Читайте также:
|
№41
Водные ресурсы человечества:
Мировой океан, покрывающий 2/3 земной поверхности, - это огромный водный резервуар, масса воды в котором составляет 1,4 килограмм или 1,4 миллиарда кубических километров. Вода океана – это 97 % всей воды на планете. Являясь крупнейшим поставщиком пищевых продуктов, Мировой океан дает, по различным оценкам, от 1/6 до ¼ всех белков животного происхождения, потребляемых населением планеты в пищу. Океан и, особенно его прибрежной зоне, принадлежит ведущая роль поддержания жизни ни Земле. Ведь около 70 % кислорода, поступающего в атмосферу планеты, вырабатывается в процессе фотосинтеза планктоном (фитопланктоном). Сине-зеленые водоросли, обитающие в Мировом океане, служат гигантским фильтром, очищающем воду в процессе ее кругооборота. Он принимает загрязненные речные и дождевые воды и путем испарения возвращает влагу на континент в виде чистых атмосферных осадков.
Общий объем (единовременный запас) водных ресурсов составляет 1390 млн.куб.км, из них около 1340 млн.куб.км — воды Мирового океана. Менее 3 % составляют пресные воды, из них технически доступны для использования — всего 0,3 %.
Загрязнение водоёмов и МО:
Химическое загрязнение представляет собой изменения естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды и тому подобное). Источники и вещества, загрязняющие Мировой океан, многочисленны: от ртути до неподдающихся разложению синтетических моющих средств, часто образующих в реках толстый пены.
Наиболее массовыми веществами, загрязняющими водоемы, являются нефть и производные от нее продукты. Нефтяное загрязнение океана опасно из-за того, что на поверхности воды образуется тонкая нефтяная гидрофобная пленка, препятствующая свободному газообмену с атмосферой, что резко сказывается на океанской флоре и фауне.
Судоходство – древнейшая отрасль транспорта, связывавшая континенты и культуры еще в самом далеком прошлом. Но только второй половине нашего века оно приняло современные грандиозные масштабы. Тоннаж морского флота с 1950 по 1980 года увеличился в 6 раз. Научно-техническая революция стремительно изменила тоннаж судов, особенно танкеров: если в1970 году средний тоннаж танкера составлял 42 тысячи тонн, то уже в 1980 году — 96 тысяч тонн, при этом половина тоннажа танкерного флота мира уже приходилась на супертанкеры (более 200 тысяч тонн).
Правда, вначале 80-х годов выявилась резкая избыточность флота развитых стран, особенно супертанкеров. Тем не менее, эпоха супертанкеров и крупных танкеров и рудовозов выдвинула на первый план порты с большими глубинами подходов, вызвала концентрацию грузопотоков нефти и руды.
Экологические проблемы Мирового океана обуславливаются и "нагрузкой" на прибрежные районы, и непосредственно – на экосистемы морей. "Сдвигом к морю" называют глобальный процесс притяжения к морским берегам самой разнообразной экономической деятельности, а значит – и населения.
В прибрежных районах сложились мощные портово-промышленные комплексы. За последние 40 лет доля приморских районов населения Земли увеличилась с 30–35 до 40–45%.
Океан рассматривается как даровая свалка отходов – антропогенный "сток" уже стал гораздо больше природного: по свинцу его доля 92 %, по нефти – больше 90 %, по ртути — 70 %. Только нефтяное загрязнение Мирового океана оценивается от 3 до 15 миллионов тонн в год, причем большая часть его падает на загрязнение с суши (вынос реками) – больше.
Большую опасность для открытого океана представляют катастрофы танкеров и еще большую – атомных подводных лодок. Особо опасным стало Средиземное море, через которое проходит грузопоток в 250 миллионов тонн нефти, хотя площадь всего бассейна – только 1 % Мирового океана.
Все это говорит о нарастающей конфликтности использования Мирового океана – развитие добывающей промышленности на шельфе и широкий сброс промышленных отходов в океан подрывают условия для традиционных отраслей рыболовства и рекреации. К тому же и сами отдыхающие на побережье ухудшают экологическую ситуацию.
Кроме химического и нефтяного загрязнения, существует еще один вид загрязнений, особенно опасный для океана, - радиоактивное загрязнение при захоронении радиоактивных отходов. Загрязнение морей и океанов радиоактивными отходами является одной из важнейших проблем современности.
За последние годы был принят ряд важных международных соглашений по охране морей и океанов от загрязнений. В соответствии с этими соглашениями промывка танкеров и сброс отработанных судовых вод должны осуществляться в специальных портовых устройствах. Каждая страна, подписавшая соглашение, несет юридическую и материальную ответственность за загрязнение вод океанов и морей.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Объем загрязнений из этого источника составляет 2, 0 млн. т. /год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину, а по толщине количество литров на квадратный километр.
Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды - против сорных растений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями.
В настоящее время более 5 млн. т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем.
Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические инсектициды получаются путем хлороирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации.
В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1, 2 млн. т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во все районах Земнего шара. Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0, 03 - 1, 2 кг. /л.
Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.
Соединения с канцерогенными свойствами. Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).
Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.
Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3, 5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. т. /год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается.
При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предриятий поступали в залив Минамата. Свиней - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свиней активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30) т. свинца в год.
Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг). Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.
Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии.
В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0, 56% азота; 0, 44% фосфора; 0, 155% цинка; 0, 085% свинца; 0, 001% ртути; 0, 001% кадмия. Во время сброса прохождение материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.
Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен награнице воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.
При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.
Тепловое загрязнение. Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом теипературы усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.
На основании обобщения материала можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упроще нию экосистемы.
Защита от загрязнения:
Успешное восстановление водных ресурсов при одновременном вовлечении их в хозяйственный оборот, то есть воспроизводство водных ресурсов, предотвращение вероятных новых загрязнений возможно лишь при проведении комплекса мероприятий, включающих очистку сточных вод и водоемов, внедрение оборотного водоснабжения и малоотходных технологий.
Безотходная технология развивается в нескольких направлениях:
1)Создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе существующих внедренных и перспективных способов очистки сточных вод.
2)Разработка и внедрение систем утилизации отходов производства и потребления их как вторичный материальный ресурс, что исключает их попадение в водную среду.
3)Создание и внедрение принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, которые позволяют исключить или сократить технологические стадии, дающие основное количество жидких отходов загрязнителей.
№49
Земельные ресурсы:
Земельные (почвенные) ресурсы определяются мировым земельным фондом, который (без учета Антарктиды) составляет 13,4 млрд. га. Однако структура земельного фонда не очень благоприятна:
Из приведенных данных видно, что только 34% земельных ресурсов обеспечивают 98% необходимых человеку продуктов питания. Эти земли сосредоточены в основном в лесных, в лесостепных и степных зонах нашей планеты. А остальное — территории, непригодные для сельскохозяйственной обработки земель. Сюда относятся горы, территории, скованные вечной мерзлотой, пустыни, полярные пространства Канады, Гренландии, России и США.
Доля пашни, лугов и пастбищ заметно колеблется по странам и континентам в зависимости от природных условий и степени сельскохозяйственного освоения. Основные массивы пахотных земель в мире сосредоточены в Северном полушарии — в Европе, в Южной Сибири, в Юго-Восточной, Восточной и Южной Азии, на равнинах Канады и США, а основные площади, занятые лугами и пастбищами, располагаются в Южной Америке, Австралии, Африке, Европе, Азии.
Земельные ресурсы мира
Вид ресурса %
пашни, сады, плантации, то есть обрабатываемые земли; 11%
луга, пастбища; 23%
леса и кустарники; 30%
антропогенные ландшафты (населенные пункты, центры промышленности, транспортные линии); 3%
малопродуктивные земли (пустыни, болота, ледники). 33%
Во-вторых, одновременно с увеличением площади обрабатываемых земель и пастбищ происходит их ухудшение, деградация. Специалистами определено, что вследствие эрозии из сельскохозяйственного оборота ежегодно выпадает 6-7 млн. га. Заболачивание, засоление выводит из строя еще 1,5 млн. га. Но настоящим «пожирателем» земель в засушливых районах мира стало опустынивание. Оно охватило площадь в 9 млн. км2 и угрожает еще 30 млн. км2. Наступают на сельскохозяйственные земли пески Сахары, Атакамы, Намиб, пустынь Юго-Западной Азии. При этом пустыни наступают на степи, степи — на саванны, саванны — на леса. Главная причина роста пустынь — «перегрузка» полей сельскохозяйственными культурами, вырубка лесов, выпас скота. Особенно сильно процесс опустынивания проявляется в Сахаре, т.е. в странах Африки, которые расположены на границе Сахары и саванны. Следующие одна за другой необычно жестокие засухи, поразившие эти страны в 70-80 годах, явились следствием неправильных методов эксплуатации почв в условиях тропиков Африки. Негативную роль сыграл также чрезмерный выпас скота и уничтожение и без того скудной растительности с целью заготовки дров. Сахельские засухи принесли смерть многим африканцам. Процесс опустынивания — важная экологическая проблема, которую надо решать в глобальном масштабе.
Деградация сельскохозяйственных земель происходит не только из-за опустынивания. Огромной угрозой являются городские и сельские поселения людей и развитие промышленности. Например, потери возделываемых земель за счет строительства в Японии составляет 5,7%, в Австрии — 3,6%, в США — 2,8%, в Италии — 2,5%, во Франции — 1% от общей территории страны.
В результате всех этих процессов общая площадь сельскохозяйственных земель в мире ежегодно уменьшается на 50-70 тыс. км2.
Эрозия почв — это процесс их разрушения. Различают водную и ветровую эрозию.
Водная эрозия происходит под воздействием временных потоков атмосферных вод (ливневые дожди, талые воды и т. д.). Различают плоскостную, или поверхностную, и линейную, или глубинную, водную эрозию.
1) Плоскостная эрозия проявляется в сносе поверхностными водами верхних, наиболее богатых гумусом и элементами питания горизонтов почвы. В результате этого процесса почва лишается самого плодородного слоя, а на поверхность выходит материнская порода.
2)Линейная эрозия — это размыв почвы с образованием вначале небольших промоин, развивающихся впоследствии в громадные овраги. Некогда ценные сельскохозяйственные угодья расчленяются многочисленными рытвинами и оврагами и переходят в разряд бросовых земель. Линейная эрозия развивается вслед за плоскостной и охватывает незначительную площадь, но более заметна, чем эрозия плоскостная.
Разрушение почвы текущими водами наблюдается и в условиях орошаемого земледелия. Здесь оно проявляется в систематическом выносе почвенных частиц оросительными водами, за что этот вид эрозии и получил название ирригационный.Водная эрозия распространена в районах с сильнорасчлененным рельефом. У нас она наиболее выражена в лесостепной и степной зонах и в горных областях страны.
Ветровая эрозия, или дефляция, сопровождается выдуванием мелких почвенных частиц ветром и переносом их на значительные расстояния. В местах выдувания посевы гибнут из-за обнажения корневой системы растений, и засекания их движущимися с большой скоростью частицами, тогда как в зоне отложения мелкозема посевы оказываются погребенными под толстым слоем пылевидных наносов. В период сильных ветров в воздух на большую высоту поднимается такое громадное количество пыли, что становится темно, как в сумерки. Такие бури называют пыльными (или черными) они могут возникать в любое время года.
Пыльные бури не только губят посевы, но и сильно снижают плодородие почвы. Нередко на ветробойных участках, где сила ветра бывает максимальной, почвы в течение нескольких дней полностью теряют перегнойный горизонт. В то же время, по подсчетам X. Беннета, на восстановление гумусового слоя толщиной 2,5 см естественной растительностью требуется от 300 до 1000 лет.
Ветровая эрозия наиболее распространена в слабооблесненных и открытых для ветров степных районах.
Причин возникновения эрозии много. Основная из них — нерациональное использование сельскохозяйственной территории, выражающееся прежде всего в уничтожении естественной растительности.Растительный покров предохраняет почву от чрезмерного иссушения, резко снижает скорость ветра у поверхности почвы, защищает почвенные агрегаты от механического разрушения каплями дождя. Корневая система растений не только скрепляет почвенные частицы, препятствуя их выдуванию и смыву, но и способствует образованию водопрочной структуры. Накапливающийся на поверхности почвы слой влагоемких органических остатков в виде лесной подстилки или дернины препятствует возникновению потоков текущих вод даже в период обильного увлажнения. Этому благоприятствует также хорошая водопроницаемость почв, которые под покровом растений меньше промерзают зимой и быстрее оттаивают весной.
Существенное влияние на интенсивность проявления эрозии почв оказывают также рельеф территории, климат, состав и свойства почв. Пересеченность местности, обилие ливневых осадков, высокая скорость ветра, сильное иссушение почвы и незначительное содержание гумуса в ней, содержание в почве большого количества пылеватых и песчанистых частиц, карбонатность материнских пород усиливают процессы разрушения почв.
Подробная классификация и диагностика смытых почв различных типов разработана С. С. Соболевым.
Подверженные разрушению почвы, в зависимости от степени эродированности, можно подразделить на следующие категории:
1) слабоэродированные (потеряно не более половины гумусового горизонта, припахивается его нижняя часть или подзолистый горизонт), среднеэродированные (потеряно более половины или весь гумусовый горизонт, припахивается верхняя часть переходного или иллювиального горизонта, придающих почве буроватый оттенок),
2) сильноэродированные (утрачен частично переходный или иллювиальный горизонты, припахивается средняя или нижняя часть этих горизонтов, пахотный слой имеет бурую окраску и глыбистый),
3) очень сильноэродированные (полностью потерян переходный или иллювиальный горизонты, распахивается бесплодная материнская порода).
При дальнейшем развитии эрозии почвы, когда бывают полностью смыты все почвенные горизонты и почвы настолько потеряли плодородие, что не распахиваются, на почвенных картах показывают выходы почвообразующих пород. Эти породы делятся на две группы: рыхлые, еще пригодные для пахоты, залужения и облесения, и каменистые плотные породы (выходы мела, опок, песчаников, известняков и т. д.), где обычная пахота невозможна.
Почвы, подверженные ветровой эрозии, по степени эродированности разделяют также на четыре категории: слабо-, средне-, сильно- и очень сильноэродированные, пользуясь описанными выше признаками для почв, подверженных водной эрозии.
Намытые почвы разделяют по мощности отложившегося слоя: слабонамытые — до 20 см, средненамытые — 20—50 см и сильнонамытые — более 50 см.
Намытые почвы отличаются повышенным плодородием, когда откладываются мелкоземистые продукты разрушения гумусовых горизонтов. Если на поверхности почвы откладываются значительные толщи продуктов разрушения подпочвы (глина, песок, щебенка) или более глубоких, но менее плодородных горизонтов, то такие намытые почвы отличаются резко сниженным плодородием. При определении намытых почв нужно указывать, на какую почву отложился водный или эоловый нанос. Классификацию намытых почв обычно составляют на месте, учитывая состав наносов.
Загрязнение почв:
Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ
на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация
(ПДК). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного
вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в
частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за
допустимые границы экологической ниши человека.
В соответствии со степенью устойчивости против загрязняющих веществ
выделяются почвы:
1. очень устойчивые;
2. устойчивые;
3. среднеустойчивые;
4. малоустойчивые;
5. очень мало устойчивые.
По степени чувствительности к загрязняющим веществам почвы можно
разделить следующим образом:
1. очень чувствительные;
2. чувствительные;
3. среднечувствительные;
4. малочувствительные;
5. устойчивые.
Чувствительность, или устойчивость почв по отношению к загрязняющим
веществам, целесообразно определять в соответствии с:
1) содержанием гумуса;
2) его качеством;
3) биологической активностью;
4) глубиной гумусового горизонта;
5) содержанием фракции < 0,01 мм и учетом содержания фракции <0,001 мм
(механический состав почвы);
6) глинистых минералов;
7) глубиной почвенного профиля.
Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами,
отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-
бытовых предприятий.
1) Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к
постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают
численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.
2) Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в
результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов.
В ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших
количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их
применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в
почве и ее отравлению.
3) Вместе с навозом и фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные
бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через
продукты питания попадают в организм человека.
4)Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах,
на лесосеках и т.д.
Наибольшей трансформацией подвергается самый верхний, поверхностный
горизонт литосферы. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает
земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная
почва. При неправильной эксплуатации почвы безвозвратно уничтожаются в
результате эрозии, засоления, загрязнения промышленными и иными отходами.
Под влиянием деятельности людей возникает ускоренная эрозия, когда почвы
разрушаются в 100 – 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В
результате такой эрозии за последнее столетие утрачено 2 млрд. га
плодородных земельных угодий, или 27% земель сельскохозяйственного
использования.
Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и воды. В почву
попадают различные твердые и жидкие отходы промышленного производства,
сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Основными
загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения,
радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.
Главными источниками загрязнения являются:
1) Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ
преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный
мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы
домашнего обихода; мусор общественный учреждений – больниц,
столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву
нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие
вредные организмы, которые через продукты питания попадают в
организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие
представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа,
дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве
разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные
бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в
почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет),
газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие
микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц
гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда
гельминтозов. Некоторые гельминты – геогельминты (аскариды,
власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.)
проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное
время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид
могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы
России – до 7-8 лет, Средней Азии – до 15 лет; яйца власоглавов –
от 1 до 3 лет.
2) Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах
постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать
токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества.
Например, в отходах металлургической промышленности обычно
присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная
промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения
мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон
образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной
промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар,
кубовые остатки.
3) Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании
каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу
сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов
оказывающихся в почве.
4) Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском
и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и
сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота
веществ происходит в результате недозированного применения
минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны,
спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней,
уничтожают сорную растительность, освобождают человека от
кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия,
клещевой энцефалит и др.), с другой стороны – разрушают
естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных
организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды
обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на
окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание
на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания,
долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду,
из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха
и почвы в растения, организм травоядных животных и человека.
Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии,
яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты
питания попадают в организм человека.
5) Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно
выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества,
оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый
автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в
виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами
автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он
может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется.
Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в
тканях растений. Это явление можно сопоставить со все
увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетра-этил
свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным
движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме
всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного
превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные
клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут
выполнять предназначенные им в организме функции. В начале
отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее
утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления
являются расстройства функции нервной системы и поражение головного
мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг
загрязняющих веществ на человека.
Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные
вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического
состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов.
Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и
вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы.
В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути,
свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными
отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в
год. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно
судить по следующим данным: за столетие (1870-1970) на земную поверхность
осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка, сурьмы
составили по 600 тыс. т, мышьяка – 1,5 млн. т, кобальта – свыше 0,9 млн. т,
никеля – более 1 млн. т.
Деградация и загрязнение земель
Самыми мощными источниками загрязнения почвенных покровов являются крупные комбинаты цветной металлургии. В прилегающих к ним землях зарегистрированы высокие уровни тяжелых металлов, относящихся к i классу опасности. Объясняется это прежде всего тем, что на горнодобывающих предприятиях отрасли все еще преобладает открытый способ добычи минерального сырья. В десятках городов вблизи металлургических предприятий в почвенном покрове обнаружены тяжелые металлы в количестве, равном или превышающем пдк.
В десятки раз превышает пдк загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами в местах, связанных с ее добычей, переработкой, транспортировкой и распределением. Система показателей, отражающих изменение процессов почвообразования.
Промышленные и сельскохозяйственные загрязнения изменяют свойства почвы и почвообразовательных процессов, снижают потенциальное плодородие, технологическую и питательную ценность сельскохозяйственной продукции и т.д. Для контроля, определения комплекса природоохранных мероприятий и прогноза потенциальной продуктивности почвы разработана единая система показателей, отражающих изменение процессов почвообразования и как следствие — свойств почвы. Система показателей позволяет анализировать состояние почвы (водно-физические, химические и биологические свойства) в условиях антропогенных загрязнений. Классификация почв учитывает влияние загрязняющих веществ на такие почвенные изменения, как:
А) продукции биомассы;
б) хозяйственных частей урожаев;
в) технологической ценности этих урожаев;
Г) питательной ценности урожаев; д) ухудшение санитарно-гигиенической ценности.
Охрана и использование почв и земельных ресурсов
К землям природоохранного, рекреационного и оздоровительного назначения относятся земли заповедников, национальных и дендрологических парков, ботанических садов, курортов и других объектов аналогичного назначения. Землями лесного фонда признаются земли, покрытые лесом, а также не покрытые лесом, но предназначенные для нужд лесного хозяйства. К землям водного фонда относятся земли, занятые водоемами, гидротехническими, водохозяйственными сооружениями, а также полосы отвода по берегам водоемов. Землями запаса являются все земли, не предоставленные во владение и долгосрочное пользование. Земли запаса предназначаются для предоставления во владение, пользование и аренду.
Охрана земель включает систему организационных, экономических, правовых, инженерных и других мероприятий, направленных на защиту их от расхищения, необоснованных изъятий из сельскохозяйственного оборота, нерационального использования, вредных антропогенных и природных воздействий, в целях повышения эффективности природопользования и создания благоприятной экологической обстановки.
Охрана земель и их рациональное использование осуществляются на основе комплексного подхода к угодьям как к сложным природным образованиям (экосистемам), с учетом их зональных и региональных особенностей. Система рационального использования земель должна носить природоохранный, ресурсосберегающий характер и предусматривать сохранение почв, ограничение воздействий на растительный и животный мир, геологические породы и другие компоненты окружающей среды. Охрана земель предусматривает:
— защиту земель от водной и ветровой эрозии, солей, от подветровой эрозии, подтопления, заболачивания, вторичного засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения отходами производства, других процессов разрушения;
— рекультивацию нарушенных земель, повышение их плодородия и других полезных свойств;
— снятие и сохранение плодородного слоя почвы, с тем чтобы использовать его для рекультивации земель или повышения плодородия малопродуктивных угодий;
— установление особых режимов пользования для земельных участков, имевших природоохранное и историко-культурное значение.
Все землевладельцы, землепользователи и арендаторы, независимо от форм и сроков использования земель, осуществляют работы по защите и повышению качества земель за счет собственных средств и несут ответственность за ухудшение экологической обстановки на своем земельном участке и сопряженной территории, связанное с их деятельностью.
В 1992 г. Правительство российской федерации приняло постановление «об утверждении положения о порядке осуществления государственного контроля за использованием и охраной земель». Специально уполномоченными государственными органами, осуществляющими государственный контроль за использованием и охраной земель, являются: комитет по земельной реформе и земельным ресурсам при правительстве рф и его органы на местах, госкомитет по охране окружающей среды рф и его органы на местах, санитарно-эпидемиологическая служба рф, министерство архитектуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства рф и местные органы архитектурно-строительного надзора.
Земельный кадастр
Для обеспечения рационального использования и охраны земель, защиты прав собственников земли, землепользователей и арендаторов и создания объективной основы для установления цены на землю, земельного налога, арендной платы в российской федерации ведется государственный земельный кадастр. Государственный земельный кадастр содержит информацию о землях всех категорий и ведется по единой методике в тесной взаимосвязи и с соблюдением принципа совместимости с территориальным, лесным, водным кадастрами и кадастрами других видов природных ресурсов. Получение исходной информации для ведения государственного земельного кадастра обеспечивается проведением необходимых космоаэросъемочных, топографо-геодезических и других обследований и изысканий. Для оперативного обновления земельно-кадастровой информации используются материалы текущих обследований, съемок и мониторинга земель.
Оценка земель населенных пунктов и других категорий земель осуществляется с учетом их местоположения, функционального использования, степени социального и инженерно-транспортного обустройства, экологической ситуации. Данные государственного земельного кадастра подлежат обязательному применению при планировании, использовании и охране земель, их изъятии и предоставлении, определении платежей за землю, проведении землеустройства, оценке хозяйственной деятельности, осуществлении государственного контроля и других мероприятий, связанных с использованием и охраной земельПочвозащитная система земледелия
Большое значение имеет внедрение почвозащитной бесплужной системы земледелия. Только переход от отвальной вспашки к бесплужной обработке уменьшает смыв почвы в 2—4 раза. А дополнение ее щелеванием на склонах круче 1° уменьшает смыв почвы в 18—23 раза. Бесплужная обработка предотвращает появление пыльных бурь, в значительной степени снижает потенциальную засоренность пахотного слоя семенами сорных растений, очищает почву от сорняков, что, в свою очередь, позволяет уменьшить пестицидную нагрузку. Бесплужная обработка, замедляя нитрификационные процессы в почве, уменьшает содержание свободных нитратов в сельскохозяйственной продукции, т.е. Позволяет вырастить экологически чистую продукцию. Вспашка с оборотом пласта, столетиями культивирующаяся в отечественном земледелии, нарушает естественные законы почвообразования и внутрипочвенные взаимосвязи. Дело в том, что верхние горизонты почвы заселены аэробной биотой, требующей для жизни кислород, а нижние горизонты, наоборот, — анаэробной биотой, для которой кислород губителен. С оборотом пласта почвенная биота становится нежизненной и погибает, превращая пахотный слой в полуинертную порошкообразную массу, нарушая внутрипочвенные взаимосвязи. Чтобы после такого вмешательства восстановить равновесие, требуется систематическая. Бесплужная обработка в течение 5—10 лет.
Бесплужная обработка почвы — высокоэффективный агромелиоративный прием. Годовой влагонакопительный эффект ее равен 30—50 мм, что стабилизирует земледелие, особенно во время сильных засух. Таким образом, почвозащитная бесплужная система земледелия — альтернатива угрожающей экологической ситуации, которая создалась в сельскохозяйственном производстве. При обработке почвы без оборота пласта в почве ускоряются восстановительные процессы, возрастают коэффициенты гумификации органического вещества и потенциальное почвенное плодородие. Перестав оборачивать пласт и оставив на поверхности почвы менее ценную часть урожая, моделируют дерновый (черноземный) процесс почвообразования в производственных условиях. Бесплужная обработка почвы позволила использовать в качестве удобрения помимо навоза, которого всегда не хватает, малоценную часть урожая: солому, измельченные стебли кукурузы, подсолнечника и других грубостебельных культур, ботву картофеля, томатов, кормовой и сахарной свеклы и т.п. Любые пожнивные органические остатки при бесплужной обработке почвы можно использовать для воспроизводства почвенного плодородия.
Мониторинг земель
Это система наблюдения за состоянием земельного фонда для своевременного выявления и оценки изменений, предупреждения и устранения последствий негативных процессов. Согласно положению «о мониторинге земель в российской федерации», утвержденному постановлением правительства россии 15 июля 1992 г., мониторинг земель является составной частью мониторинга окружающей природной среды. Объектом мониторинга земель являются все земли российской федерации независимо от форм собственности на землю, целевого назначения и характера использования. Мониторинг земель имеет подсистемы, соответствующие категориям земель:
— сельскохозяйственного назначения;
— населенных пунктов;
— промышленности, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики и космического обеспечения, энергетики, обороны и иного назначения;
— природоохранного, природно-заповедного, оздоровительного, рекреационного и историко-культурного назначения;
— лесного фонда;
— водного фонда;
— запаса.
В зависимости от территориального охвата осуществляется федеральный, региональный и локальный мониторинг земель. В соответствии с международными научно-техническими программами российская федерация может принимать участие в работах по глобальному мониторингу земель. При ведении мониторинга земель выявляются следующие процессы:
— эволюционные (связанные с естественно-историческими процессами развития);
— цикличные (связанные с суточными, сезонными, годовыми и иными периодами изменений природного характера);
— антропогенные (связанные с человеческой деятельностью);
— чрезвычайные ситуации (связанные с авариями, катастрофами, стихийными и экологическими бедствиями). Основными задачами мониторинга земель являются:
— своевременное выявление изменений состояния земельного фонда, их оценка, прогноз и выработка рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов;
— информационное обеспечение государственного земельного кадастра, рациональное землепользование и землеустройство, контроль за использованием и охраной земель.
Содержание мониторинга земель составляют систематические наблюдения (съемки, обследования и изыскания) за состоянием земель, выявление изменений и оценка:
— состояния землепользовании, угодий, полей, участков;
— процессов, связанных с изменением плодородия почв (опустынивание, развитие водной и ветровой эрозии, потери гумуса, ухудшение структуры почв, заболачивание и засоление), зарастанием и закустариванием сельскохозяйственных угодий, загрязнением земель пестицидами, тяжелыми металлами, радионуклидами, другими токсичными веществами;
— состояния береговых линий рек, морей, озер, заливов, водохранилищ, лиманов, гидротехнических сооружений;
— процессов, вызванных образованием оврагов, оползнями, селевыми потоками, землетрясениями, карстовыми, криогенными и другими явлениями;
— состояния земель населенных пунктов, объектов нефте- и газодобычи, очистных сооружений, навозохранилищ, свалок, складов горюче-смазочных материалов, удобрений, стоянок автотранспорта, мест захоронения токсичных промышленных отходов и радиоактивных материалов, а также других промышленных объектов. Оценка состояния земель выполняется путем анализа ряда последовательных наблюдений (периодических, сезонных, суточных), направленности и интенсивности изменений и сравнения полученных показателей с нормативными. Показатели состояния земель выражаются как в абсолютных, так и в относительных значениях, отнесенных к определенному периоду или сроку. По результатам оценки состояния земель составляются оперативные сводки, доклады, научные прогнозы и рекомендации с приложением к ним тематических карт, диаграмм и таблиц, характеризующих динамику и направление развития изменений. Мониторинг земель ведется комитетом по земельной реформе и земельным ресурсам при правительстве рф (роскомземом) и государственным комитетом по охране окружающей среды и при участии министерства сельского хозяйства, министерства архитектуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства, комитета по геологии и использованию недр при правительстве рф, других заинтересованных министерств и ведомств. Организация и координация деятельности указанных министерств и ведомств, обобщение данных мониторинга земель осуществляются роскомземом и госкомприродой россии.
Мониторинг земель ведется с соблюдением принципа совместимости разнородных данных, основанного на применении единых классификаторов, кодов, системы единиц, стандартных форматов данных и нормативно-технической базы, государственной системы координат и высот. Для получения необходимой информации при мониторинге земель применяются: дистанционное зондирование (съемки и наблюдения с космических аппаратов, самолетов, средств малой авиации и др.), наземные съемки и наблюдения, фондовые данные.
Главное назначение съемок и наблюдений с космических аппаратов и самолетов — получение характеристик состояния земель на глобальном и региональном уровнях. Съемки и наблюдения с помощью малой авиации производятся для локального мониторинга земель и уточнения аэрокосмической информации. Наземные наблюдения проводятся по всем категориям земель с использованием полигонов, эталонных участков, стационарных и передвижных лабораторий.
В зависимости от сроков и периодичности проведения осуществляются три группы наблюдений за состоянием земель: базовые (исходные, фиксирующие состояние объектов наблюдений на момент начала ведения мониторинга земель), периодические (через год и более), оперативные (фиксирующие текущие изменения). Первичные данные, получаемые при непосредственных наблюдениях за состоянием земельных угодий, полей, участков, обобщаются по районам, городам, автономным образованиям, областям, краям, республикам в составе российской федерации и по российской федерации в целом, а также по отдельным природным комплексам. Оперативный (дежурный) мониторинг земель ведется комитетами по земельной реформе и земельным ресурсам районов, городов и автономных образований с использованием данных базового и периодического мониторинга. Полученные результаты накапливаются в архивах (фондах) и банках данных автоматизированной информационной системы.
Контроль за загрязнением почвы.
В стране ведется тщательный контроль загрязнения почв сельскохозяйственных районов, в ближайшем окружении городов и промышленных объектов, а также на фоновом уровне. Большое значение имеет контроль за фоновым загрязнением почвенного покрова. Оно отражает общее глобальное загрязнение атмосферы и — как следствие этого — почвы. В почвах сельхозугодий контролируются все применяемые пестициды: гексахлорциклогексан, гранозан, полихлорпропилен, метафос, цирам, севин, гептахлор, карбитион и др. Их содержание определяется сразу после обработок, а также в последующее время, чтобы определить скорость разложения. Продолжается контроль и ддт: хотя этот препарат и запрещен к применению, но из-за своей стойкости еще присутствует в почвах и может загрязнять сельскохозяйственную продукцию.
Почвы территорий, прилегающих к городам и промышленным комбинатам, контролируются на содержание в них тяжелых металлов, бензапирена и других токсичных веществ. Важное значение для понимания процессов загрязнения почв, особенно в результате атмосферного переноса, имеет анализ поступления загрязняющих веществ на поверхность земли. Для этой цели ведется контроль загрязнения атмосферных осадков. В условиях нашей страны важно следить за загрязнением снежного покрова, так как с таянием снегов загрязняющие вещества поступают на поверхность ландшафта. Контроль загрязнения снежного покрова на территории россии осуществляют 625 пунктов на площади 15 млн. Км2. В пробах определяются ионы сульфата, нитрата аммония, значения рн, а также наличие бензапирена, тяжелых металлов. По сути дела, каждый раз создается карта распределения загрязнения на территории страны. Эти данные служат ценным источником информации и используются при разработке мер, снижающих уровень загрязнения окружающей среды. Объектами сети наблюдений за загрязнением почв являются сельскохозяйственные угодья (поля), отдельные лесные массивы, зоны отдыха (парки, санатории, дома отдыха) и прибрежные зоны. Отбор проб проводится в 234 хозяйствах, расположенных в 123 районах российской федерации на площади более 4 тыс. Га. Число отбираемых проб в год составляет 4400, число компоненте-определении — около 30 тыс. Для оценки загрязнения грунтовых вод заложено пять разрезов глубиной 2 м. В отобранных пробах наличие пестицидов — 21 наименование.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 45 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |