Загрязнение окружающей среды

Содержание Введение

Загрязнение окружающей среды Химическое загрязнение Антропогенное загрязнение Прямое и косвенное, преднамеренное и непреднамеренное воздействия на природу Загрязнения атмосферы Воздействие на гидросферу Воздействие на литосферу Заключение

Введение

Технологическая цивилизация, обеспечившая демографический взрыв, развивалась шаг за шагом, начиная с древних времен. Началом экономики явилось потребление кормовых природных ресурсов в эпоху собирательства. Следующим шагом стало появление новых технологий добычи, охотничьих и боевых приемов, т. е. конкурентная борьба за ресурсы. Изобретение орудий труда способствовало появлению технологий переработки ресурсов, развитие которых является отличительным свойством человеческих популяций.

Современные технологии направлены, с одной стороны, на использование новых ресурсов, с другой стороны, на сокращение и утилизацию отходов. В идеале создаются технологические пирамиды, подобные природным трофическим пирамидам. Поэтому устойчивость технологических систем, как и природных экосистем, обеспечивается наличием разнообразия. Развитие технологической цивилизации прошло через несколько стадий. Начальной была малоспециализированная добыча и экстенсивное производство. Промежуточная стадия характеризовалась ростом эффективности переработки. Современная стадия, имеющая шанс перейти в устойчивую, отличается специализированным производством с высокой эффективностью использования и реутилизации ресурсов. Экология и экономика природопользования/Под ред. Э. В. Гарусова, С. Н. Чепурных. — М.: закон и право ЮНИТИ.- 1998.

Развитие технологической цивилизации, в конце концов, Должно привести к созданию ресурсосберегающих технологий, и тогда вершиной цивилизации так же, как вершиной природ ной эволюции, станут практически безотходные круговороты вещества. Человек же вмешивается в безотходные природные круговороты и нарушает их, тем самым разрушая системы саморегуляции в биосфере.

Загрязнение окружающей среды загрязнение природа антропогенный атмосфера Привнесение в природную среду, или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных, физических, химических, информационных или биологических агентов, или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня (в пределах его крайних колебаний) воздействия перечисленных агентов на среду, приводящее к негативным (с позиций человека) последствиям, называют загрязнением. В наиболее общем виде:

ЗАГРЯЗНЕНИЕ — это все то, что появляется не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее системы из равновесия, отличается от нормы, обычно наблюдаемой и (или) желательной для человека.

Необходимо обратить внимание на то, что те или иные агенты не просто воздействуют на воду, атмосферный воздух или почву, а объектом воздействия всегда является экосистема (биогеоценоз). Поскольку в экосистемах эти агенты выступают в роли экологических факторов, то фактически происходит изменение режимов экологических факторов. В результате один или несколько из них выходят за границы своих оптимальных значений и даже могут выйти за пределы толерантности организмов соответствующего биоценоза, т. е. отклониться от требований экологической ниши того или иного организма и даже звена трофической цепи. В последнем случае нарушаются процессы обмена веществ между звеньями пищевой цепи, что сказывается на интенсивности ассимиляции продуцентов, а следовательно, и на продуктивности биоценоза в целом. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. — Ростов-наДону: Феникс, 2000

Таким образом, загрязняющим агентом может быть любой экологический фактор, например любое вещество, находящееся в составе воздуха, воды, почвы.

Загрязнение среды — сложный, многообразный процесс.

При изучении или описании современных процессов в экосистемах и в биосфере в целом принято выделять загрязнение:

химическое (или ингредиентное), заключающееся в изменении химического состава среды (отклонении от нормального уровня концентрации характерных ингредиентов и от появления новых);

физическое (или параметрическое), связанное с отклонением от нормы физических параметров окружающей среды;

биологическое, включающее микробиологическое (бактериями и вирусами — возбудителями болезней, носящих характер эпидемий) и макробиологическое (животными и растениями, случайно либо ошибочно интродуцированными в новые экосистемы).

Химическое загрязнение В наши дни наиболее масштабным и значительным загрязнением окружающей природной среды считается химическое загрязнение, в большинстве случаев рассматриваемое отдельно для атмосферы, гидросферы и литосферы. При физическом же загрязнении выделить особенности его воздействия на отдельные компоненты биосферы труднее, поэтому его принято подразделять на виды: шумовое, электромагнитное, ионизирующее и т. п.

По масштабам воздействия различают загрязнение биосферы:

локальное — характерно для городов, крупных промышленных и транспортных предприятий, районов добычи полезных ископаемых, крупных животноводческих комплексов и т. п.;

региональное — охватывает значительные территории и акватории как результат влияния крупных промышленных районов;

глобальное — распространяется на большие расстояния от места возникновения и оказывает неблагоприятное воздействие на крупные регионы, вплоть до общепланетарного влияния (чаще всего связано с выбросами в атмосферу). Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек: Учебное пособие для вузов. М.: Агентство «Фаир», 1998.

Антропогенное загрязнение Загрязнение, возникающее в результате хозяйственной деятельности людей, в том числе их прямое или косвенное влияние на состав и интенсивность природного (естественного) загрязнения называют антропогенным. Эколог Э. Кормонди подчеркивал: «Загрязнители — нормальные побочные продукты жизнедеятельности человека как биологического вида и как социального творческого существа. Они представляют собой органические и неорганические отходы метаболизма и пищеварения, а также деятельности по выращиванию и защите урожая, обогреву жилища, производству одежды, овладению энергией и т. д.».

Антропогенные помехи. С позиций кибернетики загрязнение можно представить как комплекс помех в экосистемах, воздействующих на потоки вещества, энергии и информации в пищевых (энергетических, информационных) цепях. Однако эти помехи могут значительно превышать приспособительные возможности организмов, которые определяются эволюционно выработанной на уровне популяций нормой реакции, или иначе экологическим стандартом. Поэтому в отличие от естественных помех антропогенные помехи часто ведут не к «естественному» отбору, а к массовому вымиранию организмов.

В настоящее время основным загрязнителем окружающей природной среды стал человек. При этом изготовление (производство) абсолютного большинства видов промышленной продукции интересует человеческое общество лишь в той мере, в какой она (продукция) удовлетворяет его потребности. Иначе говоря, целью всего, что делается человеком, является удовлетворение его потребностей в продуктах питания, одежде, благоустроенном жилье, медицинской помощи, лекарствах, транспортных услугах, информации, в культурно-эстетической сфере и т. п.

Так, железнодорожные составы, перевозящие уголь (мазут), нужны людям лишь постольку, поскольку это топливо будет сожжено в печах и даст тепло в их дома. Только ради удовлетворения потребности в тепле общество соглашается строить вблизи от жилья железнодорожные пути, станции, вагоноремонтные депо и другие объекты, негативно воздействующие на ОС. Тем не менее, общепризнано и даже зафиксировано в «Стратегии устойчивого развития: Проект второй Мировой стратегии охраны окружающей среды», одобренной в 1992 г. на конференции ООН в Рио-де-Жанейро, что «цель развитие — улучшать качество жизни людей».

Удовлетворение потребности общества в предмете, услуге, информации всегда связано с обменом между природной и техногенной средой веществом, энергией, информацией, в процессе которого они образуют сложные геотехнические комплексы и системы. При этом каждое предприятие (горнодобывающее, промышленное, транспортное, энергетическое, сельскохозяйственное, коммунальное и т. д.) вовлекает в свою производственную сферу сырье и природные ресурсы, а возвращает в окружающую природную среду лишь отходы производственных процессов.

Всякая хозяйственная деятельность приводит к образованию отходов, которые рассеиваются в окружающей природной среде, меняя диапазон естественных колебаний экологических (в первую очередь абиотических) факторов. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. — Ростов-наДону: Феникс, 2000

Характеризуя химическое воздействие на окружающую природную среду, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что из более чем 6 млн известных химических соединений человеком непосредственно используется до 500 тыс. соединений, при этом из них около 40 тыс. обладают вредными для людей свойствами.

В природной среде техногенные вещества и энергия (в виде отходов) перераспределяются за счет миграции, трансформации и аккумуляции в различных компонентах биосферы. Так, пыление и газовыделение из хранилищ жидких и твердых отходов приводят к загрязнению атмосферы. Атмосферные осадки, вымывая загрязняющие вещества из воздуха, переносят их на подстилающую поверхность и в водоемы. Это в свою очередь способствует вымыванию и выщелачиванию мелкодисперсных и растворимых составляющих пород поверхностными и грунтовыми водами. Взаимный качественно-количественный массообмен существует также между поверхностными и подземными водоемами.

Прямое и косвенное, преднамеренное и непреднамеренное воздействия на природу Прямым антропогенным воздействием называют непосредственное влияние деятельности человека на природные экосистемы. Прямое воздействие — это любой вид непосредственного вторжения человека в биогеоценозы: строительство поселений, дорог, использование земель в сельскохозяйственном производстве, ведение лесозаготовок, охотничьего или рыболовецкого промысла, добыча полезных ископаемых, промышленное производство и др. Все это ведет к перерождению биогеоценозов и сужению разнообразия биологических видов, а также к накоплению загрязнений в природной среде.

Последствия подобной деятельности не ограничиваются только прямым преднамеренным воздействием на природу. Константинов В. М. Экологические основы природопользования. — М.: Мастерство, 2001

Характерные примеры цепной реакции непреднамеренных воздействий первичной преднамеренной хозяйственной акции — это последствия использования пестицидов в сельском хозяйстве.

Ресурсный цикл. К концу второго тысячелетия в биосфере наряду с биогеохимическим круговоротом веществ сформировался антропогенный круговорот веществ, или ресурсный цикл.

Ресурсный цикл — обмен веществ между природой и обществом, включающий извлечение естественных ресурсов из природной среды, вовлечение их в хозяйственный оборот с последующей утилизацией, а также возвращение трансформированной природной субстанции в окружающую среду. Аналогом ресурсного цикла является жизненный цикл продукции — новое понятие, введенное международными стандартами ИСО серии 14 000.

Этап 1. Разведка, добыча природного ресурса, представленного i-м видом сырья или материала, топлива или энергии Мпри (= 1,2, 3,…, п.

Этап 2. Изготовление изделия, детали, полупродукта Этап 3. Производство из X Nизделий, деталей, полупродуктов некоего предмета потребления или объекта (например, транспортного средства, медицинского центра или космического спутника связи) для оказания в дальнейшем услуги (соответственно, транспортной, медицинской, информационной или иной, необходимой обществу).

Этап 4. Эксплуатация объекта (включая хранение, например, транспортных средств на стоянках) для удовлетворения потребности общества и конкретных людей в предмете (потребление предмета), в транспортной, медицинской, информационной или иной услуге, а также в культурно-эстетической сфере, т. е. реализация той цели, для достижения которой на предыдущем этапе и был изготовлен предмет или объект.

Этап 5. Ремонт объекта для восстановления утраченных потребительских свойств (технических характеристик) с целью продления срока службы, если это по каким-либо причинам (например, экономическим) рациональнее изготовления объекта заново.

Этап 6. Реновация объекта, т. е. подготовка к эксплуатации его (или его узлов, агрегатов, комплектующих) по иному назначению или в иной (преимущественно менее ответственной) сфере потребления.

Этап 7. Утилизация объекта, его узлов и деталей, а также всех отходов и веществ, уловленных при очистке выбросов в атмосферу и сбросов в природные водоемы на предыдущих этапах, с выделением всего, что может быть использовано повторно в качестве вторичных материальных (BMP) и энергетических ресурсов (ВЭР). Гарин В. М., Кленова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов. — Ростов н/Д.: Феникс, 2003.

На каждом этапе превращения природного ресурса в конечный продукт имеются потери используемого вещества. При добыче полезных ископаемых в отвалы направляется «пустая порода». Значительны потери при транспортировке сырья к месту переработки. При выработке энергии, например с использованием органического топлива, оно полностью превращается в иные соединения — золу, шлаки, оксиды углерода и др. Отсутствие технологий, обеспечивающих комплексную переработку сырья (т. е. использующих все его компоненты) на стадии производства изделий, приводит к образованию большого количества отходов.

Загрязнения атмосферы Воздух как природный ресурс представляет собой общечеловеческое достояние. Постоянство его состава (чистота) — важнейшее условие существования человечества. Поэтому любые изменения состава рассматриваются как загрязнение атмосферы.

Основными ингредиентами загрязнения атмосферы являются оксиды углерода (СО), азота (NOX) и серы (SO.), углеводороды (СН) и взвешенные частицы (пыль).

Загрязняющие вещества, выброшенные в воздушный бассейн в виде газов или аэрозолей, могут:

оседать под действием силы тяжести (крупнодисперсные аэрозоли);

физически захватываться оседающими частицами воды и поступать в литои гидросферу;

включаться в биосферный круговорот соответствующих веществ (углекислый газ, пары воды, оксиды серы и азота и пр.);

изменять свое агрегатное состояние (конденсироваться, испаряться, кристаллизоваться и т. п.) или химически взаимодействовать с другими компонентами воздуха, после чего пойти одним из вышеуказанных путей;

находиться в атмосфере относительно длительное время, переносясь циркуляционными потоками в различные слои тропои стратосферы и в разные географические области планеты до тех пор, пока не создадутся условия для их физической или химической трансформации (например, фреоны).

Сводные данные о количестве наиболее распространенных выбросов показывают, что их основная часть приходится на промышленно развитые страны Северной Америки и Европы и в меньшей степени Азии. Гарин В. М., Кленова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов. — Ростов н/Д.: Феникс, 2003.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возникают:

локальная или региональная загазованность приземного слоя;

трансграничный перенос загрязнений на значительные расстояния;

различные глобальные (общепланетарные) эффекты такие, как «парниковый эффект» и разрушение слоя;

загрязнение литои гидросферы как результат естественного самоочищения атмосферы.

Слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона на высоте 20—25 (22—24) км называется озоносферой. «Озоновая дыра» — значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона.

Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является значительное содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды, или ФХУ) — высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве хладоагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы), пенообразователей и распылителей (аэрозольные упаковки). Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон.

Истощение озонового слоя в атмосфере Земли приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (стимуляция роста и развития клеток, бактерицидное действие, синтез витамина D и т. д.), в больших дозах губительны, из-за способности вызывать раковые заболевания и мутации.

Кислотный дождь — дождь или снег, подкисленный до рН < 5,6 из-за растворения в атмосферной влаге антропогенных выбросов (диоксид серы, оксиды азота, хлороводород и пр.).

Отрицательное воздействие кислотных дождей на растительность проявляется как в прямом биоцидном воздействии на растительность, так и в косвенном через снижение рН почв. Выпадение кислотных дождей приводит к ухудшению состояния и гибели целых лесных массивов, а также снижению урожайности многих сельскохозяйственных культур. Кроме того, отрицательное воздействие кислотных дождей проявляется в закислении пресноводных водоемов. Снижение рН воды вызывает сокращение запасов промысловой рыбы, деградацию многих видов организмов и всей водной экосистемы, а иногда и полную биологическую гибель водоема. Негативные последствия кислотных дождей зафиксированы в Канаде, США, Европе, России, Украине, Белоруссии и других странах Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология: Учебник для вузов / Под общ. ред. В. В. Хаскина. — М.: ЮНИТИ, 1998.

Смог — ядовитая смесь дыма, тумана и пыли. Различают два типа смога: лондонский и лос-анджелесский.

Лондонский (зимний) смог образуется зимой в крупных промышленных центрах при неблагоприятных погодных условиях: отсутствии ветра и температурной инверсии. Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой (в слое 300—400 м) вместо обычного понижения. В результате дым и загрязняющие вещества (пыль, оксиды серы и углерода) не могут подняться вверх и рассеяться, а образуют туманную завесу.

Лос-анджелесский (летний, фотохимический) смог возникает летом также при отсутствии ветра и температурной инверсии, но обязательно в солнечную погоду. Он образуется при воздействии солнечной радиации на оксиды азота и углеводороды, поступающие в воздух в составе выхлопных газов автомобилей и выбросов предприятий. В результате образуются высокотоксичные загрязнители — фотооксиданты, состоящие из озона, органических пероксидов, пероксида водорода, альдегидов и т. д.

Смог вызывает обострение респираторных заболеваний, раздражение глаз, ухудшение физического состояния и т. д. вплоть до летального исхода. В 1952 г. в Лондоне от смога за две недели погибло более 4000 человек.

Рассеять смог может только ветер, а бороться с ним можно путем сокращения выбросов загрязнителей в атмосферу.

Воздействие на гидросферу Вода, как и воздух, является количественно неисчерпаемым природным ресурсом, но человеку и всему живому в биосфере нужна не просто вода как вещество с формулой Н2О, а вода определенного качества, т. е. имеющая определенные прозрачность, температуру, сопутствующие примеси и т. п.

Гидросфера — это естественный фильтр-аккумулятор загрязняющих веществ, поступающих в окружающую природную среду, что связано с циклом глобального круговорота воды и с ее универсальной способностью к растворению газов и минеральных веществ.

Статистика показывает, что 80% всех заболеваний в мире вызвано неудовлетворительным качеством питьевой воды.

По мере развития цивилизации человеку требовалось все больше и больше воды. Человек каменного века потреблял менее 10 л/сут, в Римском государстве — до 70 л/сут, современный житель США — около 700 л/сут, тогда как во многих современных развивающихся странах эта цифра не превышает 30 л/сут. Считается, что уровень потребления воды характеризует уровень технического и культурного развития общества. На питье и приготовление пищи человек затрачивает не более 10% потребляемой воды, а в среднем бытовое потребление в развитых странах составляет 220—320 л/сут.

Среди отраслей экономики нашей страны первое место по потреблению воды занимает сельское хозяйство. Для получения 1 т пшеницы необходимо 1500 т воды, 1 т риса — более 7000 т, 1 т хлопка — около 10 000 т.

Второе место отводится промышленности. Ни одно промышленное предприятие не может функционировать, не используя воду из природных источников. Потребность предприятий в воде изменяется в широких пределах и зависит от вида получаемой продукции, принятой технологии, системы водоснабжения (прямоточной или водооборотной), климатических условий и т. п. Так, для получения 1 т угля затрачивается 2 т воды, стали — 15—20 т, целлюлозы — 400—500 т, синтетического волокна — 500 м³. Гарин В. М., Кленова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов. — Ростов н/Д.: Феникс, 2003.

Третье место по водоемкости занимает коммунальное хозяйство городов. Значительный объем чистой воды затрачивается на разбавление, обеззараживание стоков и отбросов промышленности, сельского хозяйства, строительства, населенных пунктов и транспортных путей, т. е. на борьбу с загрязнением гидросферы.

Все перечисленное ведет к дефицитности воды и, как следствие, к планированию ее расхода не по крупности потребителей, а по необходимости удовлетворения первоочередных потребителей.

Разнообразие сточных вод принято подразделять на следующие виды:

технологические, возникающие в технологических процессах предварительной мойки, промежуточной или финишной промывки, а также при использовании воды в качестве технологического растворителя либо носителя;

хозяйственно-бытовые (или коммунальные), образующиеся в жилищно-бытовом секторе, а также в сфере общественного питания и санитарно-гигиенического обслуживания на предприятиях;

поверхностные, формирующиеся за счет дождевых и талых снеговых вод, а также воды при мокрой уборке территорий с искусственными покрытиями (асфальтированными, бетонными и т. п.).

Воздействие на литосферу Человек интенсивно воздействует на верхнюю часть твердой оболочки Земли. Преимущественно это воздействие приходится на верхний плодородный слой литосферы — почву, благодаря которой человечество удовлетворяет основную часть своих потребностей в продуктах питания. Плодородные земли относятся к условно возобновимым ресурсам, однако время, необходимое для их восстановления, т. е. формирования плодородного слоя, достаточного для сельскохозяйственного использования, может исчисляться сотнями или даже тысячами лет. При нормальных природных условиях 1 см толщины плодородной почвы образуется за 125—400 лет. Процесс значительно ускоряется при оптимальной агротехнике, но даже в этих условиях для создания 1 см плодородного слоя требуется не менее 40 лет. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. — Ростов-наДону: Феникс, 2000

На нашей планете в качестве пашни обрабатывается около 10% суши. В начале нового тысячелетия человечество, вероятно, приблизится к полной реализации всех потенциальных земельных ресурсов. Почти вся площадь, используемая под сельскохозяйственные культуры, освоена с давних времен. Несмотря на огромные усилия человечества, рост площадей возделываемых земель низок, и обеспеченность ими на душу населения постоянно снижается.

Стремясь повысить урожаи выращиваемых культур, человек широко применяет удобрения, пестициды, строит оросительные и осушительные системы. При этом вносятся существенные антропогенные помехи в биогеохимические круговороты биогенных элементов.

Основное условие формирования высоких урожаев — наличие в почве питательных элементов в доступных формах и в должном соотношении. Основными биогенными элементами являются углерод, азот, фосфор, калий и т. д. (вернее их соединения). Естественные биоценозы — это устойчивые саморегулирующиеся системы, тогда как агробиоценозы — это системы с разрушенными обратными связями, которые могут существовать только при целенаправленной регулирующей деятельности человека.

Интенсификация сельскохозяйственной деятельности человека и прежде всего химизация вызывают изменения в устоявшихся процессах превращения веществ и энергии в природе. Значительные потери веществ, например азота, происходят в результате их улетучивания из почвы и вымывания. К началу нового тысячелетия ожидаемые на планете потери азота, входящего в состав удобрений, составили более 40 млн т/г. Обогащение биосферы азотом за счет удобрений опасно, так как это ведет к накоплению токсичных азотсодержащих органических соединений. Гарин В. М., Кленова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов. — Ростов н/Д.: Феникс, 2003.

К канцерогенным соединениям, появление которых обусловлено неправильной химизацией сельского хозяйства, относятся /г-нитрозосоединения. Как правило, они вызывают образование злокачественных опухолей печени, желудка, легких и других органов, обладают мутагенным и эмбриотоксическим действиями. /г-Нитрозосоединения R1R2N—NO2 могут образовываться в содержимом желудка человека, если в него одновременно попадают нитрит NO2 и вторичный амин RjR2NH. Образование этих соединений происходит при участии различных микроорганизмов.

Для земледелия особенно важен баланс фосфора в экологических системах. Фосфор — важнейший биогенный элемент, и его дефицит резко снижает продуктивность растений. Фосфор не имеет естественных источников пополнения запаса в почве. Восполнение потерь возможно только путем внесения фосфорных и органических удобрений. В круговорот фосфора в биосфере вовлечены почва, вода и растения.

Потери фосфора в экосистемах происходят в результате изъятия его с урожаем и за счет эрозии почвы.

Подкисление почв, вызываемое выпадением кислотных осадков, переводит фосфор в формы, недоступные для растений.

Высокое естественное содержание калия в почвах обычно не лимитирует урожаи, однако в ряде природных зон повышенные дозы азота и фосфора на сельскохозяйственных угодьях приводят к отрицательному балансу калия.

Сегодня человечество уже не может использовать экстенсивный путь развития сельского хозяйства, в то же время интенсивный путь, основанный на поддержании и повышении плодородия почв, связан с обязательным применением удобрений. Однако при нарушении технологии использования удобрений их неблагоприятное воздействие на окружающую природную среду многосторонне сказывается на различных компонентах биосферы. При этом может происходить:

нарушение круговорота и баланса питательных веществ, снижение плодородия почв;

снижение урожаев сельскохозяйственных культур и качества продуктов;

развитие грибковых и других заболеваний растений, рост сорняков из-за нарушения соотношения макрои микроэлементов в почве;

попадание питательных элементов удобрений и почвы со стоками в грунтовые воды, а далее в поверхностные водоемы, что вызывает их эвтрофикацию;

проникновение в стратосферу оксидов азота, образующихся при денитрификации азотных соединений почвы и удобрений, способствует разрушению озонового слоя.

Одним из видов антропогенного воздействия на почву является усиление (ускорение) процессов водной и ветровой эрозии. Эрозия — процесс разрушения и переотложения почвенных частиц воздушными или водными потоками. Эрозия почвы происходит и в естественных условиях, однако она значительно ускоряется вследствие антропогенного воздействия на экосистемы, выражающегося в чрезмерной и неправильной распашке земли, в том числе без учета рельефа, сведения лесов, непроведения противоэрозионных агрохимических мероприятий. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология: Учебник для вузов / Под общ. ред. В. В. Хаскина. — М.: ЮНИТИ, 1998.

В зависимости от причин возникновения этого процесса различают ветровую, водную и техногенную эрозию. Водная эрозия может быть плоскостной, при которой разрушается поверхностный слой почвы, и линейной, вызывающей процесс разрушения почвенного профиля в глубину и почвообразующих пород. Борьбе с эрозией почв способствует безотвальная обработка земли, контурная и полосная вспашки, террасирование, создание ветрозащитных полос.

Ущерб плодородию почв наносят нерегулируемые ливневые осадки и паводки, ненормированный выпас скота, распашка целинных и залежных земель, проводимая без учета возможной эрозии. В сельском хозяйстве США площадь эрозированных земель составляет около 40% всей пашни. За год с сельскохозяйственных угодий только вода уносит почти 3 млрд т плодородной земли. Большая часть унесенного слоя оседает в реках, озерах и искусственных водоемах, что наносит ущерб водным биоценозам. Большие территории ранее плодородных целинных земель, освоенные под пашню, становятся бесплодными из-за неправильной обработки. Оставаясь лишенными на длительное время какой-либо растительности, эти земли оголены ветрами, унесшими верхний гумусовый слой. Превратились в пустыню обработанные в 30-х годах XX в. большие территории в Техасе (США), часть целинных земель Казахстана.

Усилению эрозии почвы, обмелению рек и озер способствует вырубка лесов. Средняя скорость сведения лесов в Юго-Восточной Азии составляет 7,1 млн га/г., в США — 2,8 млн га/г. Так, на северо-востоке Индии у отрогов Гималаев расположено местечко Черапунджи, где ежегодный уровень выпадения осадков составляет до 9150 мм. Ныне над этим «влажным царством» нависла угроза недостатка влаги и даже превращения его в пустыню. Причина — активная вырубка лесов, продолжающаяся уже 25 лет. В результате сведения лесов почва, лишенная растительного покрова, слабо поглощает осадки, и в сезон дождей плодородный слой легко вымывается. Известняки, наиболее распространенная в Черапунджи геологическая порода, оголяются и подвергаются растворению кислыми дождями. В результате образуются карстовые провалы, активно поглощающие воду.

В ряде стран сокращение земель, используемых в сельском хозяйстве, происходит из-за чрезмерного выпаса скота: в Аргентине и Чили из-за этого выведено из использования свыше 100 млн га некогда обрабатываемых земель. Выпас скота привел в негодность пастбища, и способствует продвижению пустынь в Ираке, Сирии, Индии. Константинов В. М. Экологические основы природопользования. — М.: Мастерство, 2001

Значительно снижает плодородие почв их засоление — повышение содержания легкорастворимых солей. Оно может быть вызвано, например, привнесением солей грунтовыми и поверхностными водами. Наиболее часто засоление вызывается нерациональной системой орошения земель. Почвы считаются засоленными при содержании в них более 0,1% по массе солей, токсичных для растений. Высок процент засоления почв районов древнего орошаемого земледелия: в долине Нила засолено более 80% земель, в долине реки Инд — около 67%. Засолению почвы на больших площадях способствует строительство водохранилищ, вызывающее повышение уровня грунтовых вод.

Значительное загрязнение плодородного слоя почвы и отчуждение сельскохозяйственных земель вызывает складирование и (или) захоронение промышленных и бытовых твердых отходов. Основная масса твердых отходов образуется на предприятиях следующих отраслей:

горной и горно-химической промышленности (отвалы, шлаки, «хвосты»);

черной и цветной металлургии (шлаки, шламы, пыль и т. д.);

металлообрабатывающих отраслей (отходы, стружка, бракованные изделия);

лесной и деревообрабатывающей промышленности (отходы лесозаготовки, опилки, стружка);

энергетической — тепловые электростанции (зола, шлаки);

химической и смежных отраслей промышленности (шламы, фосфогипс, шлаки, стеклобой, пластмассы, резина и т. п.);

пищевой промышленности (кости, шерсть и т. п.);

легкой и текстильной промышленности. Экология и экономика природопользования/Под ред. Э. В. Гарусова, С. Н. Чепурных. — М.: закон и право ЮНИТИ.- 1998.

Накопление значительного количества твердых отходов во многих отраслях обусловлено существующим уровнем промышленных технологий, не предусматривающих комплексной переработки сырья. Многие технологии предусматривают использование не более 8—10% сырья, а некоторые даже менее 1% от добытого. Все остальное поступает в отходы или отвалы. Помимо того что промышленные отходы занимают значительную территорию, они служат источником химического загрязнения почвы, гидросферы и атмосферы. Стекающие с гор отвалов атмосферные осадки преимущественно загрязнены химически активными и вредными для биосферы веществами. Это ведет к формированию вокруг отвалов и хранилищ зараженных зон. Загрязняющие вещества попадают в грунтовые воды и поверхностные водоемы. В сухую погоду отвалы пылят, а отвалы угольных шахт даже самовозгораются, что загрязняет атмосферу. К твердым отходам также относится обезвоженный активный ил, образующийся на очистных сооружениях промышленных предприятий и городов. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. — Ростов-наДону: Феникс, 2000

Ежегодное потребление минерального сырья в мире составляет более 100 млрд т. В результате столь интенсивного использования недр Земли облик планеты сильно изменился. В промышленно развитых районах сформировался антропогенный ландшафт, значительно отличающийся от природного. Это привело к существенному изменению (упрощению) биоценозов, свойственных таким районам.

Заключение

Современная цивилизация и культура не обеспечивают стабильных условий существования на Земле ни жизни, ни человека как ее части. Это заключение находит отражение в правиле меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания (самоорганизации и саморегуляции). Так как свойство и саморегуляция природных систем поддерживаются двумя механизмами — соотношением экологических компонентов внутри системы и взаимодействием пространственно выраженных подсистем, систем того же уровня, то данное правило справедливо для обоих этих механизмов.

Преобразовательная деятельность не должна выводить природные системы из состояния равновесия путем избытка какого-то из средообразующих компонентов. Если это необходимо, то требуется достаточная компенсация в виде относительно непреобразованных природных систем. Преобразование природы дает локальный или региональный выигрыш за счет ухудшения каких-то показателей в смежных местностях или в биосфере в целом. Хозяйственное воздействие затрагивает не только ту систему, на которую оно направлено, но и ее надсистемы, которые в соответствии с принципом Ле Шателье-Брауна, «стремятся» нивелировать производимые изменения. В связи с этим расходы на преобразование природы никогда не ограничиваются лишь затратами на непосредственно планируемые воздействия. Щукин И. Экология. — Ростов н/Д. — 2005.

Несоответствие «целей» естественно-системной регуляции в природе и целей хозяйства может приводить к деструкции природного образования, т. е. силы природы и хозяйственных преобразований в ходе противоборства сначала «гасят» друг друга, а затем природная составляющая начинает разрушаться.

Технические системы воздействия в длительном интервале времени всегда менее хозяйственно эффективны, чем направляемые естественные.

Антропогенные преобразования природных систем имеют достаточно четкие ограничения. Здесь выявляются и некоторые более частные закономерности, например, нашедшие отражение в законе убывающей отдачи А. Тюрго — Т. Мальтуса: повышение удельного вложения энергии в агросистему не дает адекватного пропорционального увеличения ее продуктивности (урожайности). Данный закон стал азбучной истиной сельскохозяйственной экологии.

В настоящее время положение весьма зыбкое, и многие ученые полагают, что человечество, если оно хочет сохранить цивилизацию, должно решить экологические проблемы в ближайшие десятилетия.

1. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология: Учебник для вузов / Под общ. ред. В. В. Хаскина. — М.: ЮНИТИ, 1998.

2. Гарин В. М., Кленова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов. — Ростов н/Д.: Феникс, 2003. — 384 с.

3. Константинов В. М. Экологические основы природопользования. — М.: Мастерство, 2001. — 208 с.

4. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. — Ростов-наДону: Феникс, 2000.

5. Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек: Учебное пособие для вузов. М.: Агентство «Фаир», 1998.

6. Тимофеева С. С. Экологический менеджмент. — М., 2001.

7. Экология и экономика природопользования/Под ред. Э. В. Гарусова, С. Н. Чепурных. — М.: закон и право ЮНИТИ.- 1998. — 454 с.