10. Ерозія грунтів

Ерозія ґрунтів – це процес руйнування ґрунтового покриву і знесення його часточок потоками води (водна ерозія) або вітром (вітрова ерозія), яка посилюється внаслідок господарської діяльності людини. Пилові бурі переносять повітряними потоками мільйони тонн родючого ґрунту на сотні і навіть тисячі кілометрів.

Ерозія ґрунтів завжди існувала в природі як природний процес, швидкість якого приблизно така ж, як і швидкість процесу ґрунтоутворення. Це так звана природна геологічна ерозія, яку відвернути неможливо і яка особливої шкоди не завдає (перебіг її повільний і майже не помітний).

Поряд з цим нормальним геологічним процесом, який є частиною самої еволюції Землі, відбувається прискорена, або руйнівна, ерозія, спричинена діяльністю людини. При прискореній ерозії втрати компонентів ґрунту можуть відбуватись в сотні і тисячі разів швидше, ніж при природній ерозії.

Товщина верхнього родючого шару ґрунту, який містить гумус, у багатьох видах ґрунтів рідко перевищує 20 см. На його утворення природа затратила не менше ніж 2-7 тис. років.

При прискореній ерозії повне руйнування цього шару може відбутися за 10-30 років, а нерідко він змивається всього лише за одну зливу або здувається за одну пилову бурю.

Прискорена ерозія – основне лихо землеробства на всій земній кулі, що руйнує величезні площі родючих земель.

Прискорена ерозія яскраво проявляється у тропічних районах. Зокрема, на Мадагаскарі внаслідок випалювання лісів 8/10 всієї території зазнають дії активної ерозії. В Чілі (Південна Америка), де за останні роки площа лісів скоротилась з 60 до 25%, 75% земель охоплено ерозією, з них 17% вже практично втрачені для сільського господарства.

Величезні масштаби ерозії ґрунтів у розвинутих країнах стали одним з чинників виникнення “теорії спадної родючості ґрунту”, яка нині має прихильників за кордоном.

Навпаки, за час історичного існування людини родючість ґрунтів і продуктивність сільського господарства колосально зросли. Так, якщо в CU­CUIII ст. урожайність зернових культур становила 6-7 ц/га, то в промислово розвинених країнах в CIC ст. вона зросла до 16, в середині CC ст. досягла 30-40, а на кінець CC ст. досягла рівня 60-70 ц/га.

Площа еродованих земель внаслідок неправильного ведення землеробства і будівельних робіт у світі досягла 700 млрд. га.

Основними причинами ерозії є руйнування гумусового шару внаслідок:

        розорювання цілинних земель;

        вирубування лісів;

        перевипасання і витоптування трав’янистого покриву; особливо небезпечне знищення рослинного покриву і посилення ерозійних процесів у гірських місцевостях, на територіях, де є схили, яри дощі й талі води зносять великі маси ґрунту;

        кар’єрний спосіб видобування корисних копалин;

        будівництво споруд, транспортних магістралей, комунікацій тощо.

10. Рекультивація порушених земель.

Рекультивація земель (лат. користь) – це відновлення порушених промисловістю земельних площ з метою використання їх в інших галузях народного господарства.

У кожному конкретному випадку мета може бути різною і досягатися різними шляхами.

Перші дані про рекультивацію з’явилися в 1766 – 1784 рр., коли почали експлуатувати Рейнський кам’яновугільний басейн. Нині значні роботи з рекультивації земель тривають у Великій Британії, США, Франції, Німеччині, Японії, Китаї.

У 1939 р. в США видано закони для відкритих розробок, у яких передбачають озеленення відвалів. В окремих штатах підприємства спочатку платять за порушені землі, а потім частину цих виплат їм повертають, якщо на рекультивованих землях приживаються дерева. Причому часто рекультивовані землі продуктивніші, ніж природні.

Усі порушені території можна розподілити на дві групи:

        землі з насипним ґрунтом – промислові відходи, відвали пустих порід;

        території пошкоджені вийманням ґрунту – кар’єри і відвали при відкритих розробках, провали підземних розробок.

Під час окиснення сульфідів на поверхні відвальних порід та шламів утворюється сульфатна кислота. У штатах Мериленд і Західна Вірджинія (США) в річці Північний Потомак після Другої світової війни внаслідок цього гинули тварини, заборонялося купатися і користуватися човнами, оскільки навіть цвяхи й металеві частини руйнувались у кислотному середовищі.

 Основні напрями рекультивації техногенних ландшафтів

 Сільськогосподарський напрямок – використання рекультивованих земель для вирощування сільськогосподарських культур. Успіх рекультивації залежить від хімічного складу та структурно-гранулометричних властивостей порід, вмісту токсичних речовин, вологості ґрунту, наявності елементів, необхідних для живлення рослин. Після припинення видобутку корисних копалин територію розрівнюють і висівають невибагливі рослини, які закріплюють внесений грунт (ковила, типчак, червона конюшина, буркун, люцерна, еспарцет) і збагачують його нітрогеном (бобові). Після відновлення обміну речовин у ґрунті висівають зернові.

Лісогосподарський напрям – подальше створення лісів. Поблизу Кохтла-Ярве (Естонія) вирівнюють розробки горючих сланців і вирощують сосну, модрину, обліпиху, липу, березу, чорну вільху. Як правило лісогосподарську рекультивацію проводять на територіях, не придатних для сільськогосподарського вжитку. Спочатку висаджують невибагливі породи (тополю, акацію, вільху та ін.), а вже за наявності потужного ґрунтового шару – цінні породи: сосну, ялину, березу, дуб, граб тощо.

Водогосподарське використання – створення ставків, басейнів, рибних господарств. У Франції на затоплених кар’єрах створюють водноспортивні бази, іригаційні та протипожежні водосховища, рибні ставки.

Рекреаційний напрям полягає у використанні відчужених земель для відпочинку населення. Тут створюють зони відпочинку, ставки, спортивні майданчики. В Донецьку шахтні терикони поливають суспензією глини для припинення реакцій горіння, вносять шар ґрунту, висівають трави для його закріплення, а потім висаджують дерева. Там добре приживається клен ясенелистий, тополя канадська, акація біла і жовта, а також трави – тимофіївка, стоколос, пирій, астрагал, буркун, люцерна та еспарцет. Виникають чудові парки для відпочинку.

Будівельний напрям – забудова рекультивованих земель. Часто її проводять без попереднього вирівнювання поверхні і кар’єри використовують для закладення фундаменту. Іноді відпрацьовані кар’єри заповнюють промисловими відходами та сміттям. В Італії поблизу Риму частина земель вапнякового кар’єру відведена під будівництво. Часто в цих місцях будують підземні гаражі, склади тощо.

Санітарно-гігієнічний напрям. Його суть – використання територій виробок під звалища відходів, шламонакопичувачі без попереднього вирівнювання ландшафту.

В Україні загальна кількість порушених земель перевищує 263 тис. га, з яких потребує рекультивації понад 120 тис. га. Найбільше зіпсованих відкритим видобутком корисних копалин земель знаходиться в Криворізькому і Керченському залізорудних, Дніпровському та Львівсько-Волинському вугільних, Нікопольському манганово-рудному та Прикарпатському сірконосному басейнах.

У цих зонах проводять значні роботи з рекультивації земель у різних напрямах: будують житлові будинки, вирощують сільськогосподарські культури, закладають сади.

Етапи рекультивації

Відновлення порушених площ земель здійснюють у кілька етапів:

        підготовчий (проектно-пошуковий) – вивчення земель, їх структури, здатності до біологічної рекультивації, техніко-економічне обґрунтування;

        гірничо-технічний (інженерний) полягає у вирівнюванні поверхні та впровадженні протиерозійних меліоративних заходів;

        біологічний спрямований на відновлення родючості земель та створення екосистем.

10. Охорона земних надр. Надра Землі використовуються люди­ною з різною метою, зокрема для:

• видобування корисних копалин;

• зберігання рідких і газоподібних корисних копалин у природ­ них і штучних сховищах;

• будівництва різних споруд, сховищ і навіть цілих заводів;

• прокладання транспортних комунікацій (метро, трубопроводи);

• поховання токсичних промислових і стічних вод.

Головний напрям використання надр — це, звичайно, видобу­вання мінеральної сировини.

Майже всі корисні копалини належать до невідновних ресурсів, тому що їх відтворення в земній корі відбувається дуже повільно. Інтенсивність їх видобування та використання - значно перевищує швидкість їх утворення. Використання людством корисних копалин подвоюється через кожні 14-15 років. Щорічне використання вугілля, заліза, мангану й нікелю за останні сто років збільшилося у 50-60 разів, калію, алюмінію, молібдену й вольфраму – у 200-1000 разів. Щороку з надр Землі видобувають близько 120 млрд. т руди та інших корисних копалин, майже по 20-30 т на одну людину. Тільки за 1991 р. у світі було видобуто 3,1 млрд. т нафти, 1,9 трлн. м³ природного газу та 3,2-3,5 млрд. т кам’яного і 1,2-1,5 млрд. т бурого вугілля.

Якщо видобуток корисних копалин збережеться у такому обсязі, як нині, то багато родовищ будуть вичерпані через кілька десятиріч. У разі збільшення видобутку й використання мінеральних ресурсів країнами що розвиваються, до рівня США на початку 90-х років XX ст., за даними ООН, резерви бокситів, нафти, газу, міді, цинку, свинцю будуть вичерпані впродовж 5-15 років.

Таким чином, раціональне використання і охорона надр передбачають такі заходи:

        створення нових високоекологічних технологій розробки родовищ корисних копалин;

        вилучення з добутої мінеральної сировини (у тому числі й бідних руд) усіх хімічних елементів, або сполук що містяться в них;

        утилізація відпрацьованої породи або надійне її захоронення;

        запобігання втратам мінеральної сировини в період експлуатації родовищ;

        вилучення з руд основних і супутніх компонентів;

        збереження чистоти водоносних горизонтів, очищення й утилізація стічних вод;

        забезпечення економії мінеральної сировини при транспортуванні й переробці;

        удосконалення методів захоронення радіоактивних відходів із метою запобігання радіоактивного забруднення навколишнього середовища;

        охорона родовищ корисних копалин від затоплення при створенні водосховищ, організація звалищ промислових і побутових відходів;

        охорона родовищ від пожеж;

        пошук природних і штучних замінників дефіцитних мінеральних сполук, більш повне використання вторинних ресурсів;

        використання альтернативних екологічно чистих джерел енергії.