Современные проблемы экологии и природопользования. Учебно-методическое пособие

разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши.

Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка и др.

Ветровая эрозия (дефляция) почв - выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром.

Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы: уничтожение растительности, нерегулярный выпас скота, неправильное применение агротехнических мер.

Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра.

Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20-30 м/с и более. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах (сухие степи, полупустыни, пустыни). Пыльные бури безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни, негативно влияют на все компоненты окружающей природной среды, загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека.

61

Внашей стране пыльные бури неоднократно возникли в Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе, в Башкирии и т.д.

Внастоящее время крупнейший источник пыли – Арал и Черные земли Калмыкии.

Водная эрозия почв (земель) - разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают следующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Основной причиной водной эрозии является производственная деятельность человека. В частности, появление новой тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, - одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Другие негативные антропогенные факторы: уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред окружающей природной среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия. Экологический ущерб от оврагов огромен. Овраги уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густорасчлененный рельеф. Подсчитано, что ежедневные потери почв из-за развития оврагов достигают 100-200 га.

Меры борьбы с эрозией почв

Меры борьбы с эрозией, вызываемой воздушным и водным агентами, в ряде случаев совпадают. К таким мерам борьбы относятся:

1. Умеренные нагрузки на естественные экосистемы, которые не вызывали бы полного или относительно полного разрушения растительного покрова (прежде всего это относится к лесопользованию).

2. На пастбищах эрозионные процессы нередко вызываются перевыпасом (скотосбоем). Основной путь исключения неблагоприятных явлений – соблюдение норм выпаса и рекреационных нагрузок.

62

3. Для защиты пахотных земель наиболее действенны следующие мероприятия:

-соблюдение севооборотов, в частности, пропашные культуры (кукуруза, картофель, свекла) должны сменяться посевами, скрепляющими почву корнями, например, травосмесями;

-проведение контурной вспашки (по горизонталям рельефа);

-исключение из обработки легкоранимых песчаных и супесчаных

почв;

-чередование небольших полей с естественными ландшафтами;

-создание полезащитных полос;

-внесение органических удобрений, способствующих структурообразованию, связности почв;

-использование техники с малым удельным давлением на почву;

-бесплужная обработка почв.

В ряде случаев приходится бороться с последствиями эрозии почв. Так, чтобы остановить процессы оврагообразования, используются как агротехнические (лесопосадки, посевы трав), так и инженерные мероприятия (строительство лотков для стока воды, сположивание склонов, занятие их многолетними травами и др.). Для прекращения ветровой эрозии (дефляционных процессов) – нанесение на поверхность почв связующих химических веществ (различного рода полимеров) при одновременном посеве многолетних трав, посадке кустарников и деревьев.

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; 5) нефть и нефтепродукты.

Понятие пестициды объединяет группу веществ, которые используются для уничтожения или снижения численности нежелательных

63

для человека организмов. Практически все эти вещества относятся к ксенобиотикам, т. е. чуждым для живых организмов и биосферы в целом.

Обычно с понятием пестициды связывают вещества, используемые для уничтожения растений – гербициды; насекомых – инсектициды; грибов – фунгициды; клещей – акарициды; водорослей – альгициды и др. К пестицидам относят также вещества, используемые не только для уничтожения, но и отпугивания организмов, приносящих вред человеку или его изделиям (постройкам, одежде и т.п.).

В группу пестицидов входят, кроме этого, вещества, изменяющие физиологические функции организмов или воздействующие на отдельные их органы (бесплодие, болезни, поведение и т. п.).

Пестициды применяют чаще всего в искусственно создаваемых человеком системах (агроценозах) или в природных экосистемах, где нарушены механизмы саморегулирования (гомеостаз). Иногда пестициды приходится применять и в стабильных естественных экосистемах для подавления вспышек массового размножения отдельных организмов, обусловленных естественным ходом развития.

Широко используются пестициды и для борьбы с кровососущими насекомыми (комары, мошки, слепни), животными – переносчиками болезней (грызуны, иксодовые клещи, малярийный комар, москиты).

Имеются сведения, что благодаря пестицидам удалось предупредить или резко ослабить примерно 30 болезней человека и домашних животных, спасти не меньше 25 млн. человек и предупредить около 1 млрд. заболеваний.

Именно пестициды позволили почти полностью ликвидировать или свести на нет такие болезни, как малярию, клещевой энцефалит, туляремию и другие.

64

Экологическая вредность пестицидов зависит в основном от их ядовитости, продолжительности жизни, способности избирательно действовать на отдельные организмы и трансформаций в среде.

Имеются данные, что печально известный ДДТ под действием ультрафиолетового излучения превращается в другой стойкий и ядовитый углеводород – полихлорированный бифенил (ПХБ). Последний, как и сам ДДТ, имеет значительный срок жизни, накапливается в цепях питания, поражает репродуктивные и другие структуры.

Пестициды хотя и обладают избирательным действием на организмы, но эта избирательность относительна. Практически нет пестицидов, которые в той или иной мере не поражали другие организмы, особенно близкие в систематическом положении. Тем более что очень часто концентрация пестицидов в цепях питания увеличивается в силу биоаккумулирующего эффекта.

В экологическом отношении особую тревогу вызывает увеличение объемов применения пестицидов. Это связано не только с расширением обрабатываемых площадей, но и с привыканием к пестицидам организмов.

Человек потребляет значительное количество пищи с верхних уровней цепей питания, поэтому пестициды или их производные он часто получает в наиболее концентрированном виде.

Считается, что в мире ежегодно в той или иной мере страдает от пестицидов около 500 тыс. человек.

Следствием применения пестицидов может быть увеличение численности и тех организмов, которые раньше не вызывали беспокойства.

Для организмов, находящихся на высоких уровнях цепей питания, вред пестицидов нередко связан не только с действием на сами организмы, но и на их потомство.

Сказанное, однако, не значит, что надо либо полностью отказаться от пестицидов, либо постепенно увеличивать объемы их применения.

65

Пестициды причиняют минимальный вред среде и экосистемам (например, с коротким сроком жизни), целесообразно применять только в тех случаях, когда другие методы не позволяют достичь поставленной цели. Например, для снятия «вспышек численности» нежелательных видов. В других случаях надо использовать более мягкие методы. Их обычно называют «беспестицидные технологии», «биотехнологии», «биологические меры борьбы с вредителями» и т. п.

Биологические методы борьбы с нежелательными видами организмов как альтернатива применения пестицидов:

1.Хищники и паразиты нежелательных видов, их разведение и внедрение в экосистемы. К таким организмам относятся божьи коровки, жужелицы. Муравьи, насекомые-паразиты и другие виды. В мире к настоящему времени разводится около 300 видов организмовантагонистов.

2.Вирусные и бактериальные препараты. Доля таких препаратов составляет около 10% от общих биологических средств борьбы с нежелательными видами.

3.Внедрение в популяции особей, не способных давать потомство или передающих потомству нежизнеспособные линии. В США довольно широко используется метод стерилизованных самцов. Последних вводят в

природные популяции. Спаривание осуществляется, но без оплодотворения.

4.Природные или синтезированные по типу природных средства для отпугивания, привлечения или прерывания отдельных стадий развития животных (феромоны). Широкое применение находит одна из групп феромонов – половые аттрактанты – вещества, привлекающие особей другого пола.

5.Животные, питающиеся только определенными видами растений (узкоспециализированные фитофаги). Если такими растениями являются

66

сорняки, то животные уничтожают их, не трогая сельскохозяйственные культуры.

6.Пестициды (чаще всего инсектициды) естественной природы. К таким препаратам относятся, например, вытяжки, отвары или пудры из табака, ботвы помидоров, чеснока, горчицы, ромашки и других растений.

Внастоящее время выделено около 800 веществ биологической природы, которые могут заменять пестициды.

7.Препараты физической природы, обладающие пестицидными свойствами. Полагают, что этот принцип для борьбы с насекомымипаразитами используют птицы, купаясь в пыли.

8.Селекционные методы, основанные на выведении сортов, устойчивых к определенным вредителям. Например, учеными США выведены сорта хлопчатника с гладкими листьями, затрудняющими насекомому (хлопковая совка) прикреплять яйца на растения.

9.Методы генной инженерии, позволяющие повысить устойчивость организмов к вредителям и болезням. Например, устойчивость томатов существенно повышена введением в их геном бактерий, продуцирующих белки, способные убивать гусениц насекомыхвредителей.

10.Интегрированные методы. Сущность их заключается в применении комбинаций биологических, агротехнических и селекционных приемов – при резком сокращении использования химических препаратов.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Б. Коммонер установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений, применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота

67

азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия этого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов.

Внашей стране ежегодно образуются свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золотоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почву, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена.

Утилизация твердых бытовых отходов. Правильно организованная технологическая свалка – это такое складирование твердых отходов, которое предусматривает постоянную, хотя и очень долговременную, переработку отходов при участи кислорода воздуха и микроорганизмов.

На заводе по сжиганию бытовых отходов наряду с обезвреживанием происходит максимальное уменьшение их объема (до 90% исходного). Однако необходимо учитывать, что сами мусоросжигающие заводы могут загрязнять окружающую среду, поэтому при их проектировании обязательно предусматривается очистка выбросов в ОС. Производительность таких заводов по сжигаемым отходам приблизительно 720 т/с. При круглосуточном и круглогодичном режимах работы.

Всельскохозяйственных районах строятся заводы по переработке старой полиэтиленовой пленки, например, из собранной за год (более 1500 т), очищенной от грязи пленки получают 1300 т труб, которые используют

вмелиорации и в крупнопанельных домах.

Во многих странах Европы вблизи больших магазинов установлены контейнеры для банок и бутылок разного цвета.

Переработка твердых промышленных отходов. Основные виды промышленных отходов – шлаки тепловых электростанций и

68

металлургических заводов, породные отвалы горнодобывающих предприятий и горно-обогатительных комбинатов, строительный мусор и т. д

Строительство комбинированных производств и отдельных технологических установок по переработке отходов особенно целесообразно в промышленных районах с большой потребностью в строительных материалах, изделиях, конструкциях. Например, метод катализированной кристаллизации стекла на основе доменных шлаков у нас в стране получают шлакоситаллы (ценнейший строительный материал).

Груды старых шин от автомобилей различных марок на территории Чеховского генераторного завода под Москвой – уже не свалка, а склад исходного сырья для производства резиновой крошки и регенерата – пластичного материала, частично заменяющего каучук в различных резиновых изделиях, в том числе и в новых шинах. Одна тонна регенерата

– продукта переработки старых покрышек, позволяет сэкономить 400 кг синтетического каучука.

Все развитые страны имеют планы по созданию чистых (так называемых безотходных) технологий.

В1987 г. Конгресс США принял поправку к закону по опасным и твердым отходам, запрещающую захоронение отходов без их предварительной обработки по самым современным технологиям.

ВРоссии в 1991 г. была разработана программа, в которой предусматривался в целях комплексной переработки природных ресурсов

исырья переход на безотходные и малоотходные производства. При этом обеспечивалась независимость экологической экспертизы и создание кадастра вторичных ресурсов для учета вторичного сырья.

Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы.

69

Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентрации, в сотни раз превышающих допустимые.

Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-кратное превышение концентрации свинца по сравнению с его содержанием (20 мкг/г) в почве незагрязненных районов.

По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще большие земли были загрязнены радионуклидами и радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы.

Одной из самых серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Причины загрязнения – аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологий нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д. В результате, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения в 150-250 раз.

Значительную угрозу для здоровья людей представляют различные патогенны, которые могут проникать в организм человека следующим образом:

Во-первых, через цепь: человек – почва – человек. Патогенные организмы выделяются зараженным человеком и через почву попадают другому, либо через выращенные на зараженной почве овощи и фрукты. Таким способом человек может заболеть холерой, бациллярной

70