Защита атмосферы, гидросферы, литосферы

Атмосфера – газовая оболочка, не имеющая четко выраженной верхней границы, существующая благодаря гравитационному притяжению Земли и достигающая высот 200-300 км.

Масса атмосферы составляет примерно одну миллионную массы планеты.

Помимо постоянных компонентов (в сухом чистом воздухе по объёму в %: N₂ – 78,08; O₂ – 20,95; Ar – 0,94; CO₂ – 0,03; остальное – гелий, метан, криптон, озон) в атмосфере практически всегда содержатся и посторонние примеси.

К основным загрязнителям атмосферы (данные ЮНЕП – программа ООН по окружающей среде) можно отнести: SO₂ и частицы – пыли (200 млн. т/год); NO_x (60 млн. т/год); CO и CO₂ (8000 млн. т/год); углеводороды C_xH_y (80 млн. т/год).

Часть загрязнителей попадает в атмосферу естественным путём (вулканическая деятельность, грозы, лесные пожары, деятельность живых организмов), однако весомый вклад вносят и антропогенные источники среди которых наиболее важные это (данные по РФ за 1996 г. в тыс. т) автотранспорт (10955); теплоэнергетика (4748); металлургия (6133); нефтегазовая промышленность (2699); химическая промышленность (454).

Состав антропогенных выбросов конкретной территории зависит от характера промышленных предприятий. В настоящее время учитывается около 500 вредных веществ загрязняющих атмосферу.

Среди них наиболее опасны (из встречающихся на территории Тамбовской области) – многоядерные ароматические углеводороды (бензпирены), фосген, хлор, фенол, бензол, формальдегид, аммиак, ХФУ и т. д. Кроме того, вместе с пылью в организм человека через дыхательный тракт часто поступают патогенные микроорганизмы, тяжёлые металлы и радиоактивные изотопы.

При совместном присутствии в воздухе нескольких загрязнителей может происходить их взаимодействие друг с другом, приводящее к образованию ещё более опасных загрязнителей. Например, в воздухе крупных городов в результате взаимодействия между углеводородами, оксидами азота и серы образуется смог, резко ухудшающий условия жизни людей.

Почва – это верхний слой литосферы, образовавшийся из минеральных соединений (горных пород) под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями. Поверхностные слои почвы содержат большое количество остатков растений и животных, разложение которых приводит к образованию гумуса (перегноя). Гумус – органическая часть почвы, образующаяся в результате биохимических превращений растительных и животных остатков. Количество гумуса определяет плодородие почвы. Плодородный слой почвы формируется очень долго. В то же время ежегодно вместе с урожаем из почвы изымаются десятки миллионов тонн азота, калия, фосфора – главных компонентов питания растений. При отсутствии пополнения почв соединениями азота его запас может быть израсходован за 50-100 лет.

Почва является индикатором многолетних природных процессов: ее состояние - результат длительного воздействия разнообразных источников загрязнения. Для полного восстановления слоя почвы толщиной 1 см в естественных условиях требуется 250-300 лет. В процессе деятельности человека появились факторы прямого или косвенного разрушительного воздействия на почву. Выбросы в атмосферу от промышленных предприятий и автотранспорта, орошение земель загрязненными водами, нарушение технологических требований при добыче, переработке и использовании нефтепродуктов, многочисленные аварии на нефтепроводах, несбалансированное применение минеральных удобрений и пестицидов приводят к загрязнению почв, ухудшению их физического и химического состояния и в результате к снижению плодородия.

Хозяйственной деятельностью охвачено 60 млн. км² (40%) суши. Ежегодное потребление минерального сырья составляет около 10 млрд. тонн, в результате землю изрыли рудники, шахты, впадины на месте открытых разработок. Срыты природные горы, на месте плодородных земель появились отвалы отходов добычи полезных ископаемых. Уничтожают почву транспортные магистрали, строительство сооружений и жилья. Неблагоприятные изменения в почве наступают и в результате неправильных севооборотов, т.е. ежегодного посева одних и тех же культур.

Уничтожение лесов ведет к эрозии (от лат. erosio – разъедание) почвы, размыванию оврагов. Искусственные водохранилища поглотили большие площади пахотной земли, в ряде мест вызвали заболачивание. Пятнадцать процентов всей поверхности суши земли уже деградировало из-за вмешательства человека. Причинами, вызвавшими такую деградацию, является перевыпас скота (34,5%), сведение лесов (25,5%), распашка (28%) и

засоление почв в результате орошения (8%).

Неблагоприятное воздействие на почвенный покров оказывает эрозия почв, которая заключается в разрушении и сносе почвы и подстилающих пород потоками воды или ветра. Эти процессы приводят к нарушению экологического равновесия. Эрозия невероятно активизировалась в связи с антропогенной деятельностью, связанной с неправильным ведением хозяйства. Более 25 млрд. т вещества ежегодно выносится с обрабатываемых земель, дополняя естественную эрозию. При нынешних темпах естественной эрозии плодородный верхний слой почвы на Земле истощается со скоростью 7% за десятилетие. Хозяйственная деятельность усиливает процесс естественной эрозии в 2-2,5 раза.

Почвенная эрозия (ранее сугубо местное явление) ныне приобрела всеобщий характер, В США, например, около 44% обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России исчезли уникальные богатые черноземы с содержанием гумуса 14-16%, которые называли цитаделью русского земледелия. Площади самых плодородных земель с содержанием гумуса 10-13% сократилось почти в 5 раз.

Для преодоления экологически неблагоприятных последствий эрозии почв необходимо проводить специальные противоэрозионные мероприятия. Агромелиоративные мероприятия подразумевают правильную вспашку полей, использование для этого специальной техники, разработку противоэрозионных севооборотов. Луго- и лесомелиоративные мероприятия включают в себя залужение эрозированных территорий и посадку различного рода противоэрозионных и ветрозащитных лесополос. Гидромелиоративные работы направлены на создание специальных сооружений для перераспределения поверхностного стока, противоэрозионных прудов в оврагах и балках, земляных валов на водосборах, водоотводящих каналов и т.д.

Большая часть загрязняющих веществ поступает в почвы с атмосферными осадками, с мест складирования промышленных и бытовых отходов, с удобрениями и пестицидами, вносимыми в почву. В почве протекают процессы самоочищения, эффективность которых зависит от ряда факторов. К их числу относятся температура, влажность и воздухопроницаемость почвы, содержание гумуса, поглощающая способность и, главное, характер и активность почвенных биоценозов. В почве присутствует значительно больше микробной и грибковой флоры, чем в водоемах. Поэтому разложение химических соединений в ней осуществляется гораздо активнее.

Перегрузка почвы нечистотами, органическими отбросами и химическими веществами замедляет самоочищение.

Особая ситуация складывается во многих странах мира, в том числе и в России, в связи с широким использованием пестицидов и химических удобрений. Пестицидами называют все химические вещества, используемые для борьбы с различными организмами. Используется около двух тысяч видов пестицидов. Их применяют в качестве средств борьбы с насекомыми (инсектициды), грибами (фунгициды), сорняками (гербициды), для удаления листьев (дефолианты), уничтожения грызунов (зооциды). В сельскохозяйственном производстве Тамбовской области используется более 50 наименований пестицидов, в том числе 12 инсектицидов, 17 фунгицидов и более 20 гербицидов. Пестициды — это единственный загрязнитель, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Молекулы ядохимикатов включаются в природные процессы миграции и круговорота веществ и разносятся вместе с атмосферными потоками на большие расстояния, вплоть до Антарктиды, где ледовый панцирь накопил 2000 т пестицидов. Находящиеся в окружающей среде пестициды включаются в биогеохимический круговорот: из почвы попадают в воду и растения, затем в организмы животных. Концентрация пестицидов в живых организмах может возрасти в тысячи раз.

В организм человека ядохимикаты могут попадать с вдыханием паров и аэрозолей, в результате загрязнения кожных покровов, с загрязненной пищей и водой. Передаваясь по пищевым цепочкам пестициды нарушают обмен веществ, повреждают структуры клеток, в том числе аппарат наследственности. Проникновение пестицидов в организм человека вызывает повышение общей заболеваемости, развитие патологий беременности, торможение физического развития детей, служит причиной депрессий, нарушений памяти и т.д.

Несбалансированное применение пестицидов приводит к подавлению биологической активности почв и препятствует естественному восстановлению плодородия.

Полный отказ от использования пестицидов в сельском хозяйстве невозможен, т.к. они помогают сохранить в России до 20% урожая. Для уменьшения их вредного воздействия актуальным является соблюдение научно обоснованных рекомендаций по использованию препаратов.

Несбалансированное применение азотных удобрений обусловило накопление нитратов в почвах и сельскохозяйственных растениях, в которых они преобразуются в токсичные соединения - нитрозамины. Возрастание поступления в окружающую среду нитратов ведет к целому ряду нежелательных экологических последствий. Растительные клетки и ткани обладают большой емкостью накопления нитратов.

Использование сельскохозяйственной продукции, выращенной на переудобренной нитратами почве, наносит огромный вред здоровью человека, понижая в крови содержание гемоглобина и нарушая ее транспортную функцию. Человек относительно легко переносит дозу в 150-200 мг нитратов в день, 500 мг — предельно допустимая доза, 600 мг в сутки — доза, токсичная для взрослого человека. У грудного ребенка даже 10 мг нитратов может вызвать сильное отравление.

Ряд веществ находится в почве в формах, способствующих их миграции в атмосферный воздух, поверхностные и грунтовые воды (мышьяк, кадмий, свинец и др. тяжелые металлы). Почвы загрязнены многими другими вредными веществами, чрезмерная концентрация которых приводит к снижению, и даже потере почвенного плодородия, негативно влияет на состояние растительного и животного мира, наносит вред здоровью. В результате активной человеческой деятельности изменились химические и биологические процессы в почве. Почва перестала быть возобновимым ресурсом.

Однако, все-таки, основными видами загрязнения литосферы являются твердые бытовые и промышленные отходы. Ежегодно на одного городского жителя приходится примерно по 1 т твердых отходов, причем эта цифра постоянно увеличивается.

В Российской Федерации к середине 90-х годов общее количество всех видов накопленных бытовых, сельскохозяйственных и промышленных отходов составляло около 45 млрд. тонн. Под их складирование занято не менее 250 тысяч гектаров земельной площади. Твердых бытовых отходов ежегодно образуется более 130 млн. м³. Из них промышленным методом перерабатывается только 3,5%, остальные - вывозятся на полигоны и свалки.

Бытовые отходы могут содержать патогенные микроорганизмы, грибки, яйца гельминтов. Возбудители инфекционных заболеваний попадают в почву с нечистотами, но не находят там благоприятных условий для развития и относительно быстро погибают. Опасность заключается в том, что еще до гибели, они могут проникать в водоемы, загрязнять овощи, фрукты, руки людей. Длительно выживают в почве спорообразующие патогенные микроорганизмы столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы и ботулизма. Твердые промышленные отходы и возрастающее использование в сельском хозяйстве продуктов химического синтеза являются главными источниками загрязнения почвы токсическими веществами. По данным Всемирной Организации Здравоохранения около 50% промышленного сырья в конечном итоге становится отходами, причем около 15% обладает кислотными, щелочными или, безусловно, токсическими свойствами. Велика доля и бытовой деятельности человека: ежедневно каждый из нас выбрасывает около 1,8 кг кухонных отходов, старых газет и т.п. Неорганизованные, "дикие" свалки промышленных и бытовых отходов наносят необратимый вред почвам. В результате взаимодействия, горения, действия атмосферных осадков из отходов выделяются и вымываются в почву разнообразные вредные вещества, при взаимодействии которых образуются более сильные яды, отравляющие почву, атмосферу и подземные воды. В связи с этим, важной задачей становится переработка, обезвреживание, утилизация отходов.

Дата добавления: 2014-01-07