8.3. Дії людини на літосферу і ґрунт, їх наслідки

В процесі людської діяльності виявляється багатообразна дія на літосферу і ґрунт: асфальтування, видобуток корисних копалин, сільськогосподарська обробка, будівництво шляхів сполучення, розміщення виробничих об'єктів і т.п.

Щорічні об'єми гірського видобутку складають приблизно 100млрд.т гірської маси. Це приводить до посилення дії на літосферу. Якщо подібні темпи здобичі збережуться, то в найближчій перспективі об'єм гірського виробництва подвоюватиметься кожні десять років.

У зв'язку з вичерпанням багатьох видів ресурсів, що залягають поблизу земної поверхні, здобич переміщається в глибші горизонти. Так, відкриті залізорудні кар'єри мають глибину в 150м і більш, а окремі - до 500м. Кар'єри оточені відвалами порожньої породи, висота яких іноді досягає 100м. Щорічно до наявних відвалів додається понад 2млрд.м³. У країнах, де підземна здобич здійснюється вже декілька століть, зокрема в Чехії, нижні горизонти шахт опустилися на глибину до 1300 - 1500м. У Південній Африці і Індії золоті копальні досягли глибини 4км.

Інтенсивне освоєння корисних копалини приводить до перетворення природних умов: рівнів підземних вод, режимів їх руху, що викликає просідання і зрушення земної поверхні, утворення тріщин і провалів.

Площу земельних ресурсів миру складає 129 млн.км² або 86,5 % площі суші. Рілля і багаторічні насадження у складі сільськогосподарських угідь займають близько 15 млн.км² (10,4 % суші) або близько 3 % всій поверхні земної кулі, з розрахунку на душу населення це складає близько 0,5 га, сінокоси і пасовища займають 37,4 млн. км² (25 % суші). Загальна орна придатність земель оцінюється різними дослідниками по-різному: від 25 до 32 млн. км².

Ґрунт вельми чутливий до дії антропогенних чинників і найчастіше піддається руйнуванню. У руйнуванні ґрунтів і зниженні їх родючості виділяють наступні процеси.

Арідизація суші — комплекс процесів зменшення вологості великих територій і викликане цим скорочення біологічної продуктивності екологічних систем. Під дією примітивного землеробства, нераціонального використання пасовищ, безладного застосування техніки на угіддях ґрунту перетворюються на пустелі.

Неправильні методи землекористування приводять до ґрунтової ерозії (від латинського erosio – роз'їдання або erodere - роз'їдати), яка є руйнуванням, зносом або змивом ґрунтового покриву вітром або водою. При цьому руйнується родючий верхній шар ґрунту. Для створення цього шару потужністю 18 см природа витратила не меншого 1400-1700 років, оскільки ґрунтоутворення йде із швидкістю зразкового 0,5-2 см в 100 років. Руйнування цього шару ерозією може відбутися за 20-30 років. Урожай зернових на еродованих ґрунтах в 3-4 рази нижче звичайного.

Ґрунтова ерозія буває вітрова, водна, технічна, іригаційна.

Вітрова ерозія відбувається частіше всього навесні при швидкостях вітру 15-20 м/с, коли рослини ще не пішли в зростання. Волога знижує згубну дію вітру. У посушливих районах результатом вітрової ерозії бувають запорошені бурі. Вони повторюються через 3-5, іноді 10 років і зносять шар ґрунту потужністю до 25 см, знищуючи при цьому посіви. Вітрова ерозія характеризується винесенням вітром найбільш дрібних частин. Вітровій ерозії сприяє знищення рослинності на територіях з недостатньою вологістю, сильними вітрами, безперервним випасом худоби.

Водна ерозія представляє змив ґрунту талою або зливовою водою. Вона приводить до утворення ярів в менш пагористої місцевості. Велику небезпеку представляє ерозія ґрунту в гірській місцевості, де вона може викликати сели. Водні ерозії наголошуються при крутизні вже 1-2°. Водній ерозії сприяє знищення лісів, оранка по схилу.

Технічна ерозія пов'язана з руйнуванням ґрунту під впливом транспорту, землерийних машин і техніки.

Іригаційна ерозія розвивається в результаті порушення правил поливу при зрошуваному землеробстві. Засолення ґрунтів в основному пов'язане з цими порушеннями. В даний час не меншого 50% площі зрошуваних земель засолено, втрачені мільйони раніше родючих земель. Особливе місце серед ґрунтів займають орні угіддя, тобто землі, що забезпечують живлення людини. По висновку учених і фахівців, для живлення однієї людини слід обробляти не меншого 0,1 га ґрунти. Зростання чисельності жителів Землі безпосередньо пов'язане з площею орних земель, яка неухильно скорочується.

Ґрунт як об'єкт охорони і контролю має ряд специфічних особливостей. Перш за все, ґрунт значно менш рухомий, чим, наприклад, атмосферне повітря або поверхневі води, і у зв'язку з цим практично не має в своєму розпорядженні такого могутнього чинника природного самоочищення, властивого іншим середовищам, як розбавлення. Антропогенні забруднення, що потрапили в ґрунт, накопичуються, а ефекти підсумовуються.

Інтенсивний розвиток промислового виробництва приводить до зростання промислових відходів, які в сукупності з побутовими відходами істотно впливають на хімічний склад ґрунту, викликаючи погіршення її якості. Сильне забруднення ґрунту важкими металами разом із зонами сірчистих забруднень, що утворюються при спалюванні кам'яного вугілля, приводять до зміни складу мікроелементів і виникнення техногенних пустель.

Зміна змісту мікроелементів в ґрунті негайно позначається на здоров'ї травоїдних тварин і людини, приводить до порушення обміну речовин, викликаючи різні ендемічні захворювання місцевого характеру. Наприклад, недолік йоду в ґрунті веде до хвороби щитовидної залози, недолік кальцію в питній воді і продуктах харчування — до поразки суглобів, їх деформації, затримки зростання.

Забруднення ґрунту пестицидами, іонами важких металів приводить до забруднення сільськогосподарських культур і відповідно харчових продуктів на їх основі.

Так, якщо зернові культури вирощують з високим природним вмістом селену, то сіра в амінокислотах (цистеїн, метіонін) заміщається селеном. "Селенові" амінокислоти, що утворилися, можуть привести до отруєння тварин і людини. Недолік молібдену в ґрунті приводить до накопичення в рослинах нітратів; у присутності природних вторинних амінів починається послідовність реакцій, які можуть ініціювати у теплокровних тварин розвиток ракових захворювань.

У ґрунті завжди присутні канцерогенні (хімічні, фізичні, біологічні) речовини, що викликають пухлинні захворювання у живих організмів, в т.ч. і ракові. Основними джерелами регіонального забруднення ґрунту канцерогенними речовинами є вихлопи автотранспорту, викиди промислових підприємств, продукти нафтопереробки.

Антропогенне втручання може впливати на підвищення концентрації природних речовин або вносити нові, сторонні для навколишнього середовища речовини, такі, як пестициди, іони важких металів. Тому концентрація цих речовин (ксенобіотиків) повинна визначатися як в об'єктах навколишнього середовища (ґрунті, воді, повітрі), так і в харчових продуктах. Гранично допустимі норми на присутність залишків пестицидів в продуктах харчування різні в різних країнах і залежать від характеру економіки (імпорту-експорту продовольства), а також від звичної структури живлення населення.

При недостатньо продуманій антропогенній дії і порушенні збалансованих природних екологічних зв'язків в ґрунтах швидко розвиваються небажані процеси мінералізації гумусу, підвищується кислотність або лýжність, посилюється накопичування сілі, розвиваються відновні процеси – все це різко погіршує властивості ґрунту, а в граничних випадках приводить до локального руйнування ґрунтового покриву. Висока чутливість, уразливість ґрунтового покриву обумовлені обмеженою буферною і стійкістю ґрунтів до дії сил, не властивих йому в екологічному відношенні.

Все в ширших масштабах виявляється забруднення ґрунту нафтопродуктами, посилюється вплив азотної і сірчаної кислот техногенного походження, що ведуть до формування техногенних пустель в околицях деяких промислових підприємств.

Незбалансоване живлення рослин викликає поява все нових шкідників, таких, як іржанні гриби, равлики, тля, і важко-викорінюванні бур'яни.

Відновлення порушеного ґрунтового покриву вимагає тривалого часу і великих капіталовкладень.

Пестициди як забруднюючий чинник. Відкриття пестицидів - хімічних засобів захисту рослин і тварин від різних шкідників і хвороб - одне з найважливіших досягнень сучасної науки. Сьогодні в світі на 1 га наноситься 300 кг хімічних засобів. Проте в результаті тривалого застосування пестицидів в сільськогосподарської медицині (боротьба з переносниками хвороб) майже повсюдно відрізняється зниження з ефективності унаслідок розвитку резистентних рас шкідників і розповсюдженню "нових" шкідливих організмів, природні вороги і конкуренти яких були знищені пестицидами. В той же час дія пестицидів стала виявлятися в глобальних масштабах. З величезної кількості комах шкідливими є лише 0,3% або 5 тис. видів. У 250-ти видів виявлена резистентність до пестицидів. Це посилюється явищем перехресної резистентності, що полягає в тому, що підвищена стійкість до дії одного препарату супроводжується стійкістю до з'єднань інших класів. Із загальнобіологічних позицій резистентність можна розглядати як зміну популяцій в результаті переходу від чутливого штаму до стійкого штаму того ж вигляду унаслідок відбору, викликаного пестицидами. Це явище пов'язане з генетичними, фізіологічними і біохімічними перебудовами організмів. Непомірне застосування пестицидів (гербіцидів, інсектицидів, дефоліантів) негативно впливає на якість ґрунту. У зв'язку з цим посилено вивчається доля пестицидів в ґрунтах і можливості і можливості їх знешкоджувати хімічними і біологічними способами. Дуже важливо створювати і застосовувати тільки препарати з невеликою тривалістю життя, вимірюваного тижнями або місяцями. У цій справі вже досягнуті певні успіхи і упроваджуються препарати з великою швидкістю деструкції, проте проблема в цілому ще не вирішена.

Кислі атмосферні випади на сушу. Одна з щонайгостріших глобальних проблем сучасності й доступного для огляду майбутнього - це проблема зростаючої кислотності атмосферних опадів і ґрунтового покриву. Райони кислих ґрунтів не знають засух, але їх природна родючість знижена і нестійкий; вони швидко виснажуються і урожаї на них низькі. Кислотні дощі викликають не тільки те, що підкисляє поверхневих вод і верхніх горизонтів ґрунтів. Кислотність з низхідними потоками води розповсюджується на весь ґрунтовий профіль і викликає те, що значне підкисляє ґрунтових вод. Кислотні дощі виникають в результаті господарської діяльності людини, емісією колосальних кількостей оксидів, що супроводжується, сірі, азоту, вуглецю. Ці оксиди, поступаючи в атмосферу переносяться на великі відстані, взаємодіють з водою і перетворюються на розчини змішай сірчистою, сарною, азотистої, азотної і вугільної кислот, які випадають у вигляді "кислих дощів" на сушу, взаємодіючи з рослинами, ґрунтами, водами.

Ущільнення ґрунтів. Найбільшу небезпеку представляє ущільнення ґрунтів. Воно є причиною ерозії ґрунтів, що досягає в даний час в багатьох землеробських районах вже більше 25 т/га в рік, що означає, що родючий орний шар буде знесений протягом життя одного покоління. Ущільнення ґрунтів також перешкоджає проникненню в ґрунт дощової води, так що навіть відсутність опадів протягом 10-20 днів примушує рослини відчувати гострий дефіцит вологи. Ущільнення ґрунтів приводить до використання все більш могутніх і дорогих тракторів в комплексі з крупнішими сільськогосподарськими знаряддями і механізмами, які всі разом ще більш прискорюють ущільнення ґрунтів.

Багато інших помилок пов'язано з рекомендаціями далекої від практики науки. До таких прорахунків відносяться спеціалізація, малонивськи сівозміни, монокультури, надмірне годування концентратами при стійловому змісті худоби.