Современные проблемы экологии и природопользования. Учебно-методическое пособие

дизентерией, брюшным тифом, паратифом и др. Аналогичным путем в организм человека могут попадать и черви-паразиты;

Во-вторых, через цепь: животные – почва – человек. Существуют ряд заболеваний животных, которые перелаются человеку (лептоспироз, сибирская язва, туляремия, лихорадка Ку и др.) путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных;

В-третьих, через цепь: почва – человек, когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.).

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах.

Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30% орошаемых земель. Площадь засоленных почв в России составляет 36 га (18% общей площади орошаемых земель). Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растительные организмы – галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты, Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков оглеения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

71

Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей природы в целом, является опустынивание. 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. Процесс этот получил столь широкое распространение, что явился предметом международной программы «Опустынивание». В докладе ЮНЕП (организация ООН по окружающей среде) подчеркивается, что опустынивание – это результат длительного исторического процесса, в ходе которого неблагоприятные явления природы и деятельности человека, усиливая друг друга, приводят к изменению характеристик природной среды.

Опустынивание является одновременно социально-экономическим и природным процессом, оно угрожает примерно 3,2 млрд. га земель, на которых проживают более 700 млн. человек. Особенно опасное положение сложилось в Африке в зоне Сахеля (Сенегал, Нигерия, Буркина-Фасо, Мали и др.) – переходной биоклиматической зоне (шириной до 400км) между пустыней Сахара на севере и саванной на юге.

72

Многие экологи считают, что в списке злодеяний против окружающей среды на второе место после гибели лесов можно поставить «опустынивание». На территории СНГ опустыниванию подвержено Приаралье, Прибалхашье, Черные земли в Калмыкии и астраханской области и некоторые другие районы. Все они относятся к зонам экологического бедствия, и их состояние продолжает ухудшаться.

Под отчуждением земель понимают изъятие и использование их для различных целей, не связанных с получением растительной продукции. Наиболее значимое отчуждение связано с использованием земель под различного рода строения и сооружения (городские территории, дороги. Аэродромы, складирование отходов, разработки полезных ископаемых, затопление в процессе строительства водохранилищ и т. п.). Эти земли в большинстве своем не могут быть в дальнейшем использованы по прямому назначению – для получения растительной продукции.

В настоящее время в мире в среднем на одного человека приходится около 0,1 га земель, изъятых из использования. По данным ООН, в мире только при строительстве городов и дорог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель. Конечно, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако они должны быть сокращены до минимума.

Россия является самым большим по площади государством в мире, ее территория составляет 17 075,4 тыс. км2 (1707,5 млн. га). Структура земельных угодий России такова: лесные площади и древеснокустарниковая растительность составляет 46%, оленьи пастбища

– 19%, сельхозугодия – 13%, болота – 6%, под водой находится 4%, под постройками, дорогами, улицами – 1%, прочие земли – 11% (в том числе нарушенные земли – 0,1%).

73

Россия имеет высокую обеспеченность земельными ресурсами. В России на 1 человека приходится около 12 га территории, в том числе 1,3 га сельскохозяйственных угодий, из них свыше 0,8 га пашни, в то время как в среднем по миру на одного человека приходится 0,14 га пашни.

Важной эколого-экономической задачей является оптимизация функциональной структуры земельных ресурсов.

Не вполне рациональное пользование земельными ресурсами вызвало ряд негативных процессов и явлений в их использовании. Среди этих явлений – эрозия, опустынивание, уменьшение гумусного слоя, засоления и загрязнения почв, подтопление земель, увеличение площади переувлажненных и заболоченных земель, уплотнение почв, недостаточная эффективность использования земель несельскохозяйственного назначения.

Сейчас в России четверть сельскохозяйственных угодий (в том числе около 30% пашни) подвержены водной и ветровой эрозии, более их трети являются эрозионно-опасными; всего в зоне эрозионной опасности находится около 60% сельскохозяйственных угодий. Практически все земли сельскохозяйственного назначения Центрально-Черноземного и Северо-Кавказского районов эродированы и эрозионно опасны, в Поволжье, Западной Сибири и Южном Урале каждый третий-четвертый гектар пашни подвержен эрозии. Ежегодный вынос плодородной почвы в атмосферу из-за ветровой эрозии составляет в среднем по стране 0,37 т/га. Водная эрозия приводит к потере гумуса и к образованию оврагов, ежегодный рост площади которых составляет 80-100 тыс.га. С полей и пастбищ ежегодно вымывается около 100 млн. т гумуса и более 43 млн. т азота, фосфора, калия. Это в 1,5-2 раза больше тех питательных веществ, которые вносятся в почву. Из-за эрозионных процессов ежегодно недобираются порядка 15-20% урожая сельскохозяйственных культур на

74

слабосмытых почвах, 30-40% - на среднесмытых и 50-60% - на сильносмытых почвах.

Деградации земельных ресурсов способствует засоление почв, происходящее в результате нерационального орошения земель, сейчас засолено не менее 5% площади пашни России. Засоление почв особенно ощутимо в Поволжье, на Северном Кавказе, в черноземных областях.

Большую озабоченность вызывает значительное ухудшение черноземных почв в нашей стране. Из 300 млн. га черноземных почв мира третья часть находится в России. Из-за хищнической эксплуатации русский чернозем потерял в разных частях страны от 20 до 50% своего гумуса, но все еще он остается наиболее плодородной почвой в мире. Однако качество черноземных почв пока ухудшается. Площади эродированных черноземов только за 1970-1995 гг. возрастали в среднем на 250-300 тыс. га в год, этот процесс принципиально приостановить, пока не удалось.

Пока не удалось снизить остроту проблемы деградации пастбищных земель, особенно в зоне тундры, где природные ландшафты особенно хрупкие. Запасы кормов на лишайниковых пастбищах за 1950-1999 гг. уменьшилось в 2-3 раза.

Несмотря на принимаемые меры – сейчас порядка 150 млн. га (76%) сельскохозяйственных угодий России, в том числе порядка 75 млн. га пашни, нуждаются в целенаправленной защите, работах по восстановлению их позитивных качеств.

75

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

ЗАНЯТИЕ 1

Экологические проблемы атмосферы

Цель занятия: изучить основные свойства атмосферы и воздействия на нее человека.

Словарь: атмосфера; «парниковый», или «тепличный» эффект; озон, «озоновый экран», «кислотный эффект», тропосфера; стратосфера; ионосфера; экзосфера; смог лондонского типа; фотохимический смог.

Проблема загрязнения воздуха как основной среды обитания человека является приоритетной. На первом плане стоит проблема загрязнения больших городов.

Наблюдения за загрязнением воздуха проводится в 236 городах и поселках более чем на 600 стационарных пунктах. Измеряются концентрации от 5 до 30 веществ. Особо важной задачей является экстренная информация о резких изменениях уровня загрязненности, которые могут быть вызваны повышенным выбросом из-за технологических нарушений или неблагоприятными метеоусловиями. Организован прогноз неблагоприятных метеоусловий, предупреждения о которых передаются непосредственно на промышленные или энергетические объекты, которые обеспечивают снижение выбросов на этот период.

Посты (пункты) наблюдений за уровнем загрязнения воздуха подразделяются на три категории:

1)стационарные пункты – для систематических и длительных наблюдений;

2)маршрутные посты, представляющие собой передвижные лаборатории;

3)передвижные (подфакельные) посты, которые служат для разовых наблюдений под дымовыми и газовыми факелами.

76

Вкаждом городе количество и местоположение постов определяется

сучетом площади, рельефа местности, развития и видов промышленности и других источников загрязнения, численности населения. В среднем для города с населением 1 млн. человек устанавливают 2-3 поста.

Посты комплексных наблюдений организованы также вокруг крупных действующих (или строящихся) промышленных предприятий, где отмечаются (или возможны) серьезные повреждения лесов.

Пробы воздуха отбирают в жидкостные поглотители. В пробах определяют концентрацию пыли, сажи, сернистого газа, окиси углерода, двуокиси азота, а также специфических загрязняющих веществ, таких как пары серной кислоты, аммиак, сероводород, сероуглерод, фенол, хлор, метилмеркаптан, тяжелые металлы и др. Рост загрязненности воздуха в городах делает необходимым изучение такого вида загрязнения, как фотохимический смог.

Наблюдения за трансграничным переносом веществ ориентированы в настоящее время на западную границу РФ.

Врамках деятельности Росгидромета осуществляются работы по глобальному мониторингу, которые позволяют следить за тенденциями региональных изменений химического состава атмосферных осадков. Контроль загрязнения снежного покрова осуществляется сейчас на площади более 15 млн. км2.

Станции комплексного фонового мониторинга расположены в шести биосферных заповедниках.

Проводятся тщательные наблюдения за радиоактивной обстановкой. В состав системы наблюдения входят 1330 пунктов наблюдений за мощностью экспозиционной дозы гамма-излучения, 423 – за радиоактивными атмосферными выпадениями, 51 – за радиоактивными аэрозолями, 27 – за содержанием трития в атмосферных осадках.

77

Для анализа примесей, содержащихся в атмосфере, применяют приборы, называемые газоанализаторами. Они позволяют получить непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявить максимальные концентрации примесей, которые могут быть не зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по нескольку раз в сутки.

Газоанализаторы различают по типам определяемых примесей (СО2, NО2), принципам действия, диапазону измеряемых концентраций.

Региональные инструментальные методы анализа основаны на автоматизированной системе контроля за загрязнением воздуха в промышленном регионе или на нескольких предприятиях. Глобальный мониторинг осуществляется в основном зондированием атмосферы.

В настоящее время во всем мире повышенное внимание уделяется использованию и разработке лазеров для дистанционного анализа загрязнений атмосферы. Приборы, представляющие собой сочетание лазера и локатора, называют лидарами. С их помощью изучают пространственное распространение примесей в воздухе.

Выполните задания:

1. Закончите таблицу 1 «Очистка воздуха».

5.Какие факторы действуют в направлении, противоположном «парниковому эффекту»?

6.Назовите основные источники поступления парниковых газов в атмосферу.

7.Какие цепные реакции сопутствуют или могут сопутствовать

«парниковому эффекту»?

8.Какие проблемы связаны с озоном в приземных слоях атмосферы и в озоновом слое?

9.Что является причинами и следствиями изменений в содержании озона?

10.Какие атмосферные осадки относят к категории кислых?

11.Какие вещества и виды деятельности человека обусловливают основной «кислотный эффект» осадков?

12.В чем проявляется действие кислых осадков на воды, почву, растительный покров?

13.В каких районах и условиях кислые осадки наиболее вероятны и где наиболее вероятен их отрицательный эффект?

ЗАНЯТИЕ 2

Экологические проблемы гидросферы

Цель занятия: ознакомиться с основными экологическими проблемами, связанными с загрязнением воды и сокращением водных ресурсов; изучить способы восстановления и очистки природных и промышленных вод.

Словарь: гидросфера; водопользование; качество воды; сточные воды; методы очистки воды: механический, химический, физико-химический; флотация; биотехнология очистки вод; активный ил; биофильтры; биопленка; сбраживание; водосбросный бассейн; речная долина; пойма; русло; русловый поток; водоохранная зона.

Водные ресурсы РФ составляют 4310 км3, из них в пределах страны

– 4110 км3 и поступает с территории сопредельных государств 191 км3

80