4. Земельные ресурсы. Использование и загрязнение

Земельные ресурсы в экономике рассматриваются, как правило, с нескольких точек зрения. Наиболее существенными являются:

• размеры территории освоения и эксплуатации, совокупность площадей для размещения объектов, техноемкость и демографическая емкость территории;

• географическое положение территорий, принадлежность их к определенной природно-климатической зоне, географической провинции и типу ландшафта;

• качество земли, почвы - субстрата и источника биопродукции, в том числе продукции сельского хозяйства;

• земля как покров недр и доступ к их богатствам.

В 80-х годах на основе аэрокосмических данных была оценена площадь земель, не затронутых хозяйственной деятельностью. Оказалось, что их осталось всего около 38 млн. км² (28%), не считая материковых льдов. Нарушение естественных экосистем на большей части территории суши (т.е. то, что экономисты обычно называют «освоением») - самый существенный и наиболее драматичный результат экономики техногенеза, гораздо более серьезный, чем глобальное потепление и изменение климата.

Человечество проделало множество огромных «дыр» в зеленом покрове планеты, которые намного опаснее, чем «озоновые дыры». Основной вклад в усугубление экологического кризиса внесли и продолжают вносить развитые страны и некоторые стра­ны Третьего мира, разрушившие свою собственную природу. Главную нагрузку по стабилизации окружающей среды несут Ми­ровой океан и сохранившиеся наземные природные экосистемы. В Северном полушарии наибольшие площади ненарушенных хо­зяйственной деятельностью территорий имеют Россия и Канада, где сохранились самые крупные массивы естественных лесных со­обществ. В Южном полушарии наиболее ощутимый вклад в ста­билизацию окружающей среды вносят Бразилия, Экваториальная Африка и Австралия. Особенно важную роль в поддержании ус­тойчивости биосферы играют высокопродуктивные влажные тропические леса в бассейне Амазонки.

Из 149 млн. км² площади суши на долю земель, в принципе пригодных для хозяйственного освоения и в значительной степени уже освоенных, приходится лишь около 60 млн. км².

В настоящее время площадь занятых и возделанных человеком земель близка к 25 млн. км² (1/6 площади суши). Из них около 10 млн, км² заняты городами и другими поселениями, сооруже­ниями, коммуникациями, полигонами, горными выработками, т.е. всецело техногенными ландшафтами, исключающими на этих землях биосферную регуляцию. Остальные 15 млн. км² заняты аг-роценозами, пашней, т.е. также сильно измененными ландшафта­ми. Площадь постоянных пастбищ для сельскохозяйственных жи­вотных близка к 25 млн. км². Следовательно, под прямым контролем человека находится около 50 млн. км². По мнению эколо­гов, эта площадь уже превышает допустимый предел земельных ресурсов, подлежащих хозяйственному использованию, в том числе и для интенсивного земледелия. Пашня может быть уве­личена лишь за счет пастбищ и лесов, что чревато серьезными эколого-экономическими потерями. В то же время с возделан­ными землями соседствуют огромные пространства пустынь и полупустынь, занимающие в разных зонах более 30 млн. км² и освоенные только на 3%.

Общая площадь земельного фонда России составляет 17,1 млн-км². Преобладающую часть территории страны занимают тайга, тундра и лесотундра, мало освоенные и практиче­ски не пригодные для земледелия. Около 11 млн. км² находятся в зоне вечной мерзлоты. Из всей площади земель Евразии, не за­тронутых хозяйственной деятельностью 5,5% почти 70% (8,8 млн. км²) приходятся на Россию. Расчеты показывают, что эффективная территория России составляет э,5 млн. км² — менее 1/3 общей территории. Это пятое место в мире после Бразилии (8,1 млн. км²), США (8,0), Австралии (7,7) и Китая (6,0). Она вы­тянута длинной, более 8000 км, полосой, определившей большую протяженность транспортных магистралей. В ней сосредоточены более 95% населения и 93% хозяйственной инфраструктуры стра­ны, в том числе все сельскохозяйственные угодья (не считая оленьих пастбищ) — 224 млн. га.

Из 130 млн. га пашни России большая часть расположена в районах рискованного земледелия: на широтах выше 50° с. ш., со средней за вегетационный период суммой температур выше 10° - менее 2200 град, и с коэффициентом увлажнения менее 0,6. По­этому потенциальная продуктивность пашни у нас мала и компен­сируется большой посевной площадью: на каждого жителя страны приходится почти 0,9 га пашни (в 3,5 раза больше среднемирового показателя). Однако и имеющийся продукционный потенциал пашни используется с низкой эффективностью. Так, в расчете на душу населения Франция, Чехия и Финляндия, имея пашни в три раза меньше, чем Россия, производят значительно больше сель­скохозяйственной продукции. Это означает, что эффективность использования каждого гектара пашни в этих, как и во многих других странах, в 3-5 раз выше, чем в России.

Землепользование на большой площади сельскохозяйствен­ных угодий России имеет истощительный характер: нарушается агротехника, недостаточно или неправильно вносятся удобре­ния; отклик урожая на внесение удобрений у нас чуть ли не самый низкий в мире.

На юге России (в Волгоградской, Ростовской областях, Краснодарском крае, Ставрополье) из-за эрозии, подтопления и засо­ления продолжается потеря чернозема - одного из главных бо­гатств страны. Значительные потери плодородных пойменных зе­мель связаны с гидростроительством. Площадь затопленных зе­мель в результате создания водохранилищ на равнинных реках Европейской части России достигает 3 млн. га. Некоторые гидроузлы в бассейнах Волги, Дона и Кубани при правильном подсчете баланса между выгодой и ущербом с учетом ценности затоплен­ных земель и других факторов нанесли стране огромные убытки.

Несмотря на большую потребность в расширении посевных площадей освоение новых земель в отдельных регионах мира уже практически не приводит к увеличению мировой пашни, поскольку все время нарастает экспансия неаграрных объектов и одновременно с распашкой новых земель значительные площади пашни выбывают из хозяйственного использования из-за разных форм мелииорации, т.е. порчи земли. Значительные затраты на мелиорации (т.е. улучшение земли) часто уже не могут остановить этот процесс.

Основные причины утраты части земельных ресурсов сельского хозяйства:

• эрозия почвы — смыв или сдувание поверхностного, наиболее плодородного слоя почвы водой и ветром;

• потеря гумуса и снижение плодородия вследствие неправильной агротехники, в основном из-за отсутствия севооборотов и недостаточного возвращения в почву питательных веществ;

• подтопление и вторичное засоление почвы, вызываемое без дренажным орошением и неконтролируемой подачей воды;

• машинная деградация почвы (переуплотнение, нарушение структуры пахотного слоя, смешивание его с подстилающей породой и т.п.);

• химическое и радиационное загрязнение почвы.

Одним из наиболее серьезных проявлений деградации земель является техногенное опустынивание, вызванное деятельностью человека и изменениями климата. Большая площадь современных пустынь имеет антропогенное происхождение. От деградации поч­вы уже пострадали 70% засушливых земель планеты (3,6 млрд. га) — территория, которая по площади в три раза больше Европы. Скорость опустынивания в мире сейчас достигла 7—10 млн. га в год. Кроме этого, ежегодно еще 20 млн. га теряют продуктивность из-за эрозии и наступления песков. Примерно такова же и ско­рость сокращения площади лесов. Это одна из самых длительных и грозных тенденций утраты природы.

Поверхность земли испытывает самую зна­чительную по массе и очень опасную антропогенную нагрузку. Если в атмосферу выбрасывается менее 1 млрд. т вредных веществ (без СО₂), а в гидросферу - около 15 млрд. т загрязнителей, то на землю попадает ежегодно примерно 85 млрд. т антропогенных от­ходов. По некоторым оценкам, их общий объем к концу 90-х гг. превысил 1500 км³, что соответствует объему 600 тыс. пирамид Хеопса. Если даже преобладающая часть этого объема химически инертна, то для того чтобы его разместить на земле, человек унич­тожает природные экосистемы на значительной площади.

Каждой тонне мусора на стадии потребления соответствует 5 т отходов на стадии производства и 20 т — при получении сырья (1:5:20). Наша оценка, основанная на анализе техногенного мате­риального баланса и относящаяся к твердым отходам этих трех «переделов», ближе к иному соотношению: 1:10:100.

На каждого жителя Земли приходится в среднем за год 0,12 т отходов потребления, 1,2 т всех продуктов производства («отло­женных» отходов) и около 14 т. отходов переработки сырья.

С экоцентристской точки зрения («точки зрения» экосферы) вся масса отходов опасна. Но для человека считается опасной лишь их часть — те, которые обладают тем или иным уровнем ток­сичности.

Существуют различные оценки опасности отходов, загрязня­ющих землю. Наиболее опасны те токсичные терраполлютанты, которые и геохимически, и биохимически достаточно подвижны и могут попасть в питьевую воду или в растения, служащие пищей для человека и сельскохозяйственных животных. Это в первую очередь соединения тяжелых металлов, некоторые производные нефтепродуктов — полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и соединения типа диоксинов, а также разнообразные синтетические яды — биоциды. Кроме них, в связи с определенной вероятностью технических аварий, террористических актов и вооруженных конфликтов чрезвычайно высокую опасность представляют боевые отравляющие вещества (ОВ) и радионуклиды.

В качестве показателя степени загрязнения почв применяется коэффициент концентрации загрязнения почвы (ККЗ), вычисляемый по формуле

ККЗ_i = x_i/ПДК_i или KKЗ_i = x_i /х_ф,

где ККЗ_{ — коэффициент концентрации загрязнения для i-го веще­ства;

x_i — содержание i-го загрязняющего вещества;

x_ф — фоновое содержание этого вещества.

Основными источниками антропогенного загрязнения земли яв­ляются:

- твердые и жидкие отходы добывающей, перерабатываю­щей и химической промышленности, теплоэнергетики и транспорта;

• отходы потребления, в первую очередь твердые бытовые отходы;

• сельскохозяйственные отходы и применяемые в агротехнике ядохимикаты;

• атмосферные выпадения токсичных веществ;

• аварийные выбросы и сбросы загрязняющих веществ.

В РФ ежегодно образуется около 7 млрд. т отходов производства и потребления. На территории страны в отвалах, свалках, полигонах, хранилищах накоплено порядка 80 млрд. т твердых отходов, в том числе более 1,1 млрд. т токсичных промышленных отходов. Их количество ежегодно возрастает примерно на 120 млн. т. Отсутствие соответствующих технологий переработки, необходимых мощностей и специального обору­дования приводит к тому, что в качестве вторичных ресурсов используется только 22%, а полностью обезвреживается лишь 3,5% промышленных отходов.

Одна из серьезных экологических проблем — твердые быто­вые отходы (ТБО). В городах и крупных поселках РФ каждый год образуется 140 млн.м³ ТБО, т.е. почти по кубометру на ка­ждого жителя. В целом по стране промышленным методом (на мусоро-сжигательных заводах) перерабатывается только до 5% ТБО, остальное идет в захоронения. Причем более 70% отходов вывозится на несанкционированные свалки, занимающие по­рядка 250 тыс. га земли.

Избавиться от отходов можно несколькими известными спосо­бами: 1) закопать (потребуются новые территории и значительные расходы на земляные работы, изоляцию и последующую рекульти­вацию); 2) затопить (сохраняется опасность загрязнения гидросфе­ры); 3) сжечь (загрязняются атмосфера и гидросфера) и 4) утили­зировать. Последний вариант предпочтителен, но он реален лишь для относительно небольшой части отходов и содержит немало технических, экономических и организационных трудностей. Сей­час в мировой практике пока не найдены простые и эффективные решения этого вопроса. В развитых странах мира (США, Герма­ния) сейчас утилизируется всего лишь 10% ТБО, а в России и того меньше.

Как уже отмечалось, главные техногенные загрязнители зем­ли — это тяжелые металлы, пестициды, нефтепродукты и их высо­котоксичные производные.

По токсичности, присутствию в современной окружающей среде и вероятности попадания в живые организмы может быть выделена приоритетная группа тяжелых металлов (ТМ): свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, таллий, висмут, олово, ванадий, сурьма. Несколько меньшее значение имеют хром, медь, цинк, марганец, никель, кобальт, молибден и селен. За исключением указанной выше небольшой группы «биофильных» ТМ все эти металлы, по крайней мере по отношению к высшим животным и человеку, токсичны. Они попадают в организм с пищей, водой, при вдыха­нии загрязненного воздуха, и в зависимости от химической формы их соединений с той или иной скоростью иногда довольно быстро выводятся из организма. Но незначительная их часть задерживает­ся в органах и тканях, вступая в соединение с биогенными эле­ментами и радикалами. Так как эти соединения не участвуют в нормальном обмене веществ и для большинства из них характер­ны длительные периоды полувыведения (от месяцев до десятков лет), происходит постепенное накопление ТМ, ведущее к различ­ным поражениям и тяжелым хроническим заболеваниям.

К началу 90-х гг. мировое производство ТМ составляло более 36 млн. т в год. По приблизительной оценке к концу XX в. в мире накоплено (в млн. т): медь - 300, цинк — 200, хром - 70, свинец - 20, никель — 3,5, кадмий — 0,6, ртуть — 0,5. Природа никогда пре­жде не знала такого груза ТМ на поверхности земли, в экосфере.

Однако загрязнение среды тяжелыми металлами определяется не только указанными количествами. ТМ попадают в среду с эмиссиями предприятий энергетики, промышленности и транс­порта — в виде аэрозолей, пыли и копоти, в составе растворов и суспензии промышленных стоков, с твердыми промышленными отходами, а также с минеральными красителями, бытовой техни­кой и другими товарами.

Предельно допустимые суточные дозы (ПДД_с) различных ТМ, поступающих в организм человека с водой или пищей, колеблются в широких пределах — от 0,1 мкг (ртуть) до 5 мг (цинк). Сопостав­ление ПДД_с с массой ТМ, находящихся в окружающей среде, и простой расчет показывают, что эти вещества заключают в себе потенциал многократного отравления всего человечества.

С середины нашего столетия для уничтожения вредных (с точ­ки зрения человека) организмов начали широко применять синте­тические органические соединения — пестициды. В зависимости от объекта назначения их подразделяют на инсектициды (убивают на­секомых), гербициды (уничтожают сорняки), фунгициды (средства против грибковых заболеваний растений) и др. Ни один из этих химикатов не обладает абсолютной избирательностью и представ­ляет угрозу для других групп организмов, в том числе для людей. Поэтому все они — биоциды, т.е. вещества, угрожающие различ­ным формам живого. Даже сравнительно малотоксичные пестици­ды не подвергаются ферментативному разложению. Никакие ор­ганизмы не располагают соответствующими механизмами детоксикации. Все пестициды являются ксенобиотиками.

В 1938 г. был рекомендован к применению сильный инсекти­цид — дихлордифенилтрихлорэтан (ДЦТ). Казалось, что люди по­лучили «чудо-оружие», вещество чрезвычайно токсичное для насе­комых и относительно безвредное для человека. ДЦТ обладал ши­роким спектром действия, был стоек в окружающей среде, а про­изводство его было совсем недорогим.

Снижение численности вредителей благодаря применению ДДТ во многих случаях привело к резкому росту урожая. Кроме того, ДДТ оказался эффективным средством борьбы с насекомы­ми — переносчиками инфекционных заболеваний (сыпного тифа, малярии и др.). Достоинства ДДТ казались столь выдающимися, что его создатель — швейцарский химик П. Мюллер получил за свое открытие Нобелевскую премию. Неудивительно, что это ве­щество возглавило нескончаемый парад пестицидов, мировая кол­лекция которых выросла до 6000 наименований, а их производство достигло 1,2 млн. т в год.

Однако вскоре стало очевидным, что применение пестицидов вызывает целый ряд проблем: 1) приспосабливаемость и развитие устойчивости вредителей к применяемым препаратам; 2) восста­новление и вторичные вспышки численности вредителей, повы­шение их агрессивности; 3) рост затрат на применение в возрас­тающих дозах все новых и более дорогих пестицидов; 4) отрица­тельное воздействие на природную среду и здоровье человека.

В начале 70-х гг. применение ДЦТ в большинстве развитых стран было запрещено. На смену ему пришли менее токсичные препараты, быстрее разрушающиеся в окружающей среде. Спустя более полувека с начала применения пестицидов следует признать, что беспрецедентная химическая война с вредителями сельского хозяйства практически полностью проиграна. Несмотря на много­миллиардные затраты на производство и применение пестицидов, потери урожая от вредителей не уменьшились. Насекомые при­спосабливаются к ядам гораздо быстрее, чем разрабатываются но­вые препараты. Устойчивость некоторых генетических модифика­ций вредителей в сотни раз выше, чем у исходных форм. Уже не существует эффективных средств против таких вредителей, как колорадский жук, совка, капустная моль. В конечном итоге люди не сумели надежно защитить растения, не смогли полностью уничтожить ни одного вида вредоносных организмов, зато суще­ственно увеличили загрязнение почв и биосферы в целом.

Ставшая уже классической история ДЦТ наглядно иллюстри­рует угрозу химизации сельского хозяйства. Пестициды постепен­но накапливаются в почве и воде, а затем по пищевым цепям пере­ходят в растения, в животных и организм человека. Хотя ДЦТ уже много лет снят с производства и повсеместно запрещен к приме­нению, в природной среде циркулирует около миллиона тонн этого ядовитого вещества. Его обнаруживают в воде и воздухе, в организмах; животных и человека даже в тех районах земного ша­ра, где никогда не проводились химические обработки растений. Применение ДЦТ и его аналогов имело множество серьезных эко­логических последствий. В результате загрязнения почвы и заражения биосферы гибнут целые популяции полезных насекомых, рыб, птиц и других животных. По данным ВОЗ, отравление пес­тицидами каждый год поражает в мире до двух миллионов человек и уносит до 40 тыс. человеческих жизней.

Новая стратегия защиты сельскохозяйственных культур долж­на, по-видимому, исходить не из идеи уничтожения неугодных нам форм жизни, а из идеи сосуществования с ними, контроля и сдерживания численности агрессивных биологических видов. По­следнее предполагает сохранение биоразнообразия, все более ши­рокое применение биологических способов борьбы с вредителями.

С производством и применением пестицидов связано появле­ние в окружающей среде еще одной группы крайне ядовитых ве­ществ — диоксинов (примесей, образующихся при производстве не­которых гербицидов). Один из диоксинов — ТХДЦ — занимает пя­тое место в ряду самых сильных из известных ядов. Предполагает­ся, что максимальная недействующая доза этого вещества для че­ловека не превышает 10⁶ мкг/кг. Диоксины очень стойки: период полувыведения у человека — больше года. Известны случаи забо­леваний и гибели людей, связанные с диоксинами. Применение США во Вьетнаме дефолианта, содержащего ТХДЦ, вызвало забо­левания более 2 млн. жителей в долине Меконга. Диоксины могут образовываться при сжигании угля, мусора, в двигателях внутрен­него сгорания.

Ежегодно в мире производится около 500 млн. т опасных от­ходов. Ими загрязняются значительные земельные площади и водоемы. Общая площадь земель России, загрязненных ток­сичными веществами промышленного происхождения, оцени­вается величиной порядка 70 млн. га. Опасные отходы называ­ют "бомбой замедленного действия" в силу их кумулятивного воздействия на окружающую среду. При их складировании происходят многочисленные вторичные химические процессы, и в среду поступают не только известные химикам токсиканты, но и совершенно новые, непредсказуемые по своему воздейст­вию на человека и экосистемы вещества. Установлено, напри­мер, что в шламах азотного производства при некоторых усло­виях образуется целый букет нитрозаминов — сильнейших мутагенов и канцерогенов. В промышленных зонах вблизи боль­ших городов скопления отходов вместе с аэрогенными выпаде­ниями образуют значительные техногенные геохимические аномалии многих металлов, которыми загрязняются не только почвы, грунты, но и растительность и подземные воды.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами в местах их до­бычи, переработки и транспортировки превышает фоновое в де­сятки раз. Наиболее опасные формы нефтяного загрязнения свя­заны с многочисленными прорывами нефтепроводов. Только в Республике Коми в 1994 г. произошло свыше 2900 аварийных уте­чек. В результате крупной аварии на нефтепроводе Харьяга-Усинск на рельеф местности вытекло, по экспертным оценкам, 79 тыс. т нефти, а площадь загрязнения составила 69 га. Из-за нефтяных загрязнений в почве накапливаются стойкие ПАУ, многин из которых являются сильными канцерогенами.