Наше сообщение для урока географии и ОБЖ начнём с того, что почва - это природное богатство, благодаря которому люди имеют продукты питания, животные корм, а производство обеспечивается сырьём. Для этой части земной коры губительны любые загрязнения. Сейчас важно задуматься о том, как исправить сложившуюся экологическую ситуацию в мире.

Что такое почва и каково её строение

Почва представляет собой верхний слой земли, который образуется за счёт разрушения горных пород и жизнедеятельности микроорганизмов, растений, животных. Внутри него содержатся различные вещества: глина, песок, вода, минеральные соли, останки растений и животных. Это благоприятная среда для существования бактерий, насекомых и их личинок, червей, микроскопических грибов.

Что касается строения почвы, то она состоит из трёх слоёв:

самый нижний - подстилающая порода;
средний - подпочва;
верхний - самый тонкий, плодородный, с содержанием гумуса (перегноя).

Строение почвы.

Именно в верхней прослойке содержится необходимый запас питательных веществ и влаги для роста растений.

Отчего загрязняются почвы

В ухудшении состояния окружающей среды виновато человечество. Развитие технологий, промышленности приводит к тому, что в землю попадают отходы производства, сточные воды, нефтепродукты и прочие вещества, опасные для всего живого. В результате почва постепенно теряет плодородие, что сопровождается утратой полезных веществ в земле. А без них невозможны высокие урожаи. Процесс нарушения нормального состояния почв происходит в огромных масштабах практически по всей планете.

Значительные площади плодородных земель погибают при строительстве городов, заводов и фабрик, а также в результате хозяйственной деятельности человека. Разрушение почв происходит по следующим причинам:

вырубка лесов;
уничтожение травяного покрова;
неправильная распашка земли;
активная добыча полезных ископаемых (например, загрязнение нефтью в районах её добычи, переработки и хранения);
внесение в почву химических удобрений, пестицидов - для уничтожения сорняков и вредителей.

Вырубка лесов - одна из причин разрушения почвы.
Фото: flickr.com/DonO’Brien

Загрязнение почв негативно сказывается на здоровье населения, ухудшается качество продуктов питания. Вредные вещества скапливаются в траве, которую поедает домашний скот, а потом попадают в наш организм через молоко и мясо. Зачастую заражёнными оказываются и растения, которую мы сами употребляем в пищу.

Особую опасность представляют для почв тяжёлые металлы. Они оседают в земле из-за выбросов металлургических и прочих предприятий. Отработанные газы загрязняют воздух, а затем и почву, особенно после выпадения атмосферных осадков. Кислотный дождь - это уже не просто термин из фантастического рассказа, а вполне обыденная реальность.

Кислотные дожди становятся глобальной проблемой для экологии.

Токсичные вещества, металлы (ртуть, медь, свинец), различные химические соединения оказывают пагубное влияние на почву, изменяют её состав не в лучшую сторону. Токсины вызывают развитие тяжёлых заболеваний (нарушение работы сердца, сердечно-сосудистой и нервной системы, координации движений и слуха). Отравления иногда приводят к смерти как людей, так и животных.

Экология также ухудшается по причине заболачивания почв, их засоления при оросительных мероприятиях и наоборот, из-за превращения отдельных территорий в пустыни при осушении болот.

В России почва наиболее загрязнена в таких городах, как Норильск, Мончегорск, Нижний Тагил, Череповец. Не всё благополучно с состоянием верхнего почвенного слоя в Москве и Санкт-Петербурге.

Как уберечь плодородные земли от разрушения и загрязнения

Самый простой и доступный способ почвенной очистки - это дать ей восстановиться самостоятельно. Не устраивать свалки мусора, в том числе радиоактивного, не отравлять землю химией. И постепенно свойства почвы на этом месте приблизятся к нормальным. Однако самоочищение - процесс медленный. Он может длиться десятилетиями.

Длительность самовосстановления почвы зависит от многих факторов.
Фото: flickr.com/SimonTurkas

Существуют такие методы очистки загрязнённых почв, как удаление верхнего слоя грунта или его переработка специальными установками, а также уничтожение вредных веществ паром.

Для защиты плодородных земель применяются:

безопасные системы распашки сельхозугодий;
защитные лесополосы;
системы наблюдения за состоянием почв и контроля над степенью их загрязнения.

Защитные лесополосы создают в степных и лесостепных регионах.

Почва, как воздух и вода, нуждается в охране от загрязнений. Если в законодательстве не будут прописаны меры по защите земельных ресурсов, то нехватка посевных площадей в будущем станет катастрофичной.

Основные причины и источники загрязнения почв. Состав загрязнителей, наиболее опасных для человека и биосферы в целом. Возможные негативные последствия загрязнения литосферы.

Основные причины и источники загрязнения почв.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.

Выделяют основные источники загрязнения почв:

Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия;

Промышленные предприятия;

Транспорт;

Сельское хозяйств;

Загрязнение почвы тяжелыми металлами;

Загрязнение почвы пестицидами;

Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов;

Кислые атмосферные выпады на сушу.

Рассмотрим источники и основные причины загрязнения почв.

1. Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия.

Основными причинами загрязнения почвы в этой категории это выбрасывания жилыми домами или коммунально-бытовыми предприятиями в больших масштабах бытового мусора, пищевых отходов, строительного мусора, отходов отопительных систем, пришедшие в негодность предметов домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды.

2. Промышленные предприятия.

Одним из основных источником загрязнение литосферы являются промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения, что и является в данном случае основной причиной загрязнения почв. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты.

3. Транспорт.

Транспорт, также является одним из источником загрязнения почвы, так как при работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями, которые являются основной причинной загрязнения почвы с помощью транспорта. В случае поглощения растением вредных веществ, происходит также их попадание в почву, которые в свою очередь вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений ¾ токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных ¾ лишь в течение двух - трех суток.

Основные загрязнители почвы:

1) пестициды (ядохимикаты);

2) минеральные удобрения;

3) отходы и отбросы производства;

4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов . Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов, при общем годовом объеме их производства ¾ 100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг на 1 га). В России на одного жителя приходится около одного килограмма в год пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше (Лосев и др., 1993). Мировое производство пестицидов постоянно растет.

В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения многие ученые приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. Достоверно установлено, что при применении пестицидов, наряду с некоторым увеличением урожайности, отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т. д.

По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух), минуя виды-мишени. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья и будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них ¾ ДДТ в нашей стране и в ряде других стран запрещено.

Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения.

Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах достаточно удаленных от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды (рис. 15.2).

Рис. 15.2. Движение пестицидов в биосфере. Значительная часть пестицидов
не достигает обрабатываемой территории, сносится и оседает в более или менее
удаленных экосистемах (по Rudd, 1971, c изменениями)

Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (орнитофауны). Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных.

Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого числа видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым демоэкологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями , если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Б. Коммонер (1975) установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений, применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия этого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов.

В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов ¾ закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности возникновение метгемоглобинемии вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота.

Неумеренное употребление минеральных удобрений вызывает в ряде районов и нежелательное подкисление почв.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, способность которых к самоочищению, как известно, ограничена.

Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий.

По данным многочисленных исследований, почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы (табл. 15.1). Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентрации в сотни раз, превышающих допустимые.

Таблица 15.1

Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов на здоровье челове ка

Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-кратное превышение концентрации свинца по сравнению с его содержанием (20 мкг/г) в почве незагрязненных районов (Загрязнение воздуха…, 1988).

По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше земель были загрязнены радионуклидами и радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы.

Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Причины загрязнения ¾ аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д. В результате, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения в 150-250 раз. На Тюменском Севере площади оленьих пастбищ уменьшились на 12,5%, т. е. на 6 млн га, замазученными оказались 30 тыс. га. В Западной Сибири выявлено свыше 20 тыс. га, загрязненных нефтью, толщина слоя которой не менее пяти сантиметров (Государственный доклад…, 1995).

Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами , которые могут проникать в организм человека следующим образом (Розанов,1984):

¨ во-вторых, через цепь животные ¾ почва ¾ человек. Существует ряд заболеваний животных, которые передаются человеку (лептосориаз, сибирская язва, туляремия, лихорадка Ку и др.) путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных;

¨ в-третьих, через цепь почва ¾ человек, когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.).

Современный человек оказывает огромное влияние на окружающую среду, подстраивая её «под себя». В результате наступает полный разлад природы и цивилизации, который сложно преодолеть. Одной из основных проблем, вызванных антропоморфными (то есть, человеческими) факторами, является загрязнение почвы.

Такое явление наблюдается в разных уголках мира, в том числе и в России. Можно ли приостановить разрушительный процесс – вопрос, который волнует всех неравнодушных граждан.

Человек — причина деградации

Славяне называли землю «кормилицей» и «матерью», подпитывали от неё свои силы, говорили, что спать на ней мягче, чем на перине… Но прошли столетия, и в XXI веке состояние земель оставляет желать лучшего.

Промышленность с её вредоносными отходами, химизация сельского хозяйства и неразумная деятельность человека… Всё это ставит под угрозу плодородие земель, от которого зависит наше будущее.

Мы перечислили причины загрязнений, вызванные самим человеком. Впрочем, существует ещё один фактор – природного характера. К примеру, некоторые грибы выделяют вредные для плодородных земель микотоксины. Или в результате извержения вулкана в почву попадает сажа. Однако в этих случаях нельзя говорить о возможности . К сожалению, нужно признать: именно в деятельности людей заключаются причины деградации наших земель.

Заводы, ТЭС, сельское хозяйство, транспорт и жильё

Где же отыскать корень зла? Вот они, главные источники загрязнения почвы:

Промышленные предприятия и заводы. Ежегодно отходами производства поражаются тысячи гектаров земель. А ведь среди них присутствуют чрезвычайно токсичные вещества, соли цветных и тяжёлых металлов, отходы бензола и фенола, цианиды, а также ядовитые соединения мышьяка и бериллия.

Теплоэнергетика. Большое количество сажи и несгоревших веществ, выбрасываемых в атмосферу, очень скоро оседает вниз. Как результат – сильнейшее загрязнение почвенных ресурсов.

Аграрный сектор. Неразумное применение пестицидов и минеральных удобрений, неправильный севооборот, использование тяжёлой техники, бессистемный выгул скота – всё это ведёт к истощению и загрязнению плодородных земель.

Автотранспорт. Выхлопные газы машин содержат огромное количество вредных веществ, включая цинк, углеводороды и оксиды азота. Являясь по своей сути отходами, они с лёгкостью проникают в почву и отравляют её изнутри. А некоторые легкомысленные автовладельцы вручную заправляют своих «железных коней» на обочинах дорог, проливая бензин прямо на поверхность земель.

Жилищный фонд и социальные объекты. Население планеты растёт и уже перевалило за отметку в 7 млрд человек. Но это не предел! Судя по прогнозам учёных, к 2050 году показатель достигнет отметки в 9 млрд землян. А продуктами жизнедеятельности каждого из нас являются стройматериалы, бытовой мусор, устаревшие предметы из домашнего обихода, фекалии и остатки пищи. Всё это считается опасными отходами, которые вызывают загрязнение почв.

Что несёт главную угрозу?

Зная основные источники проблемы, можно легко понять, какими бывают виды загрязнения почв. В данном контексте речь идёт о веществах, представляющих основные угрозы земельным ресурсам. Они делятся на:

Тяжёлые металлы. Особую опасность несут хром, кадмий, ртуть, теллур, свинец и т.д. – всего свыше 40 химических элементов. Все они – побочные продукты производства; особенно опасны те, что связаны с высокотемпературными процессами. С отходами шутки плохи!
Пестициды. Они включают:

— гербициды — препараты для ;

— фунгициды – направленные на борьбу с болезнями;

— инсектициды – средства против насекомых;

— регуляторы роста.

Эти препараты нельзя назвать отходами, но при неправильном использовании они могут негативно сказаться на состоянии земель.

Нефтепродукты. В эпицентре опасности Западная Сибирь, Поволжье и другие регионы с хорошо развитой отраслью производства чёрного золота. Дело в том, что на нефтепроводах нередко случаются аварии, о которых не принято рассказывать. Кроме того, регулярно происходят технологические выбросы. Результат один: загрязнение почвы нефтью, нефтепродуктами и отходами производства. Цифры говорят за себя. В некоторых районах Тюменской области концентрация нефтяных углеводородов превышает фоновые показатели до 250 раз!

Ситуацию усложняет и то, что все «вредности», попавшие в верхние слои земель, легко могут оказаться в водоёмах; затем – в организмах сельхозживотных и человека. Таким образом, мы получаем «замкнутый круг», от которого в итоге страдает всё живое.

Бытовые отходы и мусор. На самом деле, это не так безопасно, как может показаться на первый взгляд. Ведь многие предметы домашнего обихода изготовлены из пластмассы, ДСП, фанеры. Часть из них содержит токсичные формальдегидные смолы, которые вызывают загрязнение почвы.

Простые решения сложных вопросов

Выше перечислены основные факторы, из-за которых происходит загрязнение почв. Да, наша земля обладает удивительным свойством самоочищаться. Однако это очень медленный процесс, растягивающийся на десятки, сотни и даже тысячи лет. Неудивительно, что темпы, с которыми происходит загрязнение почв, и скорость их самоочищения несоизмеримы.

Поэтому каждый человек должен отдавать отчёт в своих поступках. И здесь встаёт вопрос: как именно сознательный гражданин может помочь окружающей среде, в том числе, почвам?

На самом деле, очень многим. Чтобы убедиться в этом, можно рассмотреть несколько ситуаций.

Ситуация № 1

Вы являетесь владельцем собственного приусадебного участка или дачи. Вместо того, чтобы огульно вносить в почву азотно-фосфорно-калийные удобрения (NPK), закажите её химический анализ. Он покажет, каких именно веществ не хватает землям, а что имеется в избытке. Следуя полученным данным, можно всего за несколько лет привести в баланс содержание в почве макроэлементов.

Кроме того, можно отказаться от использования химических средств защиты растений. В борьбе с насекомыми-вредителями эффективны экологически чистые феромонные ловушки. Против патогенов используйте биологические средства защиты – таких, на самом деле, на рынке СЗР немало. Да и стоят они намного дешевле химических продуктов. А вместо гербицидов не ленитесь проводить механическую прополку.

Эти меры позволят не только сэкономить средства, но и повысить урожайность и качество продукции без ущерба почвам.

Ситуация №2

Вы являетесь владельцем легкового автомобиля. Чаще всего эта категория людей настолько привыкает к «баранке», что даже в ближайшую булочную пешком не ходит. Но это неправильно как с точки зрения здоровья, так и с позиций экологически подкованного человека.

Ведь намного полезней совершить пешую прогулку или прокатиться на велосипеде. Совсем как это делают европейцы. Кстати, двухколёсным видом транспорта не гнушаются мэры городов. Так, Борис Джонсон, между прочим, на протяжении последних восьми лет являвшийся главой Лондона, постоянно передвигался по своей вотчине на велосипеде. И даже пытался запретить общественный транспорт в этой европейской столице! А в Амстердаме свыше 40% городского транспорта – велосипедный. Вот, в каких случаях европейский опыт придётся на пользу россиянам! Если использовать автомобили на бензине как можно реже, сократится количество выхлопов, проникающих в верхние слои земель. А значит, проблемы экологии будут стоять не так остро.

Последствия загрязнения.

Почва – особое природное образование, обладающие рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов.

Почвенный покров – важнейшее природное образование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.

Особое свойство почвенного покрова – его плодородие , под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности. Плодородие почвы зависит также от величины аккумулированной в ней солнечной энергии. Растительность аккумулирует ежегодно большое количество солнечной энергии в ходе фотосинтеза и создания биомассы, трансформируясь в n*10 10 т органического вещества. Большая часть синтезированного органического вещества вследствие его разложения возвращается в почву и воду. Потребление фитомассы человеком оценивается величиной порядка 3,6*10 18 т.

Почвенный покров принадлежит к саморегулирующейся биологической системе, являющейся важнейшей частью биосферы в целом. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито- и зоомассы.

Продуктивность наземных экосистем зависит от теплового и водного балансов земной поверхности, которые определяют многообразие форм обмена энергией и веществом в пределах географической оболочки планеты.

Площади земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км 2 , или 86,5% площади суши. Под пашней и многолетними насаждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято около 15 млн. км 2 (10% суши), под сенокосами и пастбищами – 37,4 млн. км 2 (25%). Общая площадь пахотнопригодных земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км 2 .

Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечивать продуктами питания больше населения, чем имеется в настоящее время. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, деградацией почвенного покрова, загрязнения, эрозии и т.д.; а также вследствие отвода земель под застройку городов, поселков и промышленных предприятий количество пашни на душу населения резко сокращается.

Воздействие человека на почву – составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно-технической революции. При этом не только усиливается взаимодействие человека с землей, но и меняются основные черты взаимодействия. Проблема «почва – человек» осложняется урбанизацией, все большим использованием земель, их ресурсов для индустриального и жилищного строительства, ростом потребностей в продуктах питания. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования – рельеф, микроклимат, появляются новые реки и т.д. Под влиянием промышленных и сельскохозяйственных загрязнений изменяются свойства почвы и почвообразовательные процессы, потенциальное плодородие, снижается технологическая и питательная ценность сельскохозяйственной продукции и т.д.

Загрязнение природной среды – сложный процесс, связанный с деятельностью человека. Автор фундаментальной сводки по экологии Ю. Одум (1975) указывает, что «загрязнение – это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте», ибо они чужды природным экосистемам и, накапливаясь в них, нарушают процессы круговорота вещества и энергии, снижают их продуктивность, влияют на здоровье людей.

В книге Франсуа Рамада (1981) «Основы прикладной экологии» приводится такое определение загрязнения: «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды; которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственные ресурсы, через воду или другие биологические продукты (вещества). Они также могут воздействовать на человека, ухудшая физические свойства предметов, находящихся в его собственности, условия отдыха на природе и обезображивая ее саму»

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих в рамки своей обычной концентрации, предельных количествах, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация (ПДК ). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

В соответствии со степенью устойчивости против загрязняющих веществ выделяются почвы:

1. очень устойчивые;

2. устойчивые;

3. среднеустойчивые;

4. малоустойчивые;

5. очень мало устойчивые.

По степени чувствительности к загрязняющим веществам почвы можно разделить следующим образом:

1. очень чувствительные;

2. чувствительные;

3. среднечувствительные;

4. малочувствительные;

5. устойчивые.

Чувствительность, или устойчивость почв по отношению к загрязняющим веществам, целесообразно определять в соответствии с:

2) его качеством;

3) биологической активностью;

4) глубиной гумусового горизонта;

6) глинистых минералов;

7) глубиной почвенного профиля.

Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий.

Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. В ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в почве и ее отравлению.

Вместе с навозом и фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

Наибольшей трансформацией подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва. При неправильной эксплуатации почвы безвозвратно уничтожаются в результате эрозии, засоления, загрязнения промышленными и иными отходами. Под влиянием деятельности людей возникает ускоренная эрозия, когда почвы разрушаются в 100 – 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В результате такой эрозии за последнее столетие утрачено 2 млрд. га плодородных земельных угодий, или 27% земель сельскохозяйственного использования.

Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.

Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и воды. В почву попадают различные твердые и жидкие отходы промышленного производства, сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Основными загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.

Главными источниками загрязнения являются :

1) Жилые дома и бытовые предприятия . В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений – больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты – геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России – до 7-8 лет, Средней Азии – до 15 лет; яйца власоглавов – от 1 до 3 лет.

2) Промышленные предприятия . В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

3) Теплоэнергетика . Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.

4) Сельское хозяйство . Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека. Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

5) Транспорт . При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в тканях растений. Это явление можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетра-этил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции. В начале отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека.

Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д.

Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы.

В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в год. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870-1970) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка – 1,5 млн. т, кобальта – свыше 0,9 млн. т, никеля – более 1 млн. т.

6)Эрозия почв

Под эрозией почв понимают ее разрушение водой и ветром. Различают водную и ветровую эрозию.

Водная эрозия почвы развивается только на склонах. Потоки воды после дождей и ливней, при таянии снега не успевают впитаться в почву, смывают ее частицы и образуют промоины. При мощных потоках воды образуются глубокие промоины - овраги. При сильном стоке воды на крутых склонах могут быть полностью уничтожены посевы и смыт наиболее плодородный слой почвы. Смытые почвы требуют больших затрат на окультуривание. Особенно дорого обходятся работы, связанные с закреплением оврагов. Водная эрозия особенно опасна в горных районах.

Ветровая эрозия возникает в основном в степных засушливых районах, где часты сильные ветры. Почвы там имеют легкий механический состав, а растительный слабый или совсем отсутствует. В результате ветровой эрозии верхний,наиболее плодородный слой почвы выдувается, переносится ветром на большие расстояния. Он может засыпать посевы в других местах. Сильная ветровая эрозия возникают в районах, где ветры дуют с большой скоростью, вызывая пыльные (черные) бури. От них страдают лесные насаждения, мелиоративные сооружения, дороги, населенные пункты. Но главный ущерб который приносят пылевые бури,- резкое снижение плодородия почвы, гибель посевов и урожая.

Для борьбы с водной эрозией регулируют и задерживают сток талых и дождевых вод. Для этого применяют почвозащитные севообороты, в которых увеличена площадь посевов многолетних трав, обработка почвы поперек склона. Устраивают водозадерживающие валы, отводные каналы.

Чтобы предотвратить ветровую эрозию, широко используют комплекс почвозащитных мероприятий: плоско резную обработку почвы, минимальную обработку почвы, мульчирование, создание кулис из высокостебельных растений. Большое значение имеют также защитные лесные насаждения, которые поглощают поверхностный сток, предотвращая почву от размыва, и уменьшают скорость ветра в приземном слое воздуха. На крутых склонах, чтобы ослабить эрозию, делают ступенчатые террасы, которые задерживают сток. Рост оврагов можно предотвратить, сооружая водозадерживающие валы, сажая поперек ряды кустарников, ослабляющих скорость потоков воды.

Воздействие на гидросферу

Третий, не менее важный, чем небо над головой и земля под ногами, фактор существования цивилизации - водные ресурсы планеты.

На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды. Их объём составляет чуть больше 2% гидросферы, причём распределение водных ресурсов по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает из года в год во всех районах мира. Известно, например, что с начала нынешнего века потребление пресных вод возросло в 6 раз, а в ближайшие несколько десятилетий возрастёт еще по меньшей мере в 1, 5 раза.

Недостаток воды усугубляется ухудшением её качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и в быту воды поступают обратно в водоёмы в виде плохо очищенных или вообще неочищенных стоков.

Таким образом, загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод. Согласно расчетам ученых, в конце ХХ века для разбавления этих самых сточных вод может потребоваться 25 тыс. кубических км. пресной воды, или практически все реально доступные ресурсы такого стока! Нетрудно догадаться, что именно в этом, а не в росте непосредственного водозабора - главная причина обострения проблемы пресной воды.

В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся многие реки - Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр и др. Растет загрязнение мирового океана. Причем здесь существенную роль играет не только загрязнение стоками, но и попадание в воды морей и океанов большого количества нефтепродуктов. В целом, наиболее загрязнены внутренние моря - Средиземное, Северное, Балтийское, Внутреннее Японское, Яванское, а также Бискайский, Персидский и Мексиканский заливы.

Кроме того, человек осуществляет преобразование вод гидросферы путем строительства гидротехнических сооружений, в частности водохранилищ. Крупные водохранилища и каналы оказывают серьезное отрицательное воздействие на окружающую среду: изменяют режим грунтовых вод в прибрежной полосе, влияют на почвы и растительные сообщества, в конце концов, их акватории занимают большие участки плодородных земель.

Изменяя свой мир, человек, желает он того или нет, существенно вмешивается в жизнь своих соседей по планете. По данным Международного союза охраны природы, с 1600 г. на Земле вымерло 94 вида птиц и 63 вида млекопитающих. Кроме того, уменьшаются в количестве и исчезают редкие насекомые, что связано как с реакцией на применение различного рода пестицидов, так и с уничтожением их коренных мест обитания.

Механизм гибели вида гораздо проще, чем его можно себе представить. Зоологи поняли это, когда им удалось проанализировать большое число неудачных случаев акклиматизации животных в угодьях, безусловно, подходящих для завозимых видов. Оказалось, что неудачами кончался завоз малых групп животных. Выяснилось, что 2-3 пары животных при отсутствии постоянных, пусть даже сравнительно редких контактов с себе подобными, не могут обжить территорию. В большинстве случаев у них подавляется способность к размножению или они гибнут от так называемого «стресса», или болезни напряжения. Подобное же положение возникает при большом разряжении естественной популяции. Совершенно необязательно уничтожать всех до одного животных, чтобы обречь вид на исчезновение, достаточно сильно сократить его численность, уменьшить или разрознить участки обитания, в чем человечество, особенно в последние столетия, заметно преуспевает.

3. Глобальные экологические проблемы: перспективы развития и решения.

Говоря о возможных вариантах развития экологической ситуации на планете, самым благодарным и, само собой, наиболее осмысленным, кажется разговор о некоторых из существующих сегодня направлениях природоохранной деятельности. Иначе пришлось бы говорить исключительно об ужасах истощения природных ресурсов и т. п.

Несмотря на то, что каждая из обсуждавшихся здесь глобальных проблем имеет свои варианты частичного или более полного решения, существует некий набор общих подходов к решению проблем окружающий среды. Кроме того, за последнее столетие человечество разработало ряд оригинальных способов борьбы с собственными, губящими природу недостатками.

К числу таких способов (или возможных путей решения проблемы) можно отнести возникновение и деятельность разного рода «зеленых» движений и организаций. Кроме пресловутого «Green Peaсe"а», отличающегося не только размахом своей деятельности, но и, порой, заметным экстремизмом действий, а также аналогичных организаций, непосредственно проводящих природоохранные акции, существует другой тип экологических организаций - структуры, природоохранную деятельность стимулирующие и спонсирующие - типа Фонда дикой природы, например. Все экологические организации существуют в одной из форм: общественные, частные государственные либо организации смешанного типа.

Кроме разного рода объединений, отстаивающих у цивилизации права постепенно уничтожаемой ею природы, в сфере решения экологических проблем существует целый ряд государственных или общественных природоохранных инициатив. Например, природоохранное законодательство в России и других странах мира, различные международные соглашения или система «Красных книг».

Международная «Красная книга» - список редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных и растений - в настоящий момент включает 5 томов материалов. Кроме того, существуют национальные и даже региональные «Красные книги».

В числе важнейших путей решения экологических проблем большинство исследователей также выделяет внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.

Хотя, несомненно, - и это доказывает весь ход человеческой истории - важнейшим направлением решения стоящих перед цивилизацией экологических проблем стоит назвать повышение экологической культуры человека, серьезное экологическое образование и воспитание, все то, что искореняет главный экологический конфликт - конфликт между дикарем-потребителем и разумным обитателем хрупкого мира, существующий в сознании человека.

ПРОБЛЕМЫ НАРОДОНАСЕЛЕНИЯ

Рост населения на нашей планете стремительно ускоряется. За последние 40 лет население планеты практически удвоилось – с 3 до 6 млрд. человек (рис.2). Десять тысяч лет назад на Земле было около 10 миллионов людей, к началу нашей эры их стало 200 миллионов; к 1650 г., условному началу промышленной революции, - 500 миллионов; к 19 веку – 1 миллиард, а в начале 20 века – 2 миллиарда. Сейчас нас 6,5 миллиардов, и число это увеличивается каждый год на 1,6%. Чтобы достигнуть первого миллиарда, человечеству потребовалось более миллиона лет. И в этот момент началась промышленная революция. В абсолютных цифрах рост по экспоненте всегда очень впечатляет: второй миллиард был достигнут за 100 лет, третий - за 40, четвёртый – за 15, пятый – за 10, а шестой и, возможно, седьмой могут быть достигнуты за оставшиеся до начала третьего тысячелетия годы. Заметьте, что всё это время рост строго следовал экспоненте с одними же коэффициентами, т. е. был тем же взрывным, что и 200 лет назад.

Основной прирост населения приходится на развивающиеся страны, особенно Китай и Индию. Это объясняется многими причинами: национальными традициями, желанием иметь сына, снижением смертности в результате улучшения медицинского обслуживания и др. По прогнозам ООН, уже в 2013-2014 гг. население Земли составит 7 млрд. человек.

Рис.2. Динамика численности населения Земли.

Такой стремительный рост населения Земли ставит перед учеными вопрос: на сколько человек рассчитана Земля и хватит ли человечеству ресурсов, чтобы прокормить себя в ближайшем будущем?

Вот как на этот вопрос отвечает доктор биологических наук, профессор В.Р. Дольник в своей книге «Непослушное дитя биосферы»:

«До 70- х годов 20 века количество людей вырастало на 2 % в год, удваиваясь каждые 35 лет. Теперь темп прироста снизился до 1, 6% в год. Производство пищи на Земле росло на 2, 3 % в год, удваиваясь каждые 30 лет. Теперь этот темп тоже снизился до 2, 1 % в год. Численность человечества, как и всякого биологического вида, строго следует за изменением количества пищи – главного показателя биологической ёмкости среды. Ёмкость нашей среды увеличивается не сама по себе, это делает человек, распахивая новые земли, выводя более урожайные сорта, внося удобрения, применяя ядохимикаты. С каждым годом повышать суммарный урожай на Земле становится всё труднее. Производство пищи на Земле сейчас растёт на 2% в год; чтобы получить такой прирост, приходится увеличивать потребление энергии на 5 %, забор воды для орошения – на 7%, производство удобрений – тоже на 7%, а ядохимикатов - даже на 10% в год. Эти титанические усилия истощают ресурсы, разрушают среду и всё более её загрязняют.

Такой рост производства возможен только потому, что человек интенсивно использует запасы угля, нефти, газа и минерального сырья, накопленные за всю предшествующую историю биосферы. Запасы эти конечны и невозобновимы. Поэтому нынешняя почти безграничная мощь человечества конечна во времени. Если спросить биолога, что произойдёт, когда ресурсы кончатся, он должен ответить однозначно: разрушение среды обитания, падение производства пищи (т. е. глобальный экологический кризис), а вслед за ними – сокращение человечества до уровня, который будет обеспечен возобновимыми ресурсами. Так случилось бы с любым видом. Но человек очень изобретателен, и поэтому утверждать, что численность людей сократится до первобытного уровня, мы не рискуем. С другой стороны, и расти бесконечно она не может. В условиях исчерпания энергоресурсов неизбежно будет происходить сокращение численности людей, коллапс. Его темп в первую очередь определит темп падения производства пищи.

Похожая информация.