Загрязнение литосферы

Промышленное производство и строительство влияют на состояние литосферы, причем это влияние превзошло действие природных факторов. Все вулканы планеты выделяют за год около 16 км³ твердого вещества, в то время как только бульдозеры, экскаваторы и другие механизмы перемещают в год более 60 км³ твердого вещества. В результате строительства и горных разработок ежегодно перемещается более 4 тыс. км³ породы и сжигается 7 млрд т топлива.

Ежегодно извлекается 100 млрд т нефти и природного газа, 2 млрд т угля, руды, топлива, строительных материалов, при этом 90 % этой массы остается на поверхности в виде отходов. Добыча полезных ископаемых в мире удваивается каждые 15 лет, а объем промышленной продукции -- каждые 8 – 10 лет. Добыча полезных ископаемых и их переработка приводят к миграции и рассеиванию различных элементов, в том числе тяжелых металлов. Современная добыча руды открытым способом ведет к тому, что разрушается ландшафт на большой площади, причем эту территорию нельзя использовать и для сельского хозяйства.

Масштабы загрязнения окружающей среды токсичными металлами отражены в табл.1.

Т а б л и ц а 1

Поступление наиболее токсичных металлов в окружающую среду,

тыс. т / год ( данные последнего десятилетия )

Источник загрязнения	Cd	Cu	Ni	Pb	Zn
Цветная металлургия	5,3		9,6
Черная металлургия	0,07	5,9	1,2
Сжигание отходов	1,4	5,3	3,4	8,9

Загрязнение окружающей среды возрастает за счет коррозии металлических изделий и изнашивания деталей. К настоящему времени во всем мире выплавлено 24 млрд т железа. Из них около 9 млрд существуют в изделиях, машинах и конструкциях, остальные 15 млрд рассеяны по Земле. Казалось бы, можно заменить металл на синтетические полимеры. Эти материалы не подвергаются коррозии. Но как поступить с огромным количеством изделий из полимерных материалов, когда они приходят в негодность? На этот вопрос пока нет ответа.

Еще один источник загрязнения окружающей среды – это бытовые отходы. На каждого жителя планеты приходится 1 т бытовых отходов (мусора) в год (без учета старых автомобилей). Если собрать этот мусор

в одном месте, то получится гора высотой равная Эльбрусу (5640 м), самой высокой вершине в Европе. По данным коммунальных служб г. Санкт-Петербурга, – одного из крупнейших мегаполисов России -- жители города выкидывают на помойки в среднем по 290 кг отходов на человека в год, причем более 75% отходов, образующихся в городе, пригодны для дальнейшей переработки. Эти отходы нельзя просто сжигать. Они в основном состоят из веществ, которые не встречаются в природе, а искусственно созданы человеком. В природе нет организмов, которые могут разложить эти вещества, следовательно, отходы накапливаются на свалках вокруг больших городов.

Например, для разложения бумаги требуется от 2 до 10 лет, консерв-ной банки -- приблизительно 90 лет, фильтра от сигареты -- 100 лет, полиэтиленового пакета -- 200 лет, пластмассы -- 500 лет, стекла -- 1000 лет.

В настоящее время строятся специальные мусороперерабатывающие и мусоросжигающие заводы, которые относительно минимально загрязняют биосферу, но их количество еще очень мало. Кроме того, технология сжигания мусора на некоторых заводах не исключает поступления в окружающую среду супертоксикантов – высокотоксичных соединений типа диоксинов.

Сокращение площади лесов, разрушение почвы и опустынивание

Леса играют важнейшую роль в сохранении почвы и воды, поддержании здоровой атмосферы и биологического разнообразия растительного и животного мира. Благодаря процессу фотосинтеза зеленые растения поглощают углекислый газ СО₂ и выделяют кислород О₂. За день гектар леса поглощает из воздуха примерно 220 – 280 кг СО₂ и выделяет около 180 – 200 кг О₂. Таким образом, лес – это «фабрика» кислорода, это «легкие» планеты. Одно дерево за сутки выделяет столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек. Кроме того, деревья хорошо осаждают частицы пыли из атмосферы (1 га хвойных деревьев задерживает за год около 40 т пыли, а лиственных деревьев примерно 100 т). Многие растения выделяют фитонциды (от греч. phyton – растение, лат. caedere – убивать). Фитонциды убивают или подавляют рост и развитие многих вредных для человека микроорганизмов.

Лес необходим человеку для получения древесины. Древесина используется как топливо, как строительный материал, для производства мебели, а также целлюлозы, бумаги, спирта и большого числа химических соединений. Территории, которые освобождаются в результате вырубки леса, используют для создания пашни, пастбищ, садов, виноградников, для строительства городов, предприятий, дорог и т.д.

В настоящее время в мире лесами покрыто 3,8 млрд га, или 30 % суши. Россия занимает первое место по общим лесным запасам: общие запасы леса в России оцениваются в 80 млрд м³, леса занимают 42 % всей территории, на Россию приходится 2% мирового экспорта лесопромышленной продукции.

Несмотря на огромную роль лесов на Земле, они интенсивно вырубаются. По данным ФАО ООН, ежегодный объем рубок леса в мире составляет более 4,5 млрд. м³, леса сводятся со скоростью 100 тыс. км²/год, ежегодно площади лесов на планете уменьшаются на 17 – 25 млн. га/год. Скорость вырубки леса такова, что каждую секунду на Земле уничтожается лес величиной с футбольное поле, а за год вырубают лес на площади, равной Великобритании, при этом скорость вырубки леса в 18 раз больше, чем скорость прироста деревьев. Особенно активно вырубают влажные тропические леса (джунгли) в долинах реки Амазонки, в странах Африки и Дальнего Востока. Уже сегодня уничтожено 40 % джунглей. За столетие человек уже уничтожил половину тропических лесов. Так, например, Бразилия занимает второе место в мире по общим лесным ресурсам (после России) и первое место в мире по вырубке леса. Бразилия ежегодно уничтожает более 3 млн га тропических лесов, что составляет ориентировочно 12,8 % от общемирового. Меньше всего лесов осталось в Западной Европе (кроме Скандинавских стран), в Австралии и в Китае. Данные из разных источников по сокращению площадей лесов могут сильно отличаться друг от друга, так как кроме «контролируемой» вырубки лесов, имеет место браконьерская вырубка.

В табл. 2 представлены масштабы и причины сокращения площадей лесов по регионам. В последние годы заметно сокращается площадь лесов из-за сильного антропогенного загрязнения атмосферы. По этой причине уже повреждено 10 % леса (от общего запаса лесных ресурсов). Особенно сильно страдают леса в промышленно развитых странах (США, Германия, Великобритания, Канада и др.). Больше всего страдают леса от кислотных дождей. В Европе от кислотных дождей уже пострадало около 50 млн га лесов, что составляет приблизительно 35 % их площади. Значительно сокращают площади лесов лесные пожары, 90% которых происходят по вине человека, уничтожающие миллионы гектаров леса и все живое в них.

Т а б л и ц а 2

Масштабы и причины сокращения площадей лесов (по данным ФАО)

Континент Площадь, покрытая Скорость Главная

лесом, млн. га сокращения, га/год причина

Азия 600 2 – 4 млн рубка

Африка 730 2 – 4 млн рубка

Латинская

Америка 990 5 – 10 млн рубка

Северная

Америка 580 40 тыс. загрязнение

Европа 150 12 тыс. загрязнение

Современный человек начинает понимать, что его существование зависит от сохранения площади лесов. По решению ООН и других международных организаций 1985 г. был назван Международным годом леса. В последние годы во многих странах мира проводятся лесовосстановительные работы. В России и скандинавских странах, а также в Сальвадоре, Доминиканской республике, в Индии и Китае площадь и густота лесов в последние 15 лет увеличиваются. Китай планирует вырастить за 30 лет 20 млн га леса, а в России только в 1990 г. восстановлены леса на площади около 2 млн. га.

Перед человечеством стоят и другие, не менее важные экологические проблемы – разрушение почвы и опустынивание. Ухудшение состояния почвенного покрова тесно связано с исчезновением леса. Процесс опустынивания затрагивает ежегодно около 16 млн. га земли. За прошлое столетие человек уничтожил половину тропических лесов и сделал пустыней территорию, равную по площади Европе.

Почва – это самый верхний слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов и горных пород. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие – способность почвы обеспечивать рост и развитие растений. Почва – это очень сложная экологическая система, которая влияет на всю биосферу. Почва участвует в круговороте веществ в природе, а также поддерживает газовый состав атмосферы. Толщина ее на равнинах составляет около 1,5 – 2,0 м, а в горах – меньше 1 м. Существует много разных типов почв. Самым плодородным является чернозем.

Плодородные почвы дают людям пищу. На почвах располагаются поля, пашни, пастбища, огороды, сады, виноградники, сенокосы, парки и т.д. Все эти системы искусственно созданы человеком (агробиоценозы). Сельскохозяйственные земли на нашей планете занимают площадь приблизительно 4 млрд га (это около 30 % площади суши). Из этой площади примерно 1,5 млрд га обрабатываются (пашни, плантации, сады и т.д.) и около 2,8 млрд га занимают пастбища и луга. В России сельскохозяйственные земли занимают более 40 % ее территории.

В результате неправильной хозяйственной деятельности человека (глубокая обработка почвы, мелиорация, осушение, внесение большого количества минеральных удобрений и пестицидов, выращивание монокультур, уничтожение лесов и т.п.), а также глобального загрязнения биосферы происходит интенсивное разрушение почвы. Плодородные земли уничтожаются оврагами, верхний слой почвы смывается водой и сдувается ветром. Большие площади занимают быстро растущие города,

промышленные объекты, водохранилища, дороги. За свою историю человечество потеряло примерно 2 млрд га плодородной земли – это больше, чем площадь современной обрабатываемой пашни. Серьезной экологической проблемой является опустынивание -- разрушение, опустошение Земли.

В мире ежегодно возникает около 6 млн га новых пустынь. На рис.4 показано распространение процессов опустынивания.

Рис. 4. Распространение процессов опустынивания

Наиболее активно процесс опустынивания идет в Африке, под угрозой опустынивания находится 1/4 Африканского континента. Пустыня Сахара «растет» на 1 км в год. В этой зоне проживают около 32 млн. человек, во время засух от голода погибают миллионы человек.

Площадь антропогенных пустынь равна примерно 10 млн. км², что составляет 6,7 % всей поверхности суши. Кроме того, на Земле существуют естественные пустыни, площадь которых занимает 1/3 поверхности суши. Сегодня под угрозой опустынивания находится около 30 – 40 млн. км² земли более чем в 60 странах. В 1977 г. Международная конференция ООН в г. Найроби (Кения) приняла «План борьбы с опустыниванием». Этот план не удалось полностью осуществить из-за недостатка средств.

В связи с разрушением почвы, ее опустыниванием и быстрым ростом населения планеты площадь пригодных для обитания земель на одного жителя планеты быстро сокращается. За 25 лет (с 1975 по 2000 г.) эта площадь сократилась в 2 раза -- с 0,31 до 0,15 га/чел.

Сколько земли нужно человеку, чтобы обеспечить свою жизнь? По данным известного российского ученого-почвоведа В.А. Ковды, требуется примерно 0,5 га/чел.: 0,4 га – для производства продовольствия и 0,1 га – для других нужд (жилище, коммуникации, отдых и др.).

Оценка состояния антропогенного загрязнения Оценкасостояния антропогенногозагрязнения начинается с опреде- ления экологически допустимого воздействия на человека и выработки норм, которые ограничивают такое воздействие. Предельное количество какого-либо вещества, поступающего или содержащегося в окружающей среде, называют нормой загрязнения. К этим нормам относят предельно допустимые концентрации(ПДК) для окружающей человека среды, предельно допустимые выбросы (ПДВ), а также некоторые другие характеристики. Например, органолептические свойстваили показатели. К органолептическим свойствам внешней среды (воды, воздуха, пищевых продуктов и др.) относятся вкус, запах, цвет, прозрачность, наличие осадка и т.п., которые выявляются и оцениваются с помощью органов чувств. Предельно допустимая концентрация (ПДК) – концентрация химического соединения, которая при ежедневном или периодическом воздействии на человека в течение длительного времени или всей жизни не вызывает в его организме каких-либо заболеваний или патологических изменений. При разработке нормативных документов, имеющих отношение к концентрации химических веществ, следует ориентироваться на абсолютные величины поступления конкретных веществ от какого-то предприятия, а не на их содержание, например, в его сточных водах. Так, чтобы обеспечить нормативы по загрязненной воде, можно просто разбавить ее чистой водой и т.д. Суммарное количество газообразных и (или) жидких отходов, разрешаемое предприятию для сброса в окружающую среду, определяетнорму выброса. Норму выбросов определяют так, чтобы сумма вредных выбросов от всех предприятий данного региона не создавала бы в атмосфере и (или) гидросфере концентраций загрязняющих веществ, превышающих ПДК. Существует понятие предельно допустимых выбросов (ПДВ). Нормы ПДВ в атмосферный воздух, водоемы, почву устанавливают органы государства по каждому стационарному или передвижному источнику вредного воздействия в целях предупреждения загрязнения окружающей среды и охраны здоровья человека. В России эти нормы более жесткие, чем в других странах. В качестве примера (табл.3) приведены данные антропогенных загрязнителей воздуха (максимально-разовые ПДК) для человека, растений и би осферы в целом. Т а б л и ц а 3

Дата добавления: 2014-01-05