16. Проблема загрязнения, или качественного истощения вод. Показатели качества вод. Критерии оценки качества вод.

Эвтрофикация вод: Загрязнению подвержены все категории вод, но в разной степени. Показатели качества вод и их химический состав Воды содержат растворенные вещества. Наиболее часто встречаются кальций, натрий, хлор, калий. Солёность воды оценивается по суммарному содержанию в ней химических веществ. Выделяют следующие категории вод: пресные, солоноватые, слабосолёные, солёные и очень солёные, рассолы. В водах содержатся органические вещества и различные взвеси. Человек оценивает воду в зависимости от целей её использования: питьевая, техническая и др. Для оценки качества вод используются предельно допустимые концентрации (ПДК). Кроме химических, при оценке качества питьевой воды используются бактериологические и органолептические (запах, цветность, мутность, привкус) критерии. Важный показатель качества вод — наличие в них кислорода, которое выражается через показатель биологического потребления кислорода (БПК). В водах появляется все больше веществ, не поддающихся биологическому разложению (органические растворители). Их содержание оценивается через химическое потребление кислорода (ХПК). Отношение БПК к ХПК — степень способности воды к самоочищению. Различают первичное и вторичное загрязнение вод. Первичное связано с поступлением в водоёмы загрязняющих веществ Вторичное является следствием цепных реакций, протекающих под воздействием первичных загрязнителей. Большое количество загрязняющих веществ приносят атмосферные осадки. К числу наиболее опасных и распространённых загрязняющих веществ относятся нефть и нефтепродукты. Тепловое загрязнение вод является следствием как водопотребления, так и водопользования. Важнейшим поставщиком подогретых вод являются тепловые и атомные электростанции. Существенные отрицательные экологические последствия связаны с водохранилищами. Большой ущерб водным экосистемам приносит также вторичное загрязнение, например эвтрофикация. Под эвтрофикацией вод понимают обогащение их биогенными элементами, особенно азотом и фосфором. Следствие эвтрофикации — интенсивный рост водорослей и других растений, накопление в водоёмах органических веществ и других продуктов отмирания организмов. Это создаёт условия для увеличения численности организмов-редуцентов, питающихся мёртвым органическим веществом. Редуценты интенсивно поглощают кислород. Конечный результат — обескислороживание водной среды. Результат анаэробных процессов — выделение в среду сероводорода, метана и других ядовитых загрязняющих веществ.

17. Земельный фонд и его динамика под влиянием антропогенных факторов

Имеются данные, что за историческое время человечество потеряло около 2 млрд. га плодородных земель. Из них за несколько последних десятилетий уничтожено почв больше, чем за предшествующую ей историю человечества. Уменьшение площадей пахотных, как и вообще плодородных земель продолжается интенсивными темпами и в настоящее время. На этом фоне обеспеченность пахотными землями в России резко выделяется в сторону превышения среднемировых. Почва занимает особое положение в природных ландшафтах и в экосистемах. Она является важнейшим блоком экосистем, выступает как фактор плодородия для растений и как самая насыщенная организмами среда жизни. Почву можно рассматривать и как самостоятельную экосистему. Еще В. В. Докучаев в начале XX столетия подчеркивал, что почва является естественно-историческим телом со своими взаимосвязями, закономерностями существования и возможностями саморегулирования. Почва - важнейшее звено круговорота веществ. Именно в ней начинается биологический круговорот, из нее поглощаются минеральные элементы и влага, здесь же замыкается круговорот деятельностью организмов-редуцентов. Почва- это то важнейшее звено экосистем, в котором не только высвобождается, но и на длительное время аккумулируется часть энергии и химических элементов, прежде всего в детрите и гумусе, а также в других структурах поглощающего комплекса. Исключительно важна роль почвы как санитарного барьера. Последнее свойство также связано с высокой насыщенностью жизнью, через посредство которой вещества поступают в цепи питания, а затем включаются в круговорот. Очищающая роль почвы в большой степени зависит от ее физических и химических свойств. Они выступают как мощнейший фильтр для очистки вод и водных растворов и обладают высокой способностью связывать химические элементы и соединения благодаря ее поглотительной способности. Почва отличается высокими буферными функциями, способностью противостоять нагрузкам, гасить их. Нельзя не упомянуть о таком свойстве почвы, как способность накапливать и длительное время хранить информацию об экосистемах. Эта информация прежде всего фиксируется в генетических горизонтах (слоях), а так же в присущих им структурах, носящих название новообразования, включения и др. Такая информация сохраняется в течение тысяч лет. В сухих степях встречаются песчаные почвы со следами подзолистого типа почвообразования, что свидетельствует о формировании их в условиях более влажного климата под хвойными (наиболее вероятно, сосновыми) лесами.

Фактором накопления и сохранения энергии в почвах выступает прежде всего специфическое органическое вещество - гумус и живые организмы. Любое сокращение их содержания в почвах не только снижает плодородие, но и уменьшает способность саморегулирования, устойчивости. Поддержание и тем более повышение плодородия почв требует все большего вложения в них энергии (под последним понимаются все энергетические затраты, связанные с обработкой почв, пополнением их питательными веществами в виде удобрений, борьбы с сорняками и вредителями и т. п.). Следует, однако, иметь в виду, что вносимая энергия, в отличие от содержащейся в почвах как природных системах, связана с отрицательными воздействиями и на почву, и на среду. Особенно, если внесение ее превышает определенные пределы. В примитивном хозяйстве, когда использовалось естественное плодородие почв и производилась только простейшая их обработка, внесение энергии составляло 2 ГДж/га в год. В дальнейшем внесение энергии возросло до 12-15 ГДж/га в год при высокоинтенсивном земледелии. Между тем принимается, что при дополнительном внесении 15 ГДж/га в год энергии начинаются вредные последствия для почв и среды (интенсивная эрозия, вынос химических веществ в водоемы, эвтрофикация вод и т. п.). Второе принципиально важное положение заключается в том, что каждая дополнительная единица продукции требует все большего вложения энергии для ее получения. Например, с начала XX в. количество энергии на единицу продукции увеличилось в 8-9 раз. Такое нарушение пропорциональности между приростом получаемой продукции и вложением энергии (рис.20) получило название «закона снижения энергетической эффективности природопользования» (в более частном случае землепользования). Надо отметить, что дополнительная энергия, вносимая человеком для получения прибавки продукции, крайне невелика по сравнению с количеством солнечной энергии. Так, средний приход энергии от солнца в умеренных широтах составляет 48-61 тыс. ГДж/га в год. По отношению к ней 15 ГДж составляет только 0,03%. Эти данные свидетельствуют, что и по отношению к энергии действителен принцип лимитирующего фактора по максимальному значению. В этом случае острая реакция системы связана прежде всего с тем, что привносимая энергия действует как внутренний фактор (солнечная- внешний). Это неизбежно ведет к изменению структуры систем, нарушению круговорота веществ, замене природного плодородия как бы искусственным. «Закон снижения экономической эффективности природопользования» мы продемонстрировали на примере землепользования, но он действует и по отношению к другим ресурсам и в конечном счете проявляется в энергообеспечении среднестатистического человека. В каменном веке расход энергии на одного человека составлял около 4 тыс. ккал/сутки, в аграрном обществе он увеличился до 12 тыс. ккал, в индустриальную эпоху- до 70тыс. ккал, а в передовых развитых странах в настоящее время - до 230-250 тыс. ккал/сутки. Обычно выделяют четыре главных причины порчи и уничтожения земель. К ним относят эрозию, отрицательные последствия орошения, истощение и отчуждение.