Тема 1.2 Прикладні аспекти екології

Самостійна робота № 4 Заходи боротьби з забрудненнями довкілля. Рекультивація

порушених земель (2 год.)

Питання 1 Заходи боротьби з забрудненнями довкілля

До основних і найефективніших із них належать економічні методи. В багатьох розви-нених країнах діє продумана система заохочувальних і заборонних заходів, що допомагають уникнути забруднень. Фірми, які впроваджують безвідходні технології, найновіші системи очищення й т.п., мають істотні податкові пільги, що дає їм переваги над конкурентами. Вод-ночас фірми і підприємства, які забруднюють атмосферу, змушені платити дуже великі по-датки і штрафи. В багатьох країнах, крім державних санітарно-епідеміологічних служб, за станом довкілля слідкують також численні громадські організації («зелені» товариства).

У Швейцарії, наприклад, власник фабрики може отримати листа такого змісту: «Ваша фабрика забруднює повітря понад визначені норми. Якщо Ви не встановите очисні фільтри і не ліквідуєте забруднення, наша екологічна організація розпочне в пресі кампанію проти Ва-шої продукції, в результаті чого збитки Вашої фірми перевищать ті затрати, які Вам потрібні для поліпшення системи очищення». Як правило, такі попередження діють дуже ефективно, оскільки в цій країні дістати ярлик забруднювача природного середовища значить приректи себе до швидкого економічному краху - ніхто не купуватиме продукції «брудної» фірми.

Величезна увага на Заході приділяється також виховній і просвітницькій роботі.

У тій же Швейцарії, наприклад, дітям із самого раннього віку пояснюють, що для їх-ньої країни, де практично немає ніяких корисних копалин, чисте повітря, чисті озера, річки є основним національним багатством. Усьому світові відомі гірські швейцарські курорти з їхнім кришталево чистим повітрям, сліпучо-білими лижними трасами, гірськими озерами не-бесної блакиті. Кожний швейцарець буквально з молоком матері всмоктує любов до своєї прекрасної країни і для нього блюзнірством є навіть сама думка про те, що можна зазіхнути на цю красу і чистоту.

Є також організаційні, технологічні та інші методи боротьби із забрудненнями довкілля. Розглянемо їх на прикладі забруднення атмосфери:

- зменшення кількості ТЕС за рахунок будівництва потужніших, забезпечених найновішими системами очищення й утилізації газових і пилових викидів. Так, одна потужна ТЕС забруд-нює повітря менше, ніж сотня котелень тієї ж сумарної потужності. Гази, що виходять із то-пок ТЕС, перш ніж потрапити в атмосферу, очищаються в спеціальних установках. Деякі країни навіть мають таким чином економічну вигоду. Наприклад, Франція забезпечує свої по-треби в сірчаній кислоті, вловлюючи її з відхідних газів ТЕС (власних родовищ сірки, з якої в інших країнах виготовляється сірчана кислота, у Франції немає);

- очищення вугілля від піриту (сірчаного колчедану) перед спалюванням у топках ТЕС. Це стає необхідним у зв’язку з використанням для ТЕС вугілля чимраз нижчої якості зі значним умістом піриту. В результаті ефективного очищення вугілля від піриту вміст оксидів сірки в димах ТЕС зменшується на 98-99 %;

- заміна вугілля і мазуту для ТЕС екологічно чистішим паливом - природним газом. ТЕС, що працюють на природному газі, викидають в атмосферу тільки СО₂ та оксиди азоту (останні також можна вловити з диму), і не забруднюють повітря іншими шкідливими викидами;

- регулювання двигунів внутрішнього згоряння в автомобілях, установлення на них каталіза-торів, що нейтралізують чадний газ (СО) до СО₂; заміна екологічно небезпечного етильовано-го бензину (забруднює повітря свинцем) менш шкідливим паливом;

- озеленення міст і селищ;

- правильне планування житлових і промислових районів у межах міста. Треба розташовува-ти їх якомога далі один від одного, а між ними обов’язково створювати зони зелених насад-жень. Автомобільні траси з напруженим рухом (особливо вантажівок) необхідно планувати в обхід житлових районів;

- використання звукопоглинальних матеріалів під час будівництва житлових і промислових споруд;

- улаштування ліній електропередач (ЛЕП) за межами сіл і міст.

Питання 2 Рекультивація порушених земель

Рекультивація – штучне відновлення родючості грунту і рослинного покриву після техногенного порушення земель.

У результаті антропогенної діяльності утворюються порушені землі, тобто такі, що втратили свою господарську цінність або стали джерелом негативного впливу на природу. Найбільше порушення земель виникає внаслідок відкритих гірничодобувних робіт (кар’єри, відвали). В Криворізькому регіоні, наприклад, великі площі колись родючої землі перетворе-но залізорудними кар’єрами на ділянки «місячного ландшафту», де не може зберегтися жод-на рослина чи жити яка-небудь тварина. Землі порушуються також відвалами пустих порід, шлаків, звалищами сміття і побутових відходів поблизу великих міст.

Кар’єри, терикони, звалища, крім того, що вони займають великі площі земної поверх-ні, становлять джерело забруднення атмосфери і гідросфери: з них вітрами розноситься пил, деякі терикони димлять, викидаючи в повітря оксиди сірки; забруднені води з відвалів по-трапляють у водоносні горизонти і водотоки. Через інтенсивне відкачування з шахт і кар’єрів підземних вод знижується їхній рівень на прилеглих територіях, інколи ж (поблизу великих кар’єрів) підземні води й зовсім щезають. Також має місце порушення місцевості – обвали і деформація поверхні внаслідок просадок грунту над відпрацьованими ділянками родовищ.

Згідно з існуючим законодавством, порушені землі підлягають рекультивації, тобто відновленню їх цінних властивостей. Проведення рекультиваційних робіт є обов’язком тих гірничодобувних підприємств, які ці землі порушили. Послідовність рекультиваційних робіт наступна: спочатку виконується технічна рекультивація, а потім біологічна. Технічна поля-гає в підготовці порушених земель до наступного використання в народному господарстві. Під час неї виконуються такі роботи: 1) планування поверхні порушеної землі; 2) формування відкосів відвалів і бортів кар’єрів; 3) зняття, перевезення, зберігання і повторне нанесення грунтів; 4) будівництво доріг, гідротехнічних і меліоративних споруд. Якщо відвальні породи містять шкідливі для рослин речовини (сульфіди, солі важких металів тощо), то на них після планування накладають шар нейтральної породи (глини, піску тощо). Після планування від-вали мають пройти стабілізацію (1-2 роки), коли під дією сили ваги й зволоження відвальні породи ущільнюються.

Біологічна рекультивація здійснюється після технічної і передбачає заходи, що сприя-ють покращенню фізичних й агрохімічних властивостей грунтів на рекультивованих землях. Залежно від конкретних умов проводяться вапнування, піскування чи глинування грунтів, вносяться мінеральні і органічні добрива, а також зола, шлаки чи стічні води, збагачені по-живними речовинами. Знятий раніше родючий грунт, що зберігався в буртах, наноситься на поверхню спланованих і стабілізованих відвалів.

Розрізняють кілька видів рекультивації залежно від того, як саме передбачається вико-ристовувати порушені землі.

Сільськогосподарська рекультивація здійснюється в районах розвиненого сільського господарства, на великих за площею відвалах чи кар’єрах. Це найдорожчий вид рекультива-ції, бо до земель, де мають вирощуватися сільськогосподарські культури, ставляться найвищі вимоги. Зокрема, кут нахилу місцевості не може перевищувати 3 °.

Лісогосподарська рекультивація проводиться там, де є можливість відновити ділянки лісу з цінними сортами дерев. Її вартість і вимоги до агрохімічних характеристик ґрунту нижчі, ніж за сільськогосподарської рекультивації.

Водогосподарська рекультивація стосується здебільшого тих кар’єрів, які після відпра-цювання заповнюються ґрунтовими і дощовими водами. Такі штучні озера впорядковуються, в них запускається риба, їхні береги озеленюються тощо.

Рекреаційна рекультивація виконується неподалік міст і великих населених пунктів із метою створення зон відпочинку. Здебільшого вона поєднується з водогосподарською і лісо-господарською рекультивацією (озера в кар’єрах упорядковують, на їхніх берегах споруджу-ють пляжі, бази відпочинку, висаджують дерева, кущі й т.п.).

Санітарно-гігієнічна рекультивація здійснюється для консервації порушених земель, припинення шкідливої дії кар’єрів, відвалів на природне середовище (скажімо, аби звалище не забруднювало повітря і підземні води), якщо з якихось причин використання порушених земель вважається недоцільним.

Будівельна рекультивація - підготовка порушених земель під спорудження житлових будинків, спортивних майданчиків, промислових підприємств, складів і т.п. Кар’єри при цьому засипаються відвальними породами, їхні стінки виположуються, підводяться дороги, теплотраси, виконуються меліоративні роботи (дренаж тощо).

Для перевірки засвоєння матеріалу самостійної роботи № 4 необхідно усно відповісти на питання:

1 Які існують методи боротьби з забрудненнями довкілля? Які з них є найефективніші,

дієвіші? В чому вони полягають?

2 Як на Заході серед підростаючого покоління проводиться виховна і просвітницька робота з

бережливого відношення до природи?

3 На конкретних прикладах поясніть суть технологічних методів боротьби з забрудненнями

атмосфери. Це активні чи пасивні методи?

4 Як зменшити забруднення повітряного басейну автомобільними викидами?

5 Що називають рекультивацією земель? Після яких видів антропогенної діяльності вона

обов’язково повинна проводитися? Ким?

6 Назвіть та охарактеризуйте етапи рекультиваційних робіт?

7 Які види рекультивації існують? Поясніть відповідь.

8 Запропонуйте варіанти рекультивації великого кар’єру.

Термін виконання – 1 тиждень.

Самостійна робота №5 Заповідна справа (2 год.)

Питання 1 Заповідна справа

Останнім часом через різке погіршення екологічного стану біосфери планети істотно змінилася оцінка ролі природоохоронних заповідних територій.

Заповідна справа - теорія і практика організації та збереження заповідних територій різних рангів. На заповідних територіях охороняються як окремі носії біорізноманітності – популяції, види, екосистеми, так і середовище проживання в цілому. Ранг заповідної терито-рії визначається науковою значущістю об’єктів, що охороняються, та її площею. Серед запо-відних територій найвищий ранг мають державні і національні заповідники і парки, потім - заказники і заповідно-мисливські господарства, пам’ятки природи тощо..

Сучасні ретельні еколого-економічні розрахунки і моделі cвідчать: збереження гено-фонду будь-якого регіону можливе лише за умови, що не менше ніж 10-15 % його площі зай-нято заповідними територіями рангу заповідника чи заказника. Наявність розвиненої мережі заповідних територій - необхідна (хоч і не достатня) умова збереження біорізноманітності. Тому кожна держава, яка приєдналася до Конвенції про біорізноманітність, зобов’язана під-тримувати і розвивати мережу заповідних територій, насамперед - заповідників.

Заповідники - виділені державою території й акваторії, в межах яких охороняються природні об’єкти, що становлять особливу екологічну, генетичну, наукову чи культурну цін-ність: типові або рідкісні ландшафти, еталонні ділянки природного середовища, рідкісні гео-логічні утворення, угруповання рослин і тварин із характерним генофондом тощо. Заповідни-ки беруться під охорону закону, на їхній території категорично забороняються всі види гос-подарської діяльності (мисливство, рибальство, вилов тварин, усі види лісокористування, заготівля сіна, лікарських трав, збирання квітів, випасання худоби), застосування будь-яких хімічних засобів, шумових дій. У заповіднику вводиться певний заповідний режим. Це або абсолютне заповідання, тобто цілковите невтручання людей у природні процеси, або запові-дання обмежене, за якого для досягнення максимальної природної рівноваги і максимального збереження екосистем допускається здійснення певних біотехнологічних заходів (наприклад, вилов тварин, що надміру розмножилися, створення штучних водопоїв, протиерозійний за-хист тощо). Всього у світі створено більш як 11 тис. заповідних територій, що мають статус заповідника чи національного парку.

Заповідання – вилучення певної території чи об’єкта в природі зі сфери звичайної гос-подарської діяльності з метою підтримки екологічної рівноваги, збереження еталонів недо-торканої природи, наукових досліджень характеру взаємозв’язків між екологічними фактора-ми екосистем для збереження і відтворення ландшафту.

Створення заповідних територій – одна з найважливіших ланок природоохоронної ді-яльності. Заповідники є формою збереження генофонду нашої планети.

Заповідники, які являють собою найхарактернішу еталонну ділянку біосфери даної фі-зико-географічної зони або біома і де діє режим абсолютного заповідання, мають найвищий статус - це біосферні (чи еталонні) заповідники міжнародного значення. Сьогодні в світі є близько 200 біосферних заповідників, де контроль і дослідження здійснюються міжнародни-ми організаціями, і 4 з них розташовані на території України: Асканія-Нова, Чорноморський, Карпатський і Дунайський. На відміну від інших, біосферні заповідники охоплюють природні незаймані і господарські території з різними рівнями антропогенних змін. Але їх ядро завжди має становити територія, досить віддалена від районів інтенсивного господарювання, а нав-коло ядра повинна бути біосферна зона з слабким антропогенним впливом.

У заповідниках із нижчим статусом на більшості території вводиться режим обмежено-го заповідання, хоч обов’язково є також і ділянки абсолютної заповідності. В Україні 17 та-ких заповідних територій: у Поліссі - це Поліський і Рівненський заповідники; в лісостепу - заповідники Канівський, Дніпровсько-Орільський, Розточчя і Медобори; у Карпатах – заповідник Горгани; в Криму - заповідники Карадазький, Кримський, Ялтинський гірсько-лісовий, Казантипський, Опукський і Мис Мартьян; у Прикарпатті - Черемський заповідник.

В Україні також є 54 історико-культурних та історико-архітектурних заповідники. Серед них Шевченківський у Каневі, Києво-Печерський, Софія Київська, Асканія-Нова тощо.

Національні природні парки - території, створювані для збереження природних комп-лексів, які мають екологічну, історичну, естетичну цінність завдяки сприятливому поєднан-ню природних і культурних ландшафтів, і для використання їх у рекреаційних, виховних, наукових і просвітницьких цілях. В Україні є 11 національних парків, таких як Шацькі озера, Подільські Товтри, озеро Синевир тощо.

Заказники - території й акваторії, на яких охороняються окремі види рослин, тварин чи природні комплекси (озера, болота, ділянки лісу чи степу з рідкісними видами, печери, тери-торії з унікальними геологічними утвореннями тощо). На їх території дозволяється обмежена господарська діяльність, але тільки така, що не завдає шкоди об’єктам, які охороняються (наприклад, обмежена заготівля сіна в лісових заказниках, збирання морської трави зостери в приморських заказниках, регламентоване полювання на окремих видів тварин у заповідно-мисливських господарствах). На території України практично в кожній області є принаймні кілька заказників.

Пам’ятки природи - окремі невідновлювані природні об’єкти, які мають наукове, істо-ричне чи культурно-естетичне значення, наприклад: водоспад, печера, дуже старе дерево, джерело, рідкісне геологічне відслонення. Останнім часом до пам’яток природи все частіше почали відносити також невеликі території (площею до кількох сотень квадратних метрів), зайняті популяціями рідкісних і реліктових видів. Створення системи таких пам’яток приро-ди сприяє збереженню передусім генетичної різноманітності. На їхній території заборонено будь-яку діяльність, що руйнує чи пошкоджує об’єкти охорони.

Проте навіть розвинена мережа заповідних територій не зможе забезпечити збережен-ня біорізноманітності. Біоконсервація належить до галузі новітніх напрямів біоекології. Це система заходів, спрямованих на збереження генетичної і видової різноманітності шляхом збереження популяційних і видових генотипів окремих особин поза природними місцями проживання - в зоопарках, ботанічних садах, у колекціях культур тощо.

Біоконсервація сьогодні розглядається як остання лінія захисту генетичної і видової біорізноманітності. Навіть у біосферних заповідниках з їхньою налагодженою і суворою сис-темою охорони деградація біоти триває. Наприклад, у Карпатському біосферному заповідни-ку через кислотні дощі дедалі скорочуються популяції лишайників, занесених до Червоної книги.

У природно-заповідний фонд України входять також регіональні ландшафтні парки, за-повідні урочища, ботанічні сади, зоологічні, дендрологічні парки, пам’ятки садово-паркового мистецтва тощо. Загалом природно-заповідний фонд України в 2001 р. налічував 6939 тери-торій і об’єктів площею 2508,7 тис. га, що становить 4,16 % території країни.

Сьогодні людство «законсервувало» для нащадків близько 10 % відомої науці сучасної біоти. Однак біоконсервація поки що не може стати гарантом збереження біорізноманітності. Законсервувати будь-який вид - складна наукова і технічна задача. Але незмірно складнішою справою є розконсервація виду і повернення його в природу. Вид, випущений «із пробірки» в природу, як правило, поводиться непередбачувано: адже він потрапляє до системи з іншими зв’язками. Найчастіше такий вид не встигає пристосуватися до свого оточення і стає легкою здобиччю для хижаків, субстратом для хвороб, їжею для паразитів. Якщо ж він виявляється здатним протистояти цьому тискові, то зазвичай сам стає агресором: витіснює види абори-генної флори і фауни, стрімко розселяється, створює різні біоперешкоди. Такі наслідки біо-логи й екологи називають «беззвучними вибухами».

Для перевірки засвоєння матеріалу самостійної роботи № 5 необхідно усно відповіс-ти на питання:

1 Яка площа повинна виділятися під природоохоронні території аби забезпечити нормальне

функціонування й самовідновлення біосфери? Яка ситуація нині склалася на Україні?

2 Як класифікуються заповідні території? Дайте їм скорочену характеристику.

3 Чим заповідник із абсолютним заповіданням відрізняється від заповідника з обмеженим

заповіданням?

4 Як називають заповідники з найвищим статусом? Розкажіть все, що знаєте про них.

5 Охарактеризуйте такий новітний напрям біоекології як біоконсевація.

Термін виконання – 1 тиждень.