислительных процессах, разрушении минералов и разложении органоминеральных комплексных соединений с марганцем участвуют почвенные грибы, гетеротрофные бактерии, простекобактерии рода Pedomicrobium. Восстановление окислов марганца осуществляют факультативно-анаэробные микроорганизмы, которые понижают окислительно-восстановительный потенциал среды. Специфических восстановителей марганца типа денитрификаторов нет. Бактерии, аналогичные железоокисляющим хемолитоавтотрофам, в природе не обнаружены.

К главным микробиологическим явлениям в процессах круговорота вещества в почвах относятся:
1) перенос элементов в клетки или из них;
2) изменение заряда атомов элементов; 3) взаимодействие элементов с органическими веществами с образованием функциональной системы;
4) образование комплексов элементов с органическими кислотами и другими веществами, выделяемыми микроорганизмами;
5) микробиологическая аккумуляция или мобилизация элементов;
6) микробиологическая детоксикация отравленной почвы. Микробиота ответственна за множество различных процессов в почве – от мобилизации до аккумуляции химических элементов, однако наиболее важная микробиологическая функция в почве – это разложение растительных и животных остатков. Подавление и (или) стимуляция биосинтеза у микроорганизмов тяжѐлыми металлами зависит от свойств организма, характера металла и pH почвы. В естественных биогеохимических провинциях, где почва обогащена тяжѐлыми металлами, почвенные микроорганизмы проявляют повышенную способность к связыванию этих элементов по сравнению с обеднѐнными провинциями, что объясняет, возможно, адаптивные явления в отношении этих геохимических факторов среды (С.В. Летунова, В.В. Ковальский, 1978). По современным представлениям микробиологические последствия загрязнения почв тяжѐлыми металлами определяются возможностью трансформации металлов почвенными микроорганизмами, воздействием металлов на состав и функционирование почвенной биоты. Наибольшую опасность для высших организмов, в том числе и для человека, представляют последствия микробной трансформации неорганических соединений тяжѐлых металлов в органо-металлические соединения.

Выделяют три главных типа потоков химических элементов и их соединений в геохимическом ландшафте: 1) основной миграционный цикл;
2) ландшафтно-геохимический поток; 3) внеландшафтный геохимический поток. Основной миграционный цикл характеризуется преимущественно вертикальным перемещением вещества и близок более узкому понятию биогеохимического круговорота. Ландшафтно-геохимический поток отображает непрерывное поступательное движение вещества в ландшафтах (например, атмосферного воздуха в элювиальном ландшафте или воды в аквальном ландшафте) и может вызывать физические или химические перестройки в ландшафте, связанные с удалением или привносом вещества. Когда вещество удаляется или, наоборот, привносится в ландшафт, формируется внеландшафтный геохимический поток. Этот поток будет положительным в случае привноса вещества в ландшафт и отрицательным при удалении вещества из ландшафта. Основные положения и принципы, необходимые для конструирования в общем виде моделей миграционных потоков химических элементов и соединений в ландшафтах, были сформулированы Ф.И. Козловским (1972).

Механические способы дезактивации включают снятие и дальнейшее захоронение зараженного слоя почвы, засыпку почвы слоем незагрязненного грунта, глубокую вспашку или переворот пласта. Механические приѐмы: а) удаление верхнего, наиболее загрязнѐнного слоя почвы и его захоронение; б) нанесение на загрязнѐнную почву слоя чистой плодородной земли мощностью до 10 см. Для загрязненных участков территорий сравнительно небольших размеров (участков дорог, подворья, огородов, зеленых зон городов) можно применять высокопроизводительный метод гидроклассификации грунта, при котором большая доля загрязнений концентрируется в мелкой фракции грунта, составляющей 10 – 20 % общего его объема. В дальнейшем эта небольшая часть грунта увозится на захоронение, а оставшаяся основная масса уже чистого грунта возвращается на те же участки земли. Этот метод позволяет избежать вредного воздействия на свойства почв, сохранение которых необходимо для сельскохозяйственной или, по крайней мере, для хозяйственной деятельности.