18. Кругообіг води.
Вода, як і повітря – основний компонент, необхідний для життя. В кількісному співвідношенні це найбільш розповсюджена неорганічна складова живої матерії. Насіння рослин, в яких вміст води не перевищує 10%, відноситься до форм уповільненого життя. Таке ж явище (ангідробіоз)
спостерігається у деяких видів тварин, які при несприятливих зовнішніх умовах можуть втрачати велику частину води в своїх тканинах. Вода в трьох агрегатних станах присутня в усіх складових біосфери: атмосфері, гідросфері та літосфері. Якщо воду, яка знаходиться в різних гидрогеологічних формах, рівномірно розподілити по відповідним областям земної кулі, то утворяться шари такої товщини: для Світового океану 2700 м, для льодовиків 100 м, для підземних вод 15 м, для поверхневих прісних вод 0.4 м, для атмосферної вологи 0.03 м. Основну роль в циркуляції та біогеохімічному кругообігу води відіграє атмосферна волога, незважючи на відносно малу товщину її шару.Атмосферна волога розподілена по Землі нерівно мірно, що обумовлює великі розбіжності в кількості опадів в різних районах біосфери. Середній вміст водянї пари в атмосфері змінюється в залежності від географічної широти. Наприклад, на Північному полюсі воно рівно 2.5 мм (в стовпі повітря із поперечним перетином 1 см2), на екваторі - 45 мм. Вода, випавша на сушу, після цього витрачається на просочування (або інфільтрацію), випаровування
та сток. Просочування особливо важливо для наземних екосистем, бо сприяє постачанню грунтів водою. В процесі інфільтрації вода надходить у водоносні горизонти та підземні ріки. Випаровування з поверхні грунту також відіграє важливу роль у водному режимі місцевості, але більш значну кількість води виділяють самі рослини своїм листям. Причому кількість води, що виділяється рослинами, тим більше, чим краще вони нею постачаються. Рослини, що виробляють одну тону рослинної маси, поглинають як мінімум 100 т води. Головну роль в круговороті води на континентах відіграє сумарне випаровування (дерева і грунт). Остання складова кругообігу води на суші – сток. Поверхневий сток та ресурси підземних водоносних шарів забезпечують живлення водних потоків. Разом з тим при зменшенні щільності рослинного покрову сток стає основною причиною ерозії грунту. Як вже відмічалося, вода бере участь і в біологічному циклі, являючись джерелом кисня та водорода. Однак фотоліз її при фотосинтезі не відіграє суттєвої ролі в
процесі кругообіга.
2.. Класифікація природних ресурсів
Є чимало класифікацій природних ресурсів. Природні класифікації ґрунтуються на відмінностях природних ресурсів за природним генезисом та належності їх до тих чи інших компонентів і сил природи. Відповідно до свого призначення щодо використання людиною природні ресурси у структурному плані поділяються на наступні види: енергетичні, сировинні й допоміжні промислові, їстівні (харчові, кормові, питні), оздоровчі, культурно-естетичні. Два останні види часто звуть рекреаційними. Крім того, останнім часом як окремий специфічний вид ресурсів розглядають територію (територіальні ресурси).
Оскільки природні ресурси є компонентами природи, вони можуть класифікуватися за належністю до того чи іншого класу або явищ природи. За цією ознакою виділяють наступні групи природних ресурсів: мінеральні, земельні, водні, лісові, фауністичні, рекреаційні, кліматичні.
Через загострення проблеми раціонального використання природних ресурсів та охорони природи за останні роки набула широкого визнання класифікація за ознакою вичерпності природних ресурсів, яку іноді звуть екологічною класифікацією. За цією класифікацією всі природні ресурси поділяють на наступні групи:
- невичерпні, до яких належить внутрішнє тепло Землі, сонячна радіація, енергія прибою, припливів і відпливів, падаючої води, вітру та ін.;
- вичерпні відновлювані: фунтовий покрив, водні ресурси, лікувальні грязі, лікарські рослини, рослинне паливо тощо;
- вичерпні невідновлювані: мінеральна сировина, будівельні матеріали. В основі економічної класифікації природних ресурсів лежить поділ їх на засоби виробництва і предмети споживання.
Крім того, розрізняють природні ресурси виробничого й невиробничого, промислового й сільськогосподарського, галузевого й міжгалузевого, одно- та багатоцільового призначення.
Використання у виробничій системі природних чинників вимагає адекватної цій системі оцінки. Визначення якості ресурсів та умов називають оцінюванням. Є два основні види оцінки: технологічна (або виробнича) та економічна. Під час технологічної оцінки виявляється ступінь придатності тіл або явищ природи для того чи іншого виду людської діяльності з урахуванням сучасної або перспективної технології їх використання.
Економічна оцінка природних умов і природних ресурсів - це їх вартісний вираз. Вона виникла з потреб господарства, якому необхідні не лише знання про кількості та якості природних ресурсів, їхні особливості, а й вираження їх у вартісних показниках, які можна використовувати в проектуванні та управлінні господарством. Труднощі економічної оцінки пов'язані з тим, що природні ресурси, як і природні умови, - це «дар природи» (поки в них не вкладено' працю).
Визначилися дві групи економічних оцінок природних чинників: перша (відносно оцінки ресурсів) характеризує економічні результати використання природних ресурсів, друга (відносно оцінки середовища) відображає економічні наслідки впливу на навколишнє природне середовище. Найчастіше останніми виступають показники економічних втрат від забруднення, порушення природного середовища.
Рекреаційні ресурси є матеріальною передумовою формування рекреаційної галузі народного господарства, її ресурсною базою. Вони потребують бережного і економного використання, охорони і примноження. Все це пов'язано з необхідністю їх кількісної та якісної оцінки, визначення придатності та альтернативності використання в тій чи іншій галузі народного господарства.
Виділяють три типи рекреаційних ресурсів: природні, історико-культурні та соціально-економічні. Кожний з них відіграє певну роль у формуванні галузевої і територіальної організації рекреаційних комплексів. Під природними рекреаційними ресурсами слід розуміти фактори, речовину і властивості компонентів природного середовища, які володіють сприятливими для рекреаційної діяльності якісними та кількісними параметрами і служать або можуть служити для організації відпочинку, туризму, лікування і оздоровлення людей. До них належать лікувальні та оздоровчі фактори багатоцільового призначення (ліси, лікувальні кліматичні місцевості, поверхневі води), лікувальні речовини (мінеральні води, грязі, озокерит), а також рекреаційні властивості гірських і передгірських ландшафтів, заповідних територій.
Історико-культурні рекреаційні ресурси - це пам'ятки культури, створені людиною, які мають суспільно-виховне значення, пізнавальний інтерес і можуть використовуватись для задоволення духовних потреб населення.
Соціально-економічні рекреаційні ресурси включають матеріально-технічну базу рекреаційних об'єктів, частину матеріального виробництва, яка безпосередньо забезпечує потреби рекреації, використовувані рекреацією об'єкти інфраструктури, а також трудові ресурси, зайняті в рекреаційному господарстві.
34. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.
В атмосферу поступает множество примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для контроля их содержания в воздухе нужны вполне определенные стандартизированные экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м3. Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы.
Предельной концентрацией для рабочей зоны считают такую концентрацию вредного вещества, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего периода не может вызвать заболевания в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают максимальную разовую дозу и среднесуточную.
В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м3. Если ПДК составляет более 10 мг/м3, то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.
МАКСИМАЛЬНАЯ РАЗОВАЯ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДКмр) - максимальная 20 - 30 минутная концентрация, при воздействии которой у человека не возникают рефлекторные реакции (задержка дыхания, изменение биопотенциалов коры головного мозга, ощущение запаха, раздражение слизистых и т.п.), а при регламентированной частоте повторных воздействий (не менее 99 % проб) не развиваются подострые эффекты неспецифического и специфического характера (увеличение обращаемости за медицинской помощью по поводу обострения заболеваний легких, сердца и т.п.).
Предельно допустимая концентрация ПДК
Предельно допустимая концентрация (ПДК) — представляет собой количество загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнения на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнений на диких животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.
В настоящее время в нашей стране действуют более 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, более 500 для атмосферного воздуха и более 130 для почв. ПДК устанавливают на основании комплексных исследований и постоянно контролируют органами гидрометеорологической службы Госкомсанэпиднадзора. ПДК не остаются постоянными, их периодически пересматривают и уточняют. После утверждения норматив становится юридически обязательным.
Для нормирования содержания вредного вещества в атмосферном воздухе установлены два норматива — разовый и среднесуточный ПДК. Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м. р.) — это такая концентрация вредные вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 минут рефлекторных реакций в оргазме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др). Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с. с.) — это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) воздействии.
ПДК р. з. — это концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны в мгр/м3, эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 часов и не более 40 часов в неделю за всё время рабочего стажа, каких-либо заболеваний или отклонений от нормального состояния здоровья, которое могло бы быть обнаружены современным методами исследования непосредственно во время работы или в отдалённые сроки. Рабочая зона — пространство, высота до 2-х метров над уровнем пола или площадки, на которой расположены работающие.
Для обоснования ПДК Р. З. необходимо:
1. Условия производства и примен. вещества и о его агрегатном состоянии и при поступлении в воздух
2. Данные о химическом строении и физико-химических свойствах вещества, то есть формула молекулярной массы, плотности, точки плавления и кипения, давление паров при температуре 25 °C, химическая стойкость — это гидролиз, окисление, растворимость в воде, а также показатели поверхности натяжения, E разрыва связей
3. Данные о токсичности и характере действия химического соединения при однократном воздействии на организм.
Для большинства вещества ПДК Р. З. является max разовым для воздуха на территории предприятия Промышленная площадка считается допустимым, присутствием вредных веществ с max концентрацией не более 30 % от их допустимой концентрации в рабочей зоне ПДК р. пл. = 0,3 ПДК р. з.
Это позволяет использовать атмосферный воздух вне производственных помещений для вентиляционного рабоч. зоны внутри них.
46. Ерозія грунтів та дефляція – Ерозія найбільш розповсюджений процес руйнування грунтового покриву, що включає винос, перенос і перевідкладення грунтової маси.
У залежності від головного фактора руйнування ерозію поділяють на водну і вітрову (дефляцію). До появи людини в древні геологічні періоди інтенсивність ерозійних процесів була низькою. Однак під їх впливом відбувалося нівелювання рельєфу, формування схилів і акумулятивних рівнин. Такого роду ерозію називають геологічною чи нормальною. Сучасну ерозію, пов'язану із землеробством, називають прискореною. Інтенсивність розмиву орних грунтів на два-три порядки вища, ніж цілинних в аналогічних геоморфологічних умовах.
Ерозія спостерігається в усіх частинах світу. Нею охоплено 70-80% площі сільськогосподарських угідь. Темпи ерозії при нераціональному природокористуванні особливо прискорені в гірських інтенсивно вологих, чи навпаки – аридних районах. У США за останні 150 років більше 100 млн. га ріллі і пасовищ зруйновані чи сильно ушкоджені ерозією, більше 300 млн. га порушені ерозією, 20 млн. га ріллі перетворені в бедленд, до 40 млн. га мають наполовину змитий гумусовий шар. У нашій країні 2/3 орних земель ерозійно небезпечні. Майже 186 млн. тон дрібнозему виноситься з поверхні орних земель внаслідок тільки водної ерозії.
Водна ерозія, крім втрати найбільш родючої частини грунту, супроводжується іншими несприятливими явищами: втратою талих і дощових вод, зменшенням запасів води в грунті, розчленовуванням полів, замуленням рік, ставків, водойм і водоймищ, зрошувальних і дренажних систем. Розвиток водної ерозії залежить від ряду факторів. Потужність снігового покриву й інтенсивність його танення визначають характер поверхневого стоку. Всі умови (швидке прогрівання, погана водопроникність тощо), що сприяють формуванню великого стоку, стимулюють прояв ерозії. Основною руйнівною силою в нашому ареалі володіють талі води, але і дощові опади ерозійно небезпечні. їхня руйнівна сила визначається кількістю, інтенсивністю, величиною крапель. Зливові дощі з великими краплями викликають більш інтенсивну ерозію, ніж дощі, що мрячать, навіть якщо води в останньому випадку стікає більше.
На інтенсивність ерозії впливає і характер рельєфу: форма, крутизна і довжина схилів, величина і форма водозборів. Ерозія підсилюється на опуклих, крутих і довгих схилах. Водозбори, що звужуються і витягнуті в довжину, сприяють утворенню ярів. Гранулометричний склад грунтів і їхній структурний стан також позначаються на інтенсивності прояву водної ерозії. У збагаченому органічною речовиною і структурному грунті ерозія менш активна, тому що поверхневий стік переводиться у внутрігрунтовий. Лес, лесовидні суглинки особливо легко розмиваються водою.
Прояву водної ерозії сприяє відсутність рослинного покриву на орних грунтах навесні при таненні снігу й у період осінніх дощів. До того ж завдяки впливу сільгоспмашин в орних грунтах руйнується структура, ущільнюється поверхня грунту, зменшується кількість органічної речовини.
Водна ерозія викликає зміну не тільки фізичних властивостей (погіршення структури, ущільнення орного шару), але й скорочує чи знищує гумусовий горизонт. Внаслідок цього помітно зменшуються запаси гумусу, азоту, фосфору, калію й інших поживних елементів. Грунт втрачає свою родючість.
Вітрова ерозія (дефляція) поширена переважно в районах недостатнього зволоження і низької відносної вологості повітря. Дефляції особливо піддані грунти степів, саван, напівпустель і пустель. Посиленню руйнівної дії вітрів сприяє рельєф із древніми балками стоку вздовж напрямку пануючих вітрів, малогумусність і легкий гранулометричний склад грунтів, широке поширення ярих зернових і просапних культур, коли грунт значну частину року не прикритий рослинністю. Дефляцію грунтів легкого гранулометричного складу може викликати вітер зі швидкістю 3-4 м/с. Структурні грунти більш стійкі до вітрової ерозії, ніж розпилені. Вітрова ерозія виявляється у вигляді курних бур і повсякденної дефляції. Курні бурі повторюються раз у 3-5-10-20 років. Вони наносять велику шкоду господарству, руйнуючи грунт, виносячи до 15-20 см поверхневого шару. Повсякденна ерозія повільно, але постійно руйнує грунт. Ерозійно-небезпечні землі в окремих областях складають до 40%. Видування верхнього шару грунту, як і у випадку з водною ерозією, веде до скорочення потужності гумусового профілю, зменшення запасів гумусу, азоту й інших елементів живлення в ньому.
Нераціональна експлуатація землі, гонитва за максимальними прибутками, колоніальна система господарства в багатьох країнах призвели до катастрофічного розвитку ерозії, до втрати більшої частини родючого шару грунтів. Боротьба з ерозією вимагає планомірної комплексної роботи, капітальних вкладень і державного контролю. Природно, що далеко не всі держави можуть здійснити ці заходи. У нашій країні протиерозійні заходи мала б планувати, фінансувати і здійснювати держава.
Комплекс протиерозійних заходів включає організаційно-господарські, агротехнічні і лісомеліоративні заходи.
Організаційно-господарські заходи припускають раціональний розподіл земельних угідь. Протиерозійній організації території передує вивчення типів місцевості, інтенсивності ерозійних процесів, складання картограм категорій земель за інтенсивністю ерозії. Комплексні протиерозійні заходи проводять з урахуванням характеру ландшафту, з охопленням водозбірних басейнів. На рівнинних територіях схили крутістю до 9° використовують під звичайні польові культури, на схилах 9-15° розміщають грунтозахисні сівозміни. Більш круті схили вилучають з інтенсивного землеробства, використовуючи їх під посіви багаторічних трав на сіно і випас. У структурі посівів горбистих районів рекомендують збільшити площі багаторічних трав до 50% і скоротити площі просапних культур.
На довгих схилах, де зростають маса, швидкість і несуча сила води, рекомендують землеробство смугами. Тут застосовуються сівозміни з приблизно рівними площами зернових, кормових культур і трав. Просапні культури чергують з грунтозахисними. Там, де ерозія особливо небезпечна, використовують постійні смуги з багаторічних трав, чагарників і дерев. Еродовані ділянки відводять під грунтозахисні лучно-пасовищні сівозміни, а сильно еродовані – для постійного залуження чи залісення.
Агротехнічні протиерозійні заходи спрямовані на ослаблення поверхневого стоку і переводу його у внутрігрунтовий. Обробіток грунтів по горизонталі, "контурне" землеробство зменшують змив грунту на 50% і поверхневий стік на 12-99%. На схилах крутизною понад 2° контурну оранку зябу і пар сполучають з обвалуванням, створюючи валики висотою 15-25 см. Обвалування з перемичками створює на поверхні мережу мікроводойм, що затримують талу воду. Для створення рівномірного сніжного покриву застосовують снігозатримання, снігозахисні заходи: оранку снігу, прикочування, щити та ін. Лісосмуги і куліси розміщають уздовж загального напрямку горизонталей, не допускаючи локальних концентрацій снігу. Кротування грунту сприяє регулюванню стоку, переходу поверхневого стоку у внутрігрунтовий, запобіганню змиву грунту, поліпшенню повітряного режиму.
Для скорочення поверхневого стоку в ряді південних районів рекомендують безполицеву оранку зі збереженням стерні чи пожнивних залишків. У інших регіонах доцільна глибока зяблева оранка раз у 3-5 років. Вона збільшує запаси вологи і зменшує змив. У гірських умовах для запобігання й ослаблення водної ерозії проводять терасування схилів. Розмір і ухил терас регулюють так, щоб поверхневий стік можна було затримати в каналі чи скинути.
Особливих заходів вимагає боротьба з ярами. За допомогою бульдозера яр виположують, попередньо знімаючи і селективно складуючи гумусовий шар. Переміщають грунт із прибровочної частини в яр. На сплановану поверхню повертають гумусовий шар. У вершині яру споруджують систему канава – вал для відводу поверхневого стоку. Одночасно з регулюванням стоку на водозборах проводять закріплення схилів яру і залуження балок стоку. Якщо яри розвинуті настільки, що загрожують шляхам сполучення чи населеним пунктам, то створюють спеціальні протиерозійні гідротехнічні споруди.
Крім зміцнення вершин і схилів ярів та балок, для боротьби з водною ерозією використовують лісопосадки на прилеглих площах. Весь комплекс протиерозійних заходів приводить до регулювання снігового покриву, стоку талих і зливових вод, до переходу поверхневого стоку у внутрігрунтовий, до скорочення водної ерозії.
Комплекс заходів щодо запобігання й ослаблення дефляції грунтів включає також організаційно-господарські, агротехнічні і лісомеліоративні прийоми боротьби. Організаційно-господарські включають раціональний розподіл земельних угідь. У результаті детального обстеження виділяють площі пісків, що розвіваються, вітроударні схили і підвищені ділянки місцевості, де сильно розвинуті процеси дефляції. Такі території доцільно засіяти багаторічними травами чи відвести під посадку лісових і садово-ягідних насаджень. Запобіганню вітрової ерозії сприяють грунтозахисні сівозміни і смугове землеробство. При нарізці полів сівозміни довгі сторони варто орієнтувати поперек активних ерозійних вітрів. Це особливо важливо, якщо надалі по межах полів планують посадку лісосмуг. Агротехнічні заходи щодо боротьби з дефляцією грунтів передбачають безполицевий обробіток грунту, що дозволяє зберегти на поверхні полів до 85% стерні й інших рослинних залишків. У зимовий час стерня захищає поле від дефляції і сприяє рівномірному розподілу снігу, більш швидкому розвитку сходів і їхній стійкості до впливу вітру.
На землях, підданих вітровій ерозії, чисті пари заміняють зайнятими, сидеральними і кулісними. Куліси з високостебельних рослин охороняють грунт від видування навесні і влітку, а взимку сприяють снігозатриманню. Для степових районів Казахстану і Сибіру рекомендують смугове розміщення парів, де чергуються пар і посів зернових. Силу вітру послабляє смугове розміщення культур, коли чергуються однолітні культури зі смугами багаторічних трав. Смуги розташовують перпендикулярно до активних вітрів. Ширина смуг залежить від ступеня схильності грунтів до ерозії та конкретних природних умов даної місцевості.
Важлива роль у підвищенні протиерозійної стійкості належить структуроутворенню. Поряд зі своєчасним обробітком, яка щадить грунт, посівами багаторічних трав, для оструктурювання грунтів у останні роки стали застосовувати полімери-структуроутворювачі. Особливо ефективні вони на легких грунтах.
Лісомеліорація – важлива ланка в боротьбі з дефляцією.
Розміщення лісосмуг на полях роблять з урахуванням напрямку активних ерозійних вітрів і при ретельному обліку характеру рельєфу і грунтового покриву. Смуги розташовують у вигляді кліток. Дорослі 20-30-літні лісосмуги захищають 30-40-кратну територію. Лісосмуги не тільки захищають грунт від ерозії, але й створюють більш сприятливий мікроклімат і забезпечують збільшення врожаю на 3-4 ц/га.
На пасовищах вітрова ерозія виникає від вибивання дерну худобою. На розбитих пісках необхідно заборонити випас худоби, влаштовувати скотопрогони і засівати ділянки цінними кормовими травами. Для запобігання вибиванню варто періодично виділяти ділянки зі збідненим і засміченим травостоєм для відпочинку і підсіву кормових трав. Бажано обводнювати пасовища і створювати лісосмуги – "парасолі" для запобігання перегріву і буранів.