Лекции № 3 глобальные экологические проблемы. Загрязнение гидросферы и изменение литосферы.

Истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана.

Причины:

1. Рост водопотребления.

2. Неравномерность распределения населения и водных ресурсов.

3. Использование химических веществ, сброс сточных вод, захоронение отходов и др.

Последствия:

• Рост заболеваемости и смертности населения;

• Обострение конкурентной борьбы за пользование водными ресурсами;

• Сокращение производства продовольствия.

Пути решения проблемы:

1. Разработка стратегии водопользования на национальном и местном уровнях;

2. Сокращение расхода воды на единицу продукции;

3. Использование экологически безопасных технологий;

4. Минимизация отходов производства;

5. Ограничение сбросов загрязняющих веществ.

Опустынивание – снижение или уничтожение биологического потенциала почвенного покрова Земли (связано со снижением увлажненности территории).

Причины:

1. Климатические изменения.

2. Вырубка лесов; уничтожение травянистой растительности, в том числе за счет интенсивного выпаса домашнего скота.

3. Нерациональное ведение сельского хозяйства.

Пример: регион Аральского моря. Крупное внутреннее озеро в Средней Азии, которое практически высохло из-за отсутствия притока воды из впадающих в него рек: Сыр-Дарья и Амударья. Вся вода этих рек изымалась для орошения хлопковых полей.

4. Техногенное загрязнение земель и др.

Последствия:

• Сокращение площади сельскохозяйственных земель;

• Снижение производства продовольствия и др.

Пути решения проблемы:

• Ограничение вырубки лесов и лесовосстановление;

• Рекультивация земель;

• Экологизация сельскохозяйственного производства.

Исчезновение лесов.

Массовая вырубка лесов связана:

• Строительство городов, дорог, аэродромов, дачных поселков, каналов, водохранилищ;

• Использование древесины в качестве топлива и сырья для многих отраслей, начиная от производства мебели и кончая производством бумаги.

Значение лесов в жизни Земли:

1. Поглощение углекислого газа.

2. Выделение кислорода, озона.

3. Защита почвы.

4. Регулирование водных стоков.

5. Поглотитель загрязнений и шума.

6. Производитель ягод, орехов и других плодов, трав, птиц, других животных.

Все глобальные последствия исчезновения или сокращения площади лесов на планете и для человека целиком определяются их огромным значением.

Последствия (для леса):

• Практически исчезли леса в Европе.

• Исчезновение уникальных массивов сибирской тайги.

• Угроза исчезновения лесов Бразилии, Индонезии, Мексики, Китая.

Кислотные дожди – это атмосферные осадки, рН которых ниже чем 5,5.

Количественной характеристикой кислотности является водородный показатель рН, определяющий концентрацию ионов водорода в растворах и численно равный десятичному логарифму этой концентрации, выраженной в моль/дм³:

рН = - lgН⁺

рН = 6,7 – среда нейтральная

рН > 6,7 – среда щелочная

рН < 6,7 – среда кислая

Чистая дождевая вода, кислотность которой определяется угольной кислотой, образованной растворённым углекислым газом, имеет рН = 5,6, кислотные осадки имеют рН = 4,5 … 5,5 и ниже.

Источники кислотных дождей – двигатели внутреннего сгорания автотранспорта, цветная металлургия, сжигание сланцев, нефти, углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту.

Всё это сопровождается появлением большого количества оксидов серы, азота, хлороводорода.

Оксиды, поступая в атмосферу, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной кислот.

Повышенная кислотность среды отрицательно влияет на деятельность белков в организмах; разрушает покров листвы и хвои; при попадании в корневую систему и стволы растений кислая вода вызывает болезни и даже гибель; в почве кислые осадки переводят алюминий и тяжелые металлы в растворенную форму, что позволяет им попадать в растения, а затем в организм рыб и других животных. Разрушение памятников (разъедание материалов: гранита).

Образование смога.

Смог (фотохимический туман) – ядовитая смесь дыма, тумана и пыли.

Впервые проблема возникла в Лос-Анджелесе (40-е г.г. 20 века), штат Калифорния, США, это обусловлено тем, что данный город стал первым большим американским городом, сориентированным на использование частных автомобилей вместо общественного транспорта.

Различают два типа смога: лондонский и лос-анджелесский.

1) Лондонский (зимний) смог образуется зимой в крупных промышленных центрах при неблагоприятных погодных условиях: отсутствии ветра и температурной инверсии.

Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой (в слое 300-400 м) вместо обычного понижения.

В результате дым и загрязняющие вещества (пыль, оксиды серы и углерода) не могут подняться вверх и рассеяться, а образуют туманную завесу.

2) Лос-анджелесский (летний, фотохимический) смог возникает летом также при отсутствии ветра и температурной инверсии, но обязательно в солнечную погоду.

Он образуется при воздействии солнечной радиации на оксиды азота и углеводороды, поступающие в воздух в составе выхлопных газов автомобилей и выбросов предприятий.

В результате образуются высокотоксичные загрязнители – фотооксиданты, состоящие из озона, органических пероксидов, пероксида водорода (Н₂О₂), альдегидов и т.д.

Смог вызывает обострение респираторных заболеваний, раздражение глаз, ухудшение физического состояния, вплоть до летального (смертельного) исхода.

В 1952 году в Лондоне от смога за две недели погибло более 4 тыс. человек.

Пути решения проблемы:

• Прекращение загрязнения, т.к. атмосфера способна к самоочищению.

• Рассеять смог может только ветер, но ждать милости от природы не стоит, лучше было бы снизить или прекратить загрязнение атмосферы.

Деградация почвенного покрова

Деградация почвы – ухудшение качества почвы в результате снижения плодородия.

Деградация и полное разрушение почвы могут происходить как в результате природных явлений (природные изменения условий почвообразования, извержение вулканов, ураганы), так и в результате хозяйственной деятельности человека.

Явления деградации и полного разрушения почвы можно разделить на несколько основных групп:

1. Нарушение биоэнергетического режима почвы и экосистем:

- девегетация почвы – потеря почвой растительного покрова, ведущая к омертвлению почвы.

- дегумификация почвы – потеря почвой гумуса.

- почвоутомление и истощение почвы – процессы, происходящие в почве в результате длительного возделывания одного вида сельскохозяйственных культур.

2. Патологическое состояние почвенных горизонтов и профиля почвы:

• Отчуждение и выключение почвы из действующих экосистем (промышленная эрозия почвы) – отчуждение почвы городами, посёлками, дорогами, линиями электропередач и связи, трубопроводами, карьерами, водохранилищами, свалками и т.д.;

• Водная и воздушная эрозия (дефляция) почвы. Это разрушение верхних слоёв почвы под действием воды и ветра;

• Образование бесструктурных кор и переутомлённых горизонтов – потеря почвой структуры или её переуплотнение при обработке полей тяжёлой техникой при сильной влажности почвы.

3. Нарушение водного и химического режима почвы:

• Сухость и опустынивание почвы – результат как общеземного послеледникового процесса опустынивания, так и непродуманной хозяйственной деятельности человека;

• Селевые разливы и оползни – результат сведения растительности в горных районах;

• Вторичное засоление почвы – результат неправильного орошения минерализованными или пресными водами;

• Природная и вторичная кислотность почвы – кислотность почвы ниже оптимальной реакции почвы, которая для многих сельскохозяйственных растений находится в интервале рН 5,5 – 8; вторичная кислотность возникает в результате выбросов в атмосферу соединений кислот промышленного, транспортного и другого происхождения;

• Переосушение почвы – результат неправильно проводимых осушительных мелиораций.

4. Затопление, разрушение и засоление почвы водами водохранилищ.

Создание водохранилищ сопровождается развитием комплекса негативных процессов, приводящих к деградации почвенного покрова: затопление пойменных и надпойменных террас, подъём уровня грунтовых вод и подтопление почвы, засоление дельт и другое.

5. Загрязнение и химическое отравление почвы:

• Промышленное загрязнение почвы – результат осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворённых соединений поллютантов на поверхность почвы с атмосферными осадками;

• Сельскохозяйственное загрязнение почвы – результат неправильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм;

• Радиоактивное загрязнение почвы – природное или антропогенное накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выбросов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных материалов, захоронении отходов атомной промышленности.