Б. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
Преобразование природы человеком наиболее остро ощущается на региональном и локальном уровнях. Следствием антропогенного воздействия на природные ландшафты является их экологи-
ческая дестабилизация.
Экологически дестабилизированные ландшафты –
антропогенно измененные природные комплексы, для которых характерны быстрое развитие процессов разрушения экосистем, утрата экологических ниш, уменьшение биоразнообразия, снижение биологической продуктивности, ухудшение средообразующей роли биоты.
Приоценкеэкологическойобстановкиврегионеследуетиметь ввиду, чтопродуктивностьэкосистем, общиезапасыорганикивландшафте, интенсивность биогеохимических круговоротов определяются в первую очередь средообразующей функцией растительности. Экологически дестабилизированная среда способна к самовосстановлению только при наличии деятельного растительного покрова.
Глава 10
НАРУШЕНИЕ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ТЕХНОГЕНЕЗА
Природные ландшафты являются открытыми системами, элементы которых прямыми и обратными связями взаимодействуют с атмосферой, поверхностнымиигрунтовымиводами, почвой, горными породами. Ведущую роль в этих взаимодействиях играют функции живоговещества. Техногенез– процессизмененияприродныхкомплексов под воздействием производственной деятельности человека
– вносит в биосферу новые потоки вещества и энергии, загрязняющие среду и трансформирующие естественные биогеохимические циклы(рис. 10.1).
182
Рис. 10.1. Загрязнение окружающей среды, разрушениеприродных ландшафтовврезультатетехногенеза, поJ. J. Moran etc.:
1 – разложениеорганическоговеществанасвалках; 2 – животноводческие фермы; 3 – обработкапахотныхугодий; 4 – промышленныесточныеводы; 5 –выбросыватмосферупромышленныхпредприятий; 6 – эрозиясосклонов, лишенныхрастительности; 7 – горныевыработки;8 – использование авиации длявнесенияудобренийиядохимикатов; 9 – тепловоезагрязнение отэнергетическихустановок; 10 – свалки мусора; 11 – переработкагородских сточных вод; 12 – сброс отходов с кораблей; 13 – бытовые сточные воды
183
Приведем несколько примеров того, как в результате техногенеза, сопровождающего хозяйственную деятельность человека загрязняется окружающая среда и разрушаются природные ландшафты.
10.1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕПОСЛЕДСТВИЯГОРНОПРОМЫШЛЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Разработка полезных ископаемых, инженерно-геологические работы вызывают наиболее глубокие изменения ландшафтов. Основныевидывлияниягорнопромышленнойдеятельностиналандшаф- тно-экологические условия рассмотрены в табл. 10.1.
В результате открытых разработок уничтожается почвеннорастительный покров, образуются карьеры и отвалы горных пород. Развиваютсяоползни, обвалы, селиидругиеэкзогенныегеологические процессы. Понижается уровень грунтовых вод, растительность близлежащих территорий начинает страдать от недостатка влаги. Часто карьеры используются под свалки мусора или складирования отвалов горных пород, что также оказывает неблагоприятное влияние на состояние окружающей среды. Рациональное землепользованиепредполагаетрекультивацию: карьерызасыпаются, восстановленные земли вновь используются под сельскохозяйственные угодья или лесные насаждения (рис.10.1).
При подземном способе добычи массивы горных пород сдвигаютсявсторонувыработанногопространства. Врезультатенадневной поверхности возникают трещины разрыва, провалы, воронки и оседанияповерхности.
Изменениегидрогеологическихусловийцелыхрегионовсвязано с отбором подземных вод. Падают дебиты родников, исчезает вода в колодцах, осушаются болота, реки не получают подземного питания. Формируютсядепрессионныеворонки, радиускоторыхдостигает многих километров.
В шахтных водах в результате окисления сульфидов повышаются кислотность и агрессивность вод. Величина рН уменьшается до 2-3. Усиливается выщелачивание пород, в воде повышается концентрация железа, алюминия, марганца, нередко меди, цинка, свинца, мышьяка и других токсичных элементов.
184
185
Рис. 10.2. Нарушениеприродноголандшафтаприоткрытой разработкеполезныхископаемых
При разработке нефтяных и газовых месторождений экологическую опасность представляют попутно добываемые рассолы, потериуглеводородовприихдобычеитранспортировке. Откачивание сырья из земных недр приводит к медленному проседанию поверхностиисвязанномусэтимувеличениюсейсмичностиизаболачиванию в таежной зоне.
Приразработкеместорожденийтвердых горючих ископаемых, железорудных, бокситовых, марганцевыхидругихрудосновнойвред окружающей среде наносят откачиваемые кислые шахтные воды сульфатного и хлоридно-сульфатного состава, а также извлечение минерализованныхирассольныхподземныхвод.
Разработка полиметаллических сульфидных месторождений влияет на окружающую среду через окисление сульфидов и накопление врудничных водах сернойкислоты, свинца, меди, цинка, кадмия, алюминия и других токсичных элементов.
Большуюэкологическуюопасностьпредставляетотсталаятехнологияразработкисоляныхместорождений, вчастностискладирование на поверхности земли больших масс отвалов пород с значительной концентрацией солей. В результате размыва отвалов атмосферными осадками происходит засоление поверхностных водоемов и водотоков.
186
10.2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯОБСТАНОВКАВГОРОДАХИ ПРОМЫШЛЕННЫХЦЕНТРАХ
Города оказывают многообразное воздействие на окружающую среду. Элементы почвенно-растительного покрова заменены в нихвосновномтехногеннымпокровом.
Особуюопасностьпредставляютпромышленныепредприятия, в которыхвыпускосновнойпродукциисопровождаетсявыработкой загрязняющих веществ. Последние накапливаются в шламохранилищах, хвостохранилищах, свалках и т.п. Выброс загрязняющих веществ в воздушную среду и последующее их осаждение на почву и растительныйпокровоказываютотрицательноевоздействиенавсю экосистему. Нарушаются функции организмов, обитающих в почве, происходит накопление загрязнителей в тканях растений и животных. Химическаяинтоксикациягубительнодействуетнамногиеорганизмы. С атмосферными осадками загрязняющие вещества попадают в грунтовые и поверхностные воды.
Влияниеочаговзагрязненияраспространяетсядалекозаихпределы. Миграция загрязняющих веществ канализируется в определенные векторы воздействия – по ветру, по склону, по течению. В приморскихгородахспересеченнымрельефом, например, наиболее существенным направлением является вектор “вниз по склону”. В результате наиболее напряженная экологическая обстановка создается в береговой зоне моря, являющейся по сути коллектором загрязняющих веществ со всей площади водосбора, на которой распо- ложенпортово-промышленныйкомплекс.
Загрязнение атмосферы в городах характеризуется объемом и составом соединений, выбрасываемых промышленными и коммунальными предприятиями. Пылевые выбросы оседают на землю. Очень показательны данные о загрязнении снежного покрова (рис. 10.3).
На площади крупных городов резко меняются гидрогеологическиеусловия. Застройкаиасфальтированиетерриторииизменяют величину инфильтрации атмосферных осадков. Утечки из подземвых вод по отношению к строительным материалам и грунтам, делает их опасными для человека.
187
Рис. 10.3. Загрязнениеснегакадмиемвокругзавода автономныхисточниковтокавг. Саратове, поВ. З. Макарову
Активизациикарстово-суффозионныхпроцессовспособствует химическое и тепловое загрязнение вод, повышающее их агрессивность по отношению к карбонатам и сульфатам.
Оползнихарактерныдлягородов, расположенныхвблизиреки водоемов, высокие берега которых сложены глинистыми породами. Активизация оползней происходит в результате подрезки склонов и дополнительнойнагрузкинагрунт. ВМоскве, например, произошла активизация береговых оползней после расчистки русла реки, котораянарушиласложившийсябазисэрозии.
188
13.3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯОБСТАНОВКАВРАЙОНАХКРУПНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХОБЪЕКТОВ
Крупныеэнергетическиеобъекты: гидро-, тепловыеиатомные электростанции – оказывают значительное воздействие на окружающую среду. Около гидроэлектростанций основным является влияние водохранилищ. В результате фильтрации воды возникает зона подтопления, где уровень грунтовых вод поднимается выше критического. Это приводит к гибели древесной растительности, размоканиюгрунтов, затоплениюподваловзданийит. д. Переформированиебереговсопровождаетсяоползнями, обвалами, нарушениемсклонов. Высокогорныеводохранилищаявляютсяпотенциальноопаснымиинженернымисооружениями, таккакпрорывплотинывследствие землетрясенияиликрупногооползняможетпривестиксбросувдолину огромных масс воды, сметающих все на своем пути.
Воздействие тепловых электростанций на окружающую среду влечет за собой газопылевое загрязнение атмосферы, почвенно-ра- стительного покрова, поверхностных и подземных вод; накопление золошлакоотвалов; создание прудов-охладителей.
Любое топливо ТЭЦ содержит сульфиды железа, которые в процессе сгорания окисляются до сернистого газа. В результате его взаимодействия с атмосферной влагой образуется серная кислота. В индустриальных районах рН атмосферных осадков снижается до 2-4. Кислотные дожди выпадают на расстоянии многих сотен километров от источника выброса сернистого газа, пересекая границы странидажеконтинентов. Вгазопылевыхвыбросахотсгоранияугля содержатся цинк, свинец, ртуть, никель и другие токсичные элементы.
Серьезную инженерную и экологическую проблему представляетскладированиезолошлаков, содержащихразнообразныетоксичные элементы. Необходимопроявлятьосмотрительность при выборе места складирования, обосновании высоты и объема отвалов, создании защиты для предотвращения загрязнения атмосферы, поверхностных и подземных вод.
Пруды-охладители способствуют подъему уровня грунтовых вод, подтоплению и заболачиванию территории. Они могут оказывать влияние на химический и микробиологический состав поверх-
189
ностных и грунтовых вод. В некоторых случаях пруды-охладители используются для разведения рыбы.
Атомныеэлектростанциисчиталисьнаиболееэкономичнымии экологически безопасными энергетическими объектами, но многолетний опыт их эксплуатации показал, что это не так. Аварии на челябинскойядернойустановкев1957 г. иЧернобыльскойАЭСв1986 г. принесли миллиардные убытки и человеческие жертвы. Радиоактивные изотопы были разнесены ветром на сотни и тысячи километров, загрязнив территорию в сотни тысяч квадратных километ-
ров(рис.10.4).
Рис. 10.4. Распространение радиоактивногооблакапослеавариина ЧернобыльскойАЭС, поI.G. Simmons
10.4.ЭКОЛОГИЧЕСКОЕВОЗДЕЙСТВИЕТРАНСПОРТНЫХСИСТЕМ
Человексоздалсетьжелезныхиавтомобильныхдорог, воздуш-
ныхтрасс, судоходныхрек, газоинефтепроводов, линийэлектропередач (ЛЭП) и т. п. Организуемый человеком перенос вещества и энергии по техногенным каналам сопоставим с циклами вещества и
190
энергии в естественных системах. Однако в отличие от естественныхцикловантропогенныепотокисопровождаютсянарушениеместественных равновесий и имеют характер загрязнений.
Воздействие дорог на окружающую среду заключается в непосредственном преобразовании геологического субстрата во время строительства транспортных магистралей; в выбросе в атмосферу продуктов сгорания; в потерях горюче-смазочных материалов. Создаютсятехногенныевибрационные, шумовые, тепловыеполя. По трассам ЛЭП формируются локальные электромагнитные поля и т. д. Транспортноеилинейноестроительствовсложныхинженерногеологическихусловияхактивизируетэкзогенныегеологическиепроцессы– оползни, обвалы, плывуны, суффозию, карст, эрозиюидр.
Исследования показали, что в полосе магистральных автомо- бильныхдорогпервогоклассашириной30-60 мвпочвах, грунтовых водахирастительностинакапливаютсясвинец, цинкидругиетяжелыеметаллывконцентрациях, значительнопревышающихПДК. При разрывах нефте-, газо- и других трубопроводов в почву и водоемы попадают десятки и сотни тонн загрязняющих веществ. Очаги загрязнения могут занимать огромные площади и существовать продолжительное время.
10.5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯОБСТАНОВКАВРАЙОНАХСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Активное землепользование обычно сопровождается нарушениямиестественногорастительногопокроваивырубкойлесов. Возрастаютпроцессыэрозии, происходитсмывплодородногогоризонта почв. В зонах недостаточного увлажнения усугубляются процессы опустынивания.
Негативныепоследствиявызываетхимизациясельскогохозяйства. Использование удобрений на полях приводит к накоплению в почвах и грунтовых водах соединений азота и фосфора, что сказываетсянакачествесельскохозяйственнойпродукциииможетпривестикповышениютоксичностиповерхностныхвод. Применениегербицидов с целью уничтожения сорняков угнетает фауну почвенных беспозвоночных. Пестициды, помимо уничтожения насекомых вредителей, вызывают гибель или угнетение птиц. Исчезновение насекомоядных птиц может служить причиной новой вспышки размно-
191