Источники и основные группы загрязняющих веществ литосферы России

В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии, в ней осуществляются процессы самоочищения. В результате хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И даже эти незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.

Основными негативными факторами воздействия на почву являются:

• — безвозвратное изъятие из сельскохозяйственной деятельности;
• — временное изъятие;
• — механическое воздействие;
• — добавка химических веществ;
• — осушение;
• — орошение;
• — вырубка леса;
• — мелиорация;
• — рекультивация.

Значительные площади земель ежегодно изымаются из сельскохозяйственного оборота из-за того, что они пришли в негодность. Обычно затем они используются для строительства различных сооружений.

Безвозвратное изъятие земель влечет за собой другой процесс — интенсификацию сельскохозяйственного производства, компенсирующую потерю площадей. Однако, следуя закону убывающего плодородия, нужно помнить, что плодородие почв имеет пределы. Интенсификация сельскохозяйственного производства в конечном итоге также ведет к истощению почв и потере плодородия.

Например, основными способами интенсификации являются все виды мелиорации — орошение, обводнение, осушение. Эти процессы при современном несовершенстве технологий ведут соответственно к засолению почв, уменьшению запаса воды в реках и других водоемах (Арал, Азовское море); влекут изменение климата огромных территорий; результатом осушения является обмеление рек, зарастание озер, исчезновение природных угодий (ягодников, грибных зон).

Распространенное явление представляет собой эрозия почв, которая может быть естественной или возникать в результате хозяйственной деятельности. В настоящее время в России, вследствие отсутствия долгое время эффективного правового механизма землепользования, ничто не способствовало предотвращению эрозии почв.

Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы — разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозии на планете потеряно 2 млрд га плодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.

Одним из последствий усиления активной производственной деятельности человека является интенсивное загрязнение почвенного покрова. В роли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве.

К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее соединения.

Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца его количество, выбрасываемое с отходами, составляет около 25 кг. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных и напряженных автострад.

Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них.

Значительное влияние на химический состав почв оказывает современное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные химические вещества для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. В настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного производства. При этом с каждым годом производство и применение удобрений ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование их приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере, так как огромный вред химические загрязнители наносят почвенным микроорганизмам (редуцентам), которые являются третьим звеном в экологической цепочке и доводят распад попадающих в почву органических веществ до простых, минеральных соединений. Почвенные микроорганизмы выполняют важную роль в освобождении окружающей среды от органических загрязнений.

В настоящее время широко применяются биотехнологии, а именно внесение в почву микробных препаратов — землеудобрителей, созданных на основе специально отселекционированных природных почвенных микроорганизмов, способных фиксировать атмосферный азот, вырабатывать биологически активные вещества (витамины, стимуляторы роста) и угнетать развитие патогенных микроорганизмов.

Наиболее ценный почвенный слой разрушается из-за несовершенства технологий обработки земли. Минимальная обработка почв, агротехника без применения плуга позволяют сохранять структуру почвы, сберегать в ней достаточное количество влаги, повышать плодородие. Охрана почвы от любого антропогенного воздействия позволяет сохранить ее прежде всего как важнейшее звено в системе биосферы.

Особую опасность представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве, воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное — они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, тела животных, а конечном итоге попадают с пищей в организм человека. Таким образом, естественное неравномерное распределение химических элементов в литосфере усугубляется деятельностью человека.

Анализ земельного кадастра и материалов мониторинга земель России показывает, что, несмотря на спад производства в 1990;х гг., многоотраслевое народное хозяйство продолжает выступать как мощный антропогенный фактор изменения почв, характеризующийся высокой интенсивностью и разнообразием негативных последствий, в том числе экологических. На сельскохозяйственных угодьях получи ли распространение такие процессы и явления, как водная и ветровая эрозия почв, дегумификация и уменьшение содержания питательных веществ, осолонцевание, засоление, подтопление и переувлажнение, опустынивание и другие процессы.

Почвенный покров претерпел в последние годы значительные изменения — сократились площади наиболее ценных почв, уменьшился уровень плодородия всего почвенного покрова. Почворазрушающие процессы приводят к значительному снижению экологических функций почв, сокращению биологического разнообразия литосферы.

В составе сельскохозяйственных угодий России эрозионно-опасные и подверженные водной и ветровой эрозии почвы занимают более 125 млн га, в том числе эродированные — 54,1 млн га. Каждый третий гектар пашен и пастбищ является эродированным и нуждается в осуществлении мер защиты от деградации.

Загрязнение и захламление земель отмечены на 54% территории страны. Площадь под полигонами по обезвреживанию и захоронению отходов составляет около 6,5 тыс. га, под санкционированными свалками — около 35 тыс. га. Площадь земель, нарушенных при добыче и переработке полезных ископаемых, геолого-разведочных работах, торфоразработках и строительстве, составила к 2001 г. около 1 млн га.

Города изменяют экологическую ситуацию не только внутри собственных границ. Зоны влияния городов простираются на десятки километров, а крупных промышленных агломераций — на сотни, например Средне-Уральской — на 300, Кемеровской и Московской — на 200, Тульской — на 120 км. Свыше 90% аварийных разливов нефти вызывают сильные и во многом необратимые повреждения природных комплексов.

Земля всегда занимала главенствующее место в перечне национальных богатств любого государства. Острейшей экологической проблемой в России является деградация земель. Земли вокруг некоторых предприятий загрязнены токсическими отходами. В почвенном покрове вблизи металлургических предприятий обнаруживаются тяжелые металлы.

Многолетнее использование пестицидов на огромных сельскохозяйственных и лесных территориях, часто с применением авиации, привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Чем устойчивее и токсичнее пестициды, тем серьезнее их негативное воздействие на живую природу и человека. Из всех химических веществ, которые поступают в организм человека с воздухом, водой, пищей, наиболее опасными считаются пестициды. Особенно опасны пестициды для детей. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно пестицидами отравляются более 500 тыс. чел., более 5 тыс. — со смертельным исходом.

В России 56% сельскохозяйственных угодий подвержены водной и ветровой эрозии. Прогрессируют процессы разрушения пашни, образования подвижных песков и оврагов. Среднегодовое увеличение эродированных земель достигает 0,4—0,5 млн га, а прирост оврагов — от 30 до 150 тыс. га.

Огромное значение для сохранения земель, восстановления их структуры, предупреждения эрозии, заболачивания имеют лесонасаждения. Исходя из научно обоснованных расчетов, необходимо иметь 14 млн га защитных лесонасаждений, а фактически создано всего 2,9 млн га. Объемы создания защитных лесных насаждений, предусмотренные Государственной комплексной программой повышения плодородия почв России, утвержденной постановлением Правительства России от 17 ноября 1992 г. № 879, в 1992—1993 гг. были выполнены на 2/3. При сложившихся к настоящему времени темпах работ даже в рамках упомянутой программы поставленная цель может быть достигнута не ранее чем через 100 лет.

" Опустынивание" — это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню.

Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд га практически на всех континентах. Причины и основные факторы опустынивания различны. Как правило, к опустыниванию приводит сочетание нескольких факторов, совместное действие которых резко ухудшает экологическую ситуацию. На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться.

Рассматривая землю как природный ресурс, подразумевают обычно ее верхний слой, толщиной от 0,5 до 2,0 м.

Площадь этого слоя около 149 млн км². Сельскохозяйственные земли (пашни, сенокосы, пастбища) составляют около 51 млн км².

Назначение земли как природного ресурса состоит в поддержании растительного мира. В зависимости от плодородия почвы различают:

• — пустыни;
• — тундры;
• — ледники;
• — горы;
• — зоны рискованного земледелия;
• — плодородные земли.

Плодородие оценивается количеством собираемых или выращиваемых растений.

Состояние земли характеризуется температурой, влажностью, физической структурой и химическим составом. Деятельность человека и функционирование живых объектов могут в значительной степени изменять состояние земель.

Русский лес составляет почти четверть мировых лесных ресурсов, так что его жизнь, его рациональное использование — безусловно, глобальная проблема, жизненно важная для всей планеты, для ее экологического благополучия.

Государственный учет лесного фонда показал, что площадь погибших и списанных лесных культур всех возрастов, включая учтенные до 1988 г., за последнее десятилетие прошлого века составила более 2 млн га. Основные причины гибели: заглушение мягколиственными породами, потравы скотом и дикими животными, неблагоприятные климатические факторы (вымокание, выжимание, засуха, заморозки), лесные пожары.

Объемы заготовки древесины в последние годы резко сократились. Лесопользование ведется со значительными потерями древесины и недорубами. Помимо экономического ущерба, это приводит к захламлению лесов, создает дополнительную пожарную опасность, способствует возникновению очагов вредителей. Более всего оставлено древесины на лесосеках Сибири и Дальнего Востока. С переходом к рыночным отношениям, с изменением форм собственности значительно увеличилось количество лесопользователей и возрос ущерб, причиняемый нарушителями лесного законодательства. Распространенный характер получили случаи вывоза за рубеж лесоматериалов и продажа их по ценам ниже мировых. По данным МВД России, ежегодно в среднем предотвращается незаконный вывоз за рубеж 157,4 тыс. м³ леса и пиломатериалов.

Государственная лесная охрана выявила, что число случаев незаконных порубок по России увеличилось в 2,8, а объем незаконно срубленной древесины — в 1,3 раза. Так, по данным органов госконтроля за лесами в республиках, краях, областях и автономных образованиях, использование лесосырьевых ресурсов совместными предприятиями, товариществами, акционерными обществами и другими предпринимательскими структурами ведется неудовлетворительно. В Приморском крае, например, в 1999 г. по результатам освидетельствования мест рубок лесозаготовителями брошено на лесосеках 95 тыс. м³, в Томской области — 146 тыс. м³ древесины.

В Российской Федерации около 2,5 млн малых рек, которые формируют ресурсы, водный и гидрохимический режимы средних и крупных рек, определяя их экологическую специфику, создают уникальные природные ландшафты, поддерживая в них устойчивое равновесие или перераспределение влаги. С ростом экономического потенциала увеличивается объем безвозвратного водопотребления из малых рек, которые в центральных и южных районах России достигают 60% от их суммарных водных ресурсов в средний по водности год и 90% в засушливый. Одна из основных особенностей малых рек — тесная связь формирования стока с ландшафтом бассейна. Это обусловило необычайную уязвимость рек при интенсивном освоении водосбора. Увеличение распаханности земель, отставание почвозащитных мероприятий и распашка до уреза воды привели к развитию эрозионных процессов на больших площадях бассейнов малых рек, заилению русел, прудов и водохранилищ.

Из-за резко возросшей антропогенной нагрузки на малые реки происходит их интенсивная деградация. Состояние многих рек, особенно Европейской части России, катастрофическое — их сток снизился более чем наполовину, качество воды неудовлетворительное, многие из них полностью прекратили свое существование.

В связи с этим важным мероприятием является облесение долин и пойм рек и лугов. В районах с высокой распаханностью бассейнов особое внимание необходимо уделить созданию водоохранных и почвозащитных насаждений на склонах, в долинах, поймах рек, прирусловых участках. Гибель леса вызывает и локальное промышленное загрязнение атмосферы и почвы в районах работы предприятий черной и цветной металлургии.

Наиболее яркий пример — работа Норильского горно-металлургического комбината. Выбросы двуокиси серы с примесью тяжелых металлов превышают 2 млн т в год. Следствие — полностью погибшие леса на площади свыше 300 тыс. га, поврежденные на площади 500 тысяч гектаров, причем вся площадь воздействия атмосферных загрязнителей не изучена из-за отсутствия у Восточно-Сибирского лесоустроительного предприятия средств на проведение работ. Крайне напряженная ситуация вследствие выбросов комбинатов «Североникель», «Печснганикель» на Кольском полуострове.

Лесные пожары наносят большой ущерб лесным ресурсам и окружающей среде России, это особенно наглядно проявилось летом 2010 г. Авиационная охрана лесов от пожаров осуществляется на площади 770 млн га (из 1,18 млрд га лесного фонда). На площади около 400 млн га активная борьба с лесными пожарами вообще не ведется. Следствие пожаров в северных регионах — исчезновение ягельных угодий, что способствует массовой миграции и сокращению численности диких животных.

Радиоактивное загрязнение земель лесного фонда в результате ядерных аварий и испытаний ядерного оружия выявлено на площади более 3,5 млн га. Из них: в Чернобыльской зоне — 1,0 млн га; в Уральском регионе — около 0,5 млн га; в Томской области — более 10 тыс. га, в зоне влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне в Алтайском крае — 2 млн га. На этой территории действует более 140 лесхозов, 380 лесничеств. В 103 лесных поселках проживают 83,8 тыс. работников лесного хозяйства и членов их семей.

Лес обладает способностью прочно удерживать радионуклиды, предотвращая тем самым их вынос за пределы загрязненной территории. Вместе с этим загрязненные леса являются источником вторичного радиоактивного загрязнения территорий при лесных пожарах в связи с переносом радионуклидов на большие расстояния.

Одна из главных задач охраны леса — предупреждение пожаров и защита от них. Главным направлением в борьбе с лесными пожарами является усиление лесоохранной деятельности. При этом должны использоваться большой практический опыт, рекомендации научно-исследовательских и проектных институтов по снижению уровня пожарной опасности насаждений.

Рациональное природопользование — единственный выход из сложившейся ситуации. Как уже было сказано, общая задача управления природными ресурсами состоит в нахождении наилучших или оптимальных способов эксплуатации естественных и искусственных (например, в сельском хозяйстве) экосистем. Под эксплуатацией понимается сбор урожая и воздействие теми или иными видами хозяйственной деятельности на условия существования биогеоценозов.

Решение задачи по созданию оптимальной системы управления природными ресурсами существенно осложняется наличием не одного, а множества критериев оптимизации. К ним относятся: получение максимального урожая, сокращение производственных затрат, сохранение природных ландшафтов, поддержание видового разнообразия сообществ, обеспечение чистоты окружающей среды, сохранение нормального функционирования экосистем и их комплексов.

Охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов должны предусматривать:

• — рациональную стратегию борьбы с вредителями, знание и соблюдение агротехнических приемов, дозировку минеральных удобрений, хорошее знание экологии агроценозов и процессов, происходящих в них, а также на их границах с природными системами;
• — совершенствование технологии добычи природных ресурсов;
• — максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;
• — рекультивацию земель после использования месторождений;
• — экономичное и безотходное использование сырья в производстве;
• — вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;
• — использование технологий, предусматривающих извлечение рассеянных минеральных веществ;
• — использование природных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений;
• — замкнутые циклы производства (разработку и применение);
• — применение энергосберегающих технологий;
• — разработку и использование новых экологически чистых источников энергии.