Слежение за региональным и локальным антропогенным воздействием в местах кризисных экологических ситуаций. Современные исследования ведутся по следующим направлениям:
1) анализ закономерностей формирования техногенных потоков загрязняющих веществ в различных ландшафтных зонах;
2) изучение реакций отклика почв и природных ландшафтов, эколого-геохимических систем в целом на техногенное воздействие;
3) изучение в модельных опытах влияния загрязняющих веществ на почвы и процессы трансформации загрязняющих веществ;
4) определение индикаторов загрязнения почв в целях мониторинга,
5) обоснование мероприятий по прогнозу и снижению отрицательного воздействия техногенеза на почвы.

Функциональное соподчинение (вхождение более мелких и простых в более крупные сложные) систем различного уровня. Примером иерархии природных систем может быть ряд: элементарный ландшафт (фация, биогеоценоз, экосистема) -местность– урочище– ландшафт – ландшафтная зона – физико-географический сектор – биосфера. Каждый уровень иерархии имеет свои особенности круговорота веществ: так, на первых уровнях преобладают вертикальные связи, на последующих все большую роль в качестве системообразующих начинают играть горизонтальные или латеральные связи.

Территория или природно-климатическая зона с высоким естественным увлажнением (например, дождевые тропические леса). Гумидная зональность определяется в основном различиями в количестве тепла (при оптимальном увлажнении). В целом в почвах, формирующихся в прохладном влажном климате, вымывание микроэлементов (тяжѐлых металлов) вниз по профилю почвы проявляется сильнее, чем их накопление, если только нет большого привноса этих элементов в почву.

Зона лесов умеренного пояса. Общая биогеохимическая особенность лесных экогеосистем – продолжительное задерживание поглощѐнных химических элементов в живом веществе. Основная часть биомассы находится над почвой. В результате замедленного биологического круговорота на поверхности почв залегает слой слаборазложенных продуктов опада – лесная подстилка. Преобладание атмосферных осадков над испарением и присутствие легкорастворимых гумусовых кислот, образующихся при разложении растительных остатков микроорганизмами, среди которых особо важную роль играют грибы, способствуют формированию кислых систематически промывных почв. Для всех типов почв лесных ландшафтов характерна аккумуляция элементов питания растений в лесной подстилке, под которой расположен горизонт их выноса. Ещѐ ниже концентрация элементов постепенно увеличивается вплоть до почвообразующей породы. Для поверхностных вод бореальных ландшафтов характерна низкая минерализация и присутствие значительного количества растворимых органических соединений. Экспериментальное изучение миграционных форм тяжѐлых металлов в водах лесных ландшафтов показало важное значение комплексных органических соединений металлов, а также частиц коллоидных размеров. Благодаря биогеохимической деятельности микроорганизмов (образование в почвах водорастворимых комплексных органических соединений) в водную миграцию вовлекаются значительные массы тяжѐлых металлов.

Территория или природно-климатическая зона с малым естественным увлажнением – засушливая (полупустыни и пустыни). Аридная зональность зависит от увлажнения. В тѐплом сухом климате более характерно восходящее движение микроэлементов (тяжѐлых металлов). Аридизация климата, смена промывного типа водного режима непромывным, наличие мерзлоты в профиле существенно увеличивают опасность загрязнения почв и уменьшают их способность к самоочищению.

Химические элементы, которые при полном разрушении организма (испарении воды и сгорании органического вещества до углекислого газа) образуют минеральный остаток (золу). Важно определять водные мигранты не только в живых организмах, но и в золе. В золе можно более точно выяснить соотношение зольных элементов, входящих в состав органов и тканей живого организма. Знать относительное содержание химических элементов в золе наземных растений необходимо для сопоставления их с концентрацией элементов в минеральном субстрате, на котором они произрастают и из которого получают зольные элементы. Содержание большинства элементов в золе значительно отличается от их среднего содержания в земной коре, так как растения избирательно поглощают элементы. Интенсивность поглощения характеризуется отношением количества элемента в золе растений к его количеству в почве или горной породе (см. Коэффициент биологического поглощения).

Земная кора и верхняя мантия представляют собой сложную динамическую систему с обратными связями; непрерывное поступление в систему солнечной энергии, а также глубинной энергии определяет направленное развитие тектоносферы и биосферы, в ходе которого увеличиваются их сложность и разнообразие, неравновесность, накапливается свободная энергия, уменьшается энтропия. Это прогрессивное развитие осуществляется через систему последовательных геохимических циклов – тектономагматических и биосферных.

Все элементы есть везде, речь может идти только о недостаточной чувствительности анализа, не позволяющего определить содержание того или иного элемента в изучаемой системе. Это положение о всеобщем рассеянии химических элементов Н.И. Сафронов предложил именовать законом Кларка - Вернадского.

Миграция химических элементов в биосфере осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом – как тем, которое в настоящее время населяет данную биокосную систему, так и тем, которое действовало в биосфере в течение геологической истории (формулировка А.И. Перельмана).

В ландшафте химические элементы, поглощаясь живыми организмами, входят в состав органических соединений, их тела «организуются». Это процесс негэнтропийный (энтропия системы уменьшается), химические элементы заряжаются энергией, становятся геохимическими аккумуляторами. При разложении органических веществ энергия выделяется, «геохимические аккумуляторы разряжаются». Носителями энергии в основном становятся природные воды, приобретающие агрессивность и совершающие в ландшафте большую химическую работу. Это процесс энтропийный. Поступательное развитие ландшафта осуществляется через систему таких круговоротов, в ходе которых закономерно изменяется также информация.

1) Постоянно существующая планетарная совокупность организмов. С позиций геохимии рассматривается как особая форма материи.
2) Совокупность живых организмов, выраженная в единицах массы и энергии. Можно говорить о живом веществе отдельных материков, стран, морей, ландшафтов (В.И. Вернадский).

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.