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.

Вымывание и переотложение на механических барьерах тонких частиц. Это явление важно учитывать при поисках золота. С механической дифференциацией связано образование элювиальных, аллювиальных, делювиальных, прибрежно-морских, эоловых и ледниковых россыпей (руды Au, Hg, Sn, W, Zr, Ti и др.).

Подчиняется законам механики: образование россыпей, ветровая и водная эрозия и т. д. Механическая миграция зависит преимущественно от величины частиц минералов и пород, их плотности, скорости движения вод, ветра. Химические свойства элементов часто не имеют значения.

Процессы, основными агентами которых служат сила тяжести, текучая вода, ветер, лѐд, подчиняются законам механики и не зависят непосредственно от химических свойств элементов, основное значение приобретают величина, плотность и форма частиц (частицы близкого размера и близкой плотности осаждаются вместе). Механическая дифференциация приводит к изменению и химического состава отложений, т. к. глинистые фракции почв и пород по сравнению с песчаными обычно содержат больше Fe, Al, Mn, Mg, K, V, Cr, Ni, Co, Cu и меньше SiO2. Это объясняется тем, что при выветривании соединения Fe, Al, Mg и K участвуют в образовании глинистых минералов, которые сорбируют V, Cr, Ni, Co, Cu, Zn и другие элементы.

Процесс (эрозия, абразия, экзарация, дефляция), характеризуемый двумя показателями: сток – расход взвешенных частиц, проходящих через створ реки в год, т/год; модуль стока – сток взвешенных наносов, отнесѐнный к площади речного бассейна или региона, континента, т/(км2∙год). Механическая денудация измеряется, как правило, для одного и того же речного бассейна при изменении техногенной нагрузки.

Метод ландшафтно-геохимического мониторинга; так называются исследования распространѐнности химических элементов в различных природных средах – от глобальных геосфер до локального уровня (ландшафтов, экосистем).

Участки земной коры, минеральное вещество которых по количеству, качеству и условиям залегания при данной экономической конъюктуре пригодно для промышленного использования.

Реки, бассейн которых располагается в одной географической зоне, но гидрологический режим под влиянием местных факторов может быть несвойственен для рек этой зоны; к категории малых рек относятся реки, имеющие бассейн площадью не более 2000 км2 (водосборные бассейны
1 – 2-го порядков). Морфологическое строение бассейна малой реки отражается в его соответствующем ландшафтном рисунке (геоизображении), состоящем из стоковой и водораздельной систем. Последняя, в свою очередь, представлена двумя взаимосвязанными элементами: нижним – фандами (наиболее устойчивыми к разрушению формами) и верхним, аппроксимирующимся дугой, которая соединяет два соседних фанда. Различия в рисунках стоковой системы (перистовидная или древовидная русловая система) свидетельствуют о формировании различных типов бассейнов. Исследования показывают, что существует достаточно тесная взаимосвязь между характером структурной организованности бассейнов и подстилающим геологическим фундаментом. Устойчивость к воздействию экзогенных процессов и эрозии выше у почв лопастьевидных бассейнов; листьевидный тип бассейна свидетельствует о высоком потенциале к денудации склонов и деградации почв (Т.А. Трифонова). В каскадных системах водосборных бассейнов 1 – 2-го порядков располагаются обычно автохтонные или геохимически подчинѐнные катены, геохимия супераквальных ландшафтов в которых практически полностью определяется миграцией веществ из автономных ландшафтов.

Когда система в целом неравновесна и в ней протекают стационарные процессы, связанные с изменением температуры, давления, концентрации веществ, однако в каждой конкретной точке эти параметры принимают постоянное значение, что и определяет возможность на отдельных участках локального равновесия. Оно возникает при более медленном изменении параметров, чем устанавливается равновесие.

Методы определения степени загрязнения среды по химическому составу лишайников. Вычисляют коэффициенты их биологического поглощения, которые рассчитывают как отношение содержания элемента в лишайнике к его концентрации в корнеобитаемом слое почвы. Это даѐт возможность оценить относительную способность разных видов лишайников одного местообитания концентрировать элементы и выявить таким образом виды-индикаторы. Лишайники являются биоиндикаторами на загрязнение почв тяжѐлыми металлами. Показано, что напочвенные лишайники имеют более постоянный ряд поглощения, чем эпифитные. Лишайники эффективны и при индикации атмотехногенных загрязнений.