Загрязнение воды 1 страница

Несмотря на то, что вода является возобновляемым ресурсом, она может быть загряз­нена до такой степени, что становится непри­годной для многих видов водопользования и вредной для живых организмов. Кроме того, антропогенная деятельность приводит к деградации и разрушению водных экосистем.

Загрязнение воды связано с использованием наземных экоси­стем и загрязнением атмосферы. Это экологическая проблема не только локального, регионального, но и глобального уровня. Речные и океанические течения переносят загрязнения далеко от мест их сброса, часто пересекая государственные границы.

Загрязнение пресноводных экосистем происходит из точеч­ных и неточечных источников. Точечные источники сбрасывают заг­рязнения по трубам, канавам и канализационным системам со сточными водами. Примерами служат промышленные предприятия, очистные станции, угольные шахты, нефтяные скважины. Неточеч­ные источники - это поверхностный сток и грунтовые воды, соби­рающие загрязняющие вещества с обширных водосборных бас­сейнов: пашен, откормочных хозяйств, районов лесозаготовок, строи­тельных площадок, автостоянок, дорог и городов. Другим неточеч­ным источником является воздушный бассейн, откуда загрязняющие вещества попадают в реки, озера, водохранилища, в основном с осадками: кислотными и радиоактивными дождями и др.

В реках, особенно с быстрым течением, концентрация относи­тельно небольшого количества загрязнений может снижаться, а запасы растворенного в воде кислорода восстанавливаться благо­даря способности водоемов к самоочищению. Самоочищение - это комплекс естественных механических, физико-химических и биохимических процессов, приводящих к восстановлению перво­начальных свойств воды: разбавление, смешение, осаждение, коагуляция, биохимическое окисление и др. Это происходит в том случае, если нагрузка загрязняющих веществ не превышает экологическую аккумулирующую емкость (экологический резерв) водотока. Однако некоторые вещества очень плохо или вообще не поддаются биохимическим процессам разложения и концентри­руются в живых организмах, поступая по пищевым цепям: ДДТ, полихлорированные дифинилы, радиоизотопы, соединения ртути и др.

Существует мнение, что качество речной воды резко улучшит­ся, если делать водозаборы питьевой воды города ниже по течению, так как в этом случае люди вынуждены осуществлять глубокую очистку отходов. Однако такому превентивному подходу препятствуют политические и экономические соображения, так как брать более чистую воду выше по течению проще и дешевле.

В озерах и водохранилищах процессы самоочищения протекают менее эффективно, чем в реках, так как в них часто наблюдается вертикальная термическая стратификация, мешающая перемешиванию верхних и нижних слоев воды. Кроме того, озера и водохранилища накапливают большие объемы донных отложений, содержащих биогенные и токсичные вещества. Очистка и замена воды в них занимает от года до ста лет. Таким образом, озера представляют собой природные западни, подверженные большой опасности загрязнения. В России загрязнение грозит даже уникальному озеру Байкал - крупнейшему и самому глубокому в мире водоему с пресной водой. В результате избыточного антропогенного поступления фосфатов и нитратов в озерах развиваются процессы «цветения», называемые культурной, или антропогенной эвтрофикацией. Это явление в настоящее время стало причиной вторичного загрязнения озер, водохранилищ, эстуариев, многих районов внутренних морей и прибрежных зон океанов. Так, в США от культурной эвтрофикации в той или иной степени страдает треть из 100 тысяч озер среднего размера и 85% крупных озер, расположенных вблизи населенных центров. Огромные объемы воды, идущие на охлаж­дение электростанций, часто спиваются в озера. Слив теплой воды с одной или нескольких электростанций в одно и то же озеро или реку с медленным течением также вредно воздейству­ет на водные биоценозы и способствует эвтрофикации водоемов. Это явление называется тепловым загрязнением.

Загрязнение морских экосистем наиболее велико. Океан - наша основная свалка. Жак Кусто (1990) предупреждал: «само выживание человека как вида зависит от сохранения океана, раскинувшегося на весь мир, чистым и живым. Океан является поясом жизни для нашей планеты». Между тем, океан служит основным местом захоронения отходов человеческой деятельности. Помимо природного стока, в него поступают сельскохозяйственные, промышленные и городские сточные воды, атмосферные загрязненные осадки, мусор, стоки с судов. Происходит нефтяное загрязнение морских вод в результате утечек с танкеров и буровых платформ, а также преднамеренного слива нефти при очистке трюмов танкеров. Баржи и суда сбрасывают в океан осадки сточных вод, осадочные породы при проведении землечерпательных работ в гаванях, донные отложения рек и каналов при очистке судоходных фарватеров и т.д.

Глубоководные районы океанов способны переработать огромные объемы разных отходов, но прибрежные зоны и эстуарии страдают от загрязнения. Например, в Великобритании около 60% прибрежных акваторий сильно загрязнены, так же как и большая часть Средиземного и Балтийского морей. Есть опасения, что уже превышены предельно допустимые уровни загрязнения во многих прибрежных зонах.

Токсические химические вещества и пластмассы – такие виды загрязнений, которые полностью не разлагаются в результа­те естественных процессов самоочищения. Там, где сбрасывают­ся токсичные отходы (пестициды, синтетические органические вещества, многие пластмассы), жизнь практически отсутствует. Омары, крабы и рыбы поражены опухолями и язвами. Исследо­вания указывают, что ежегодно погибает около 2 млн морских птиц и более 100 000 морских млекопитающих (китов, тюленей, дельфинов, морских львов), которые съедают пластиковые стаканы, пакеты и другой пластмассовый мусор. Торговые суда ежедневно выбрасывают по меньшей мере 450 000 пластиковых контейнеров. За треть всего хлама, сбрасываемого в океаны, несут ответственность США.

Загрязнение океана нефтью - другая серьезная экологичес­кая проблема глобального масштаба. Чаще всего обращают на себя внимание аварии танкеров и выбросы нефти под большим давлением из буровых скважин на дне океана. Однако более половины (по некоторым оценкам, до 90%) нефти попадает в океан с суши в результате стока нефтяных отходов городов и промышленных предприятий. Воздействие нефти на морские эко­системы зависит от многих факторов: типа нефти (сырая или очищенная), размеров загрязнения и удаленности от берега, времени года, погодных условий, температуры воды, приливно-отливных течений и т.д. Нефть - это смесь сотен веществ с различными свойствами. Ароматизированные углеводороды (бензол, толуол) - главная причина мгновенной гибели многих рако­образных и немигрирующих рыб, особенно в личиночной ста­дии. В теплых водах некоторые токсичные вещества испаряются в течение одного-двух дней. Смолоподобные клейкие вещества долго остаются в воде и прилипают к оперению птиц, меху морских выдр, тюленей, к песку и скалам. Птицы и животные тонут и погибают. В теплых водах эти вещества с помощью нефтеокисляющих бактерий в течение нескольких месяцев разлагаются, в полярных морях это происходит значительно дольше. Максималь­ное долгосрочное воздействие на морские экосистемы оказывают тяжелые компоненты нефти, которые оседают на дно океана. Они вызывают гибель донных организмов: крабов, устриц, мидий и других моллюсков. Нефтяное загрязнение придает запахи и привкусы рыбам и промысловым морским организмам, что делает их непригодными для употребления человеком.

Большинство форм морской жизни восстанавливается после воздействия на них сырой нефти в течение трех лет. Восстановление жизни после воздействия очищенной нефти, особенно в эстуариях, может продолжаться десятки и более лет. Нефтяные пятна в холодных полярных водах сохраняются дольше. Нефть, которая выносится на берег, наносит серьезный экономический ущерб жителям прибрежных районов: падает доход от рыбной ловли, туризма, зон рекреации, пляжей.

Антропогенное эвтрофирование - одно из проявлений воздействий человека на водные экосистемы. В конце XX столетия эта проблема приобрела особую актуальность во всем мире. Эвтрофировоние (гр. eu - избыточный, trophe - пища) может приводить к деградации как пресноводных, так и морских экосистем, вызывает вторичное загрязнение воды и нарушает все виды водопользования.

Трофность водоемов - термин, введенный в 1921 г. немецкими гидробиологами А. Тинеманом и Э. Науманом для обозначения способности водоемов фотосинтеэировать органи­ческое вещество как пищу для рыб. Впоследствии этим термином стали пользоваться для обобщенной характеристики и классифи­кации водных экосистем. Выделяют три степени трофности водо­емов. Дистрофные (гр. dys - отсутствие, отрицание) водоемы характеризуются превышением скорости деструкции органических веществ над скоростью фотосинтеза (V_фог/V_дестр < 1) и, следовательно, очень низким содержанием органических веществ. Олиготрофные (гр. oligo - бедный) водоемы имеют сбалансированные скорости продукционно-деструкционных процессов (V_фог/V_дестр @ 1) и невысокую концентрацию органических веществ. Эвтрофные водоемы характеризуются цветением водорослей и накоплением органических веществ, так как скорости продукции превышают скорости деструкции: V_фог/V_дестр > 1. Между этими градациями выделяют промежуточные: ультраолиготрофные - между дистрофными и олиготрофными и мезотрофные - между олиготрофными и эвтрофными.

Постепенный переход водоема из дистрофного или олиготрофного состояния в эвтрофное называется эвтрофированием. Эвтрофирование может происходить естественным путем и в ре­зультате деятельности человека. Естественный процесс длится сот­ни и тысячи лет. Антропогенное эвтрофирование происходит в течение десятков лет. Скорость фотосинтеза резко увеличивается вследствие поступления в водоемы питательных веществ со сточны­ми водами и поверхностным стоком (рис. 8.14).

Рис. 8.14. Влияние сточных вод на процесс эвтрофирования (по Е.Б. Неверовой, 1988)

Наиболее очевидным проявлением антропогенного эвтрофирования является массовое развитие микроскопических планктонных водорослей, обитающих в толще воды - фитопланктона, и высшей водной растительности (рис. 8.15).

Антропогенное эвтрофирование, как сказано выше, ведет к вторичному загрязнению воды, ухудшению ее качества и наруше­нию водопользования. Засорение фильтров, водоприемных уст­ройств и трубопроводов массой водорослей серьезно затрудняет водоснабжение. Повышение уровня трофности сопровождается изменением состава фитопланктона: начинают преобладать сине-зеленые водоросли (90-95% от общей численности). Некоторые из них придают воде неприятный запах и вкус, могут выделять токсичные вещества. При отмирании водорослей в местах их массового скопления поглощается кислород и возникают заморы рыб.

Рис. 8.15. Эвтрофирование в прибрежной полосе Северного моря: А - вид сверху; Б – капля воды под микроскопом

Серьезные нарушения вызывает интенсивное зарастание прибрежных мелководий высшей водной растительностью. Зарастания затрудняют заборы воды и рыбный промысел, воздействуют на динамику вод: уменьшают скорость береговых течений, гасят волновые движения, увеличивают седиментацию, нарушают водообмен. Остатки отмерших водорослей на мелководьях могут вызывать процессы гниения и брожения, сопровождающиеся выделением дурнопахнущих продуктов. В случае рекреационного ис­пользования водоемов к отрицательным последствиям цветения и зарастания следует добавить снижение эстетических достоинств ландшафтов. При разложении водорослей в воде увеличивается концентрация свободной углекислоты, аммиака, сероводорода, восстановленных соединений железа, марганца и других ве­ществ. Это приводит к резкому ухудшению качества питьевой воды, иногда делает ее токсичной. В водопроводной сети выпадает осадок гидрооксида железа. Увеличивается агрессивность воды относительно бетона, разрушаются материалы, применяе­мые в гидростроительстве. Ресурсная деградация водоемов ставит проблему антропогенного эвтрофирования в ряд глобальных.

Причины антропогенного эвтрофирования - избыточное поступление в водоемы биогенных веществ. Основными питательными для водорослей (биогенными) веществами являются минеральные формы углерода, азота и фосфора. Содержание углерода в воде в форме углекислоты, дикарбонатов и органических веществ практически всегда достаточно; лимитируют или стимулируют развитие водорослей обычно соединения фосфора и азота. Связь эвтрофирования водоемов с обогащением их фосфором и азотом не нуждается в специальных доказательствах и вытекает из схемы балансового уравнения фотосинтеза:

Q_солн

106СО₂+90Н₂О+16NО₃+РО₄^3- D С₁₀₆Н₁₈₀О₄₆N₁₆Р+154О₂+Q_тепл.

Согласно закону действующих масс при увеличении концент­рации азота и фосфора скорость прямой реакции, т.е. ско­рость фотосинтеза, возрастает, что и приводит к эвтрофированию. Это положение подтверждено многочисленными исследованиями на водоемах. Например, эвтрофирование Боденского озера в начале 60-х гг. было связано с увеличением в воде концентрации фосфатов: в 1940 г. фосфатный ион не обнару­живался, в 1950 г. было найдено 4,5 мг/м³, в 1955 г. - 12, в 1960 г. - 30, а в 1964 г. - уже 50 мг/м³. То же наблюдалось в Цюрихском озере, где содержание минерального фосфора возросло с 69 мг/м³ в 1946 г. до 269 мг/м³ в 1969 г., что привело к появлению очевидных признаков эвтрофикации. В озере Вашингтон до начала эвтрофирования в 1933 г. содержа­ние фосфатов было 10 мг/м³, а нитратов - 100 мг/м³; в 1963-1965 гг. концентрации этих ионов соответственно возросли до 60 и 500 мг/м³, и в озере началось цветение. В Невской губе и Финском заливе признаки увеличения степени трофности наблю­даются в тех районах, где концентрации фосфат-ионов превы­шают 20-30 мг/м³. Имеет значение и соотношение основных питательных элементов, используемых водорослями. Считается, что максимальная скорость роста достигается в воде, в которой соотноше­ние углерода, азота и фосфора (С:N:Р) соответствует их атомно-массовому отношению в составе вещества водорослей. Для фитопланктона в среднем оно приближается к 106:16:1. Всякое откло­нение от данного соотношения в окружающей среде говорит об изменении обеспеченности водорослей питательными веществами.

Роль фосфора в эвтрофировании заслуживает особого рас­смотрения в связи с тем, что он не содержится в атмосфере, а резервный фонд его находится в земной коре. Долгое время именно фосфор, как труднодоступный элемент, лимитировал эвтрофирование. Сейчас концентрация растворенных фосфатов в бытовых стоках возрастает вследствие применения фосфорсодержащих моющих средств. По имеющимся данным, сточные воды после биологической очистки обогащаются мине­ральными формами азота и фосфора.

Основные источники антропогенного поступления биогенных веществ в воду - бытовые и промышленные сточные воды, поверхностный сток с городских территорий, рекреационные зоны и смыв с полей минеральных удобрений. При этом соотношение азота и фосфора для разных источников различно. Так, для Германии приводятся следующие данные: поступление азота с коммунальными водами - 30%, со стоками с сельскохозяйствен­ных угодий - 70%; фосфора, соответственно, - 91 и 9%. Для Европы в целом принято считать, что с сельскохозяйственных угодий поступает азота до 25%, а фосфора - до 12%. Другие источники поступления веществ, стимулирующих эвтрофирование: атмосферные осадки, судоходство, донные отложения - можно считать второстепенными.

При разработке мероприятий по предотвращению антропоген­ного эвтрофирования прежде всего должен решаться вопрос о предельно допустимом сбросе (ПДС) биогенных веществ в конк­ретный водоем. Для инженерных расчетов ПДС эвтрофирующих веществ необходимо располагать нормативами на предельно до­пустимые концентрации их в водоеме хотя бы для основных регуляторов трофности - азота и фоссрора. Утвержденных нормати­вов на предельные концентрации минеральных соединений фос­фора и азота, при превышении которых начинается эвтрофиро­вание, в настоящее время не существует. Имеются лишь эмпири­ческие данные для различных водоемов, позволяющие косвенно судить об экологических нормативах на биогенные вещества. Принято считать, что цветение воды становится вероятным, когда содержа­ние минерального азота превышает 0,3-0,5 мг/л, а минерально­го фосфора - 0,01-0,03 мг/л.

Эвтрофирование водоемов зависит не только от нагрузки на водоем биогенных веществ, но и от климатических, гидродинами­ческих и морфологических особенностей водоема. Лимитиро­вать цветение при достаточной концентрации питательных ве­ществ могут низкая температура, недостаточная солнечная ради­ация, высокие скорости течений, большая глубина, мутность воды и другие экологические факторы. Наиболее сильно эвтрофиро­вание происходит в хорошо прогреваемых и освещаемых прибрежных мелководьях. Поэтому нормативы биогенных веществ должны быть региональными, а для крупных водных систем - локальными.

Мероприятия по предотвращению антропогенного эвтрофирования разрабатываются в основном в двух направлениях: 1) ограничение поступления в водоемы эвтрофирующих веществ и 2) воздействие на комплекс условий в самом водоеме с целью снижения скорости развития водорослей.

Ограничение поступления е водоем эвтрофирующих веществ возможно путем отведения стоков за пределы водосбора или изъятием биогенных веществ в системе очистных сооружений.

Первый вариант является наиболее радикальным. Эффект обратимости эвтрофирования при его использовании был достигнут на озерах Вашингтон, Монона, Аннеси и др.

Извлечение из сточных вод эвтрофирующих веществ является актуальной технологической задачей, так как даже наиболее совершенные методы очистки не освобождают их от минераль­ных соединений азота и фосфора. Появилась необходимость введения третьего этапа глубокой доочистки. Методы очистки сточных вод от фосфора и азота подразделяются на физико-химические (осаждение, коагуляция, ионный обмен, электролиз) и биологические (потребление биогенов бактериями, водоросля­ми и другими организмами). Эффективной мерой является зап­рещение или установление лимита на использование фосфатов в моющих средствах, что уже делается в Германии и США.

Ограничение поступления биогенных веществ с сельскохозяй­ственных угодий и зон рекреации связано с множеством трудно­стей. Одни обусловлены природой материкового стока в конк­ретных географических условиях, его сезонными и годовыми колебаниями; другие - различием поведения соединений азота и фосфора. Соединения азота хорошо растворимы и переходят в состав жидкого стока, соединения же фосфора сохраняют связь с частицами почвы и плохо переходят в раствор. Наибольший вынос фосфора осуществляется в процессе эрозии почв. Отсюда возникают два пути снижения выноса биогенных элементов - уменьшение потерь азотных удобрений, вносимых в почву, и борьба с эрозией почв. Решить эти задачи можно только совме­стными усилиями гидро- и агротехников, специалистов по санитарной технике и др. Техническими мероприятиями могут быть: развитие водоохранной лесомелиорации; применение противоэрозионной агро- и гидротехники; устройство прибрежных водоохранных зон.

Ограничить поступление биогенных элементов из рекреацион­ных зон можно путем организации мест сбора отходов, облегчаю­щих их удаление за пределы водосбора.

Воздействие на водоемы, которые уже стали подвергаться эвтрофированию, в частности, увеличением проточности и водообмена, лимитирует эвтрофирование. Применение этого способа пока ограничивается единичными опытами, в которых увеличивали проточность путем введения в озера вод из других источников. Таким образом можно снизить концентрацию основных питательных веществ или уменьшить содержание одного из компонентов до экологического минимума, а также увеличить биосток, т.е. ско­рость удаления из озера планктонных водорослей.

Удаление питательных веществ, накопленных в отложениях, эффективно только при ликвидации всех отложений в случае содержания в них больших запасов фосфора.

Для устранения цветения и зарастания применяют обработку водоемов сульфатом меди, выкашивание прибрежной раститель­ности и ее механическое удаление. Эти мероприятия могут привести к уменьшению запасов биогенных веществ в водоеме, только если отмершие водоросли и укосы высшей водной расти­тельности будут извлечены и увезены за пределы водосбора.

Заслуживают внимания воздействия на процессы обмена вещест­вами между донными отложениями и водой. Известно, что обмен между грунтом и водой регулируется окислительно-восстановительными условиями по обе стороны зоны контакта. Для ликвидации бескислородной области, обогащенной продуктами анаэробного распада и биогенными веществами, успешно может применяться принудительная аэрация. Воздействие на антропогенное эвтрофирование и восстановление качества воды этим способом приобре­тает широкое распространение. Совершенствуются и становятся все более разнообразными технические решения этой задачи. Аэрация, как правило, осуществляется перемешиванием либо при помощи сжатого воздуха. Устранение дефицита кислорода в глубин­ных слоях задерживает выход фосфора из донных отложений.

Для замедления вторичного поступления фосфора в воду из донных отложений предлагалась его изоляция от воды путем нанесения на поверхность дна тонко раздробленных материа­лов: глины, вулканических пород и др. Однако широкого приме­нения этот метод не нашел.

Биологические способы борьбы с цветением водоемов нахо­дятся в стадии разработки. Наиболее перспективной мерой борьбы с интенсивным развитием фитопланктона и прибрежной расти­тельности является разведение в водоемах растительноядных рыб. В России проведены опыты по акклиматизации белого амура и толстолобика в пресноводных водоемах. Для аккумуляции биогенов можно использовать и прибрежные заросли макрофитов с последующим их удалением.

Таким образом, используя те или иные способы воздействия на водоемы, можно снизить первичную продукцию до оптимального уровня и при необходимости ускорить деструкционные процессы. Если прекращается чрезмерный сброс в водоемы пита­тельных биогенных веществ, они обычно возвращаются в перво­начальное состояние.

Деградация наземных экосистем

Академик В.И. Данилов-Данильян (1996) говорил: «... человечество не изобрело ничего, что могло бы заменить биоту в качестве регулятора окружающей среды. Но за время своего существования оно уже уничтожило 70% естественных экосистем, способных переработать все отходы... Подчеркиваю, уничтожение био- и экосистем - самый страшный знак близкой катастрофы». При рассмотрении влияния человека на наземные экосистемы прежде всего следует обратить внимание на деградацию почв, лесов, растительного и животного мира.

Почвы - ценнейшие природные ресурсы, возникшие под действием света, воздуха, влаги, растительных и животных организмов, деятельности человека на поверхностный слой земной коры. В результате бессистемного использования за всю историю цивилизации около 2 млрд га продуктивных земель превратились в пустыни: на заре земледелия они составляли около 4,5 млрд га, а сейчас их осталось около 2,5 млрд га. Угрожающе расширяет свои границы Сахара - величайшая пустыня мира. По официаль­ным данным властей Сенегала, Мали, Нигера, Чада и Судана, темпы ежегодного продвижения края Сахары составляют от 1,5 до 10 м. За последние 60 лет она разрослась на 700 тыс. км³. А ведь в 3000 г. до н.э. территория Сахары представляла собой саванну с густой гидрографической сетью. Там, где еще не так давно процветало земледелие, песчаный покров достигает полуметровой толщины.

Все это можно объяснить поспешной ломкой традиционного земледелия и кочевого животноводства в развивающихся стра­нах. Посевы монокультур привели к увеличению числа видов вредителей сельского хозяйства. Отрицательное воздействие ока­зывают водная эрозия и ливневые дожди, смывая плодородный слой. Негативные изменения почв часто являются результатом вторичного засоления при искусственном орошении.

Экологи подвергают критике эксплуатацию африканских почв с использованием современной техники и призывают к возрожде­нию древних методов земледелия, объясняя это особым механи­ческим составом этих почв и концентрацией микроорганизмов в верхнем слое, который разрушается современной техникой.

Зловещие симптомы деградации почвенно-растительного по­крова проявляются сегодня в Латинской Америке, Южной Азии, Австралии, Казахстане, Поволжье и т.д. Площади пахотных земель постоянно сокращаются из-за горнопромышленных разра­боток, расширения селитебных зон, промышленного и гидротех­нического строительства. Во время пыльных бурь с каждого слоя пашни толщиной 1 см сносится до 30 кг/га азота, до 22 кг/га фосфора, более 30 кг/га калия. Огромный ущерб наносит загрязнение почв, связанное с загрязнением атмосферы и вод. Основные источники загрязнения - жилые дома и бытовые пред­приятия (больницы, столовые, гостиницы, магазины и т.д.), про­мышленные предприятия, теплоэнергетика, сельское хозяйство, транспорт. С 1870 по 1970 г. на земную поверхность осело 20 млрд т шлаков, 3 млрд т золы. Выбросы цинка и сурьмы составили по 0,6 млн т, кобальта - свыше 0,9 млн т, никеля -более 1 млн т, мышьяка - 1,5 млн т.

Леса покрывают 34% поверхности суши и играют уни­кальную роль в природе. Сокращение лесных массивов неизбеж­но ведет к изменению состава атмосферы, водного баланса, ландшафтов, уровня грунтовых вод, что, в свою очередь, влияет на плодородие почв и микроклимат.

Экономический потенциал лесных ресурсов связан с использованием древесины (в качестве топлива и строительных матери­алов, сырья для целлюлозно-бумажной промышленности и др.), а также другой лесной продукции (растений, ягод, грибов, смолы и др.) и животных. Исключительно велико значение лесных массивов в сохранении устойчивости природы в региональном и глобальном масштабе (поглощение СО₂). Леса - естественные местообитания огромного числа диких видов растений и животных. В тропичес­ких лесах обитает 50% всех видов живых организмов на Земле.

Велика роль лесов и как источника генетических ресурсов для сохранения биологического разнообразия организмов. Леса выполняют многие экологические функции: поддерживают состав атмосферы, накапливают и постепенно отдают воду, подпитывая реки, ручьи, подземные воды, предотвращают эрозию почв и наводнения, регулируют сток воды с гор и количество наносов в водоемах и многое другое.

Хищническая вырубка лесных массивов привела к трудно поправимым экологическим последствиям в странах Африки, Азии, Латинской Америки, На глазах «тают» леса Амазонии. Бичом амазонских джунглей являются и пожары (население ис­пользует огонь для расчистки участков земли под посевы): по данным Национального института космических исследований (США), в 1987 г. огонь уничтожил в Бразилии 20 млн га джунглей, в 1990 г. - 12 млн га. Спутники ежедневно фиксируют до 8,5 тысяч очагов пожаров. Дым от них препятствует воздушной и речной навигации. Если правительство Бразилии не примет чрез­вычайных мер по охране лесов Амазонии, возможна экологичес­кая катастрофа мирового масштаба. По некоторым оценкам, за 50 лет жизни одно дерево в тропическом лесу обеспечивает «экологический доход» в 196250 долларов, а проданное как древесина оно стоит лишь 390 долларов.

Проблема охраны лесов остро стоит в Африке, так как топливом для домашних очагов там испокон веков служат дрова. В развивающихся странах ежегодно превращаются в дым 12 млн га леса. Так, в Индии сорок лет назад леса охватывали 22% территории, сейчас на их долю приходится не более 10%. Тревогой охвачены также экологи США, Западной Европы, России, Австралии и других стран. Опасными темпами сокращаются леса Сибири. Здесь ежегодно вырубается более 500 тыс. га леса. Ученые фиксируют изменение сибирского ландшафта: на месте вырубок начинается заболачивание местности. Поскольку вырубают прежде всего ценные сосновые, а иногда и кедровые, леса, повсеместно наблюдается обеднение леса этими порода­ми. Под натиском человека леса отступают на всех континентах, практически во всех странах.

Наиболее серьезная глобальная экологическая и ресурсная проблема - уничтожение и деградация тропических лесов. Тро­пические леса - источник половины добываемой в мире древеси­ны. Там же получают кофе, какао, специи, орехи, фрукты, латекс, смолы, красители, воск, танины, масла, но это лишь часть продуктов, которые дают эти леса. Сырье для четверти всех медикаментов произрастает в дождевых тропических ле­сах: из них может быть получено 70% перспективных лекарств против рака. Экологи опасаются, что деградация этих чрезвы­чайно разнообразных биомов может вызвать вымирание почти 1 млн видов растений и животных уже в XXI столетии. Это может привести в глобальному кризису биоразнообразия. Тропические леса имеют значение для сохранения стабильности в развитых странах, но еще большее значение они имеют для развивающихся стран. По прогнозам, около 1 млрд человек умрут от голода в течение следующих 30 лет, если не прекра­тится истребление тропических лесов. Первое срубленное де­рево было началом цивилизации. Последнее дерево означало бы ее конец.

Леса гибнут не только вследствие пожаров или вырубки, их деградация идет повсеместно из-за кислотных дождей, поступающих в атмосферу, воду, почву. В Шварцвальде (Гер­мания) отмечены массовые повреждения и заболевания хвойных пород деревьев, дубов, берез, рябины, бука и платанов. Большинство ученых считают, что причина повреждений - кис­лотные дожди и загрязнение воздуха. По оценкам 1984 г., три четверти деревьев в Германии получили различные по­вреждения (рис. 8.16).

Дата добавления: 2014-11-18