Лекция 3: ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА, ВОД И ПОЧВ.

 Лекция 3: ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА, ВОД И ПОЧВ.

 

ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Важнейшие климатические и экологические особенности Земли в решающей степени определяются наличием и свойствами ее газовой оболочки – атмосферы (от греч. athmos - пар, sphaira - шар). Благодаря специфическому газовому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озоновому слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятному температурному режиму и присутствию водяного пара атмосферу можно назвать одним из главных источников жизни на Земле.

Воздух как природный ресурс представляет собой общечеловеческое достояние. Постоянство его состава (чистота) – важнейшее условия существования человечества, поэтому любые изменения состава рассматриваются как загрязнение атмосферы.

В современном газовом составе атмосферы, который отличается большим постоянством, содержится: 78,08% азота, 20,9% кислорода, 0,93% аргона, 0,031% углекислого газа и небольшое количество инертных газов. Наиболее важная переменная составляющая атмосферы - водяной пар. Пространственно-временная изменчивость его концентрации, а также непостоянство радиационного и светового режимов предопределяют резко дифференцированные условия функционирования природных экосистем. Несмотря на то, что климатические контрасты в различных районах Земли сглаживаются благодаря циркуляции атмосферы и морским течениям, эта дифференциация весьма заметна.

Географическая оболочка Земли богата и другим полезным компонентом, необходимым для функционирования живых организмов, - кислородом. Его содержание по массе в литосфере составляет 47%, в гидросфере - 86%, однако преобладающая часть кислорода находится в химически связанном состоянии. Атмосфера по сравнению с литосферой и гидросферой характеризуется наибольшим содержанием свободного кислорода, потребляемого живыми организмами и способствующего переработке продуктов распада органической материи, осуществляющегося в условиях достаточно высокой среднегодовой температуры воздуха (13,6°С) у поверхности Земли.

Исходя из термической структуры и циркуляции атмосферы ее принято разделять на сферические слои, именуемые тропосферой, стратосферой, мезосферой и термосферой, верхние границы которых называются паузами.

Источники загрязнения атмосферы подразделяются на естественные (природные) и искусственные (антропогенные). К природным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем.

Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести:

1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т углекислого газа в год.

2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.

3. Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы (озоносферы).

4. Производственная деятельность.

5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).

6. Выбросы предприятиями различных газов.

7. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется самый массовый загрязнитель - монооксид углерода.

8. Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.

9. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).

10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м³. В больших количествах озон является высокотоксичным газом.

Под загрязнением атмосферы следует понимать изменение ее состава при поступлении примесей естественного или антропогенного происхождения. Вещества, загрязняющие атмосферу, могут быть твердыми, жидкими и газообразными и оказывать вредное воздействие непосредственно после химических превращений в атмосфере либо совместно с другими веществами. Из всей массы загрязняющих веществ, которые поступают в атмосферу от антропогенных источников, 90% составляют газообразные вещества (оксиды азота, серы, углерода, тяжелых и радиоактивных металлов), 10% - твердые и жидкие вещества.

Наибольшая загрязнённость атмосферы приурочена к индустриальным регионам. Около 90% выбросов приходится на 10% территории суши и сосредоточены в основном в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Особенно сильно загрязняется воздушный бассейн крупных промышленных городов. Основной вклад в высокий уровень загрязнения воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, стройиндустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной промышленности, а в некоторых городах и котельные. Из года в год возрастает загрязнение атмосферного воздуха веществами, характерными для автомобильного транспорта.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возникают:

·        локальная или региональная загазованность приземного слоя;

·        трансграничный перенос загрязнений на значительные расстояния;

·        различные глобальные (общепланетарные) эффекты, такие как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя;

·        загрязнение лито- и гидросферы как результат процессов естественного очищения атмосферы.

Основной причиной высокого загрязнения воздуха являются выбросы специфических веществ. Для принятия эффективных мер по улучшению качества атмосферного воздуха и выбросов промышленных предприятий и автотранспорта в городах, в первую очередь, бенз(а)пирена, формальдегида, аммиака, сероуглерода и других загрязняющих веществ, определяющих высокое загрязнение воздуха в городах и промышленных центрах, особое внимание следует уделять городам, которые впервые внесены в список городов с максимальными разовыми концентрациями загрязняющих веществ, превышающими 10 ПДК, и с наибольшим уровнем загрязнения воздуха.

На практике для определения степени загрязнения атмосферного воздуха используют два норматива: предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКес) - для оценки осредненных за продолжительный период (от суток до года) концентраций и ПДКмр - для оценки непосредственно измеренных максимальных разовых концентраций химического вещества в воздухе населенных мест (при 20-минутной экспозиции).

Контроль загрязнения атмосферы на территории России осуществляется почти в 350 городах, система наблюдения включает 1200 станций и охватывает почти все города с населением более 100 тыс. жителей и города с крупными промышленными предприятиями.

Максимальные разовые концентрации таких загрязнителей воздуха, как пыль, оксид углерода, диоксид азота, аммиак, сероводород, фенол, фторид водорода, превышают соответствующие ПДКмр более чем в 75% городов, контролируемых по каждой примеси. Во многих городах зарегистрировано превышение загрязнений в 5-10 раз и более, при этом воздух загрязнен сразу несколькими вредными веществами. К числу таких наиболее загрязненных городов относятся: Березники, Братск, Екатеринбург, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Москва, Новокузнецк, Норильск, Череповец и многие другие.

Более 50 млн. человек испытывают воздействие различных вредных веществ, содержащихся в воздухе в концентрациях, равных 10 ПДК, а свыше 60 млн. человек подвергаются воздействию вредных веществ, концентрация которых превышает 5 ПДК.

Одним из основных загрязнителей атмосферы по массе является углекислый газ CO₂. Вместе с кислородом он является биогеном атмосферы, который в основном контролируется биотой. По объему выбросов углерода первое место занимают США, за ними следуют страны Европейского Экономического Сообщества, а затем страны СНГ, на которые приходится более половины выбросов.

Газообразные азотосодержащие соединения (NO, NH₃) содержатся в промышленных выбросах, образующихся при сжигании органического топлива (уголь, бензин, мазут), а также продуцируются анаэробными бактериями. Их ежегодное поступление в атмосферу достаточно велико. Однако NH₃ - нестойкое соединение, которое быстро превращается в различные нитраты, содержащиеся в выпадающих атмосферных осадках. Этим, в частности, объясняется высокое удобряющее свойство талой воды, известное земледельцам. Однако обогащение нитратами выпадающих атмосферных осадков может вызвать эвтрофикацию водоемов.

Из естественных и антропогенных источников в атмосферу ежегодно поступают сотни миллионов тонн аэрозолей. К естественным источникам относят пыльные бури, вулканические извержения и лесные пожары. Газообразные выбросы (например, SO₂) приводят к образованию в атмосфере аэрозолей. Несмотря на то, что время пребывания в тропосфере аэрозолей исчисляется несколькими сутками, они могут вызвать снижение средней температуры воздуха у земной поверхности на 0,1-0,3°С. Не меньшую опасность для атмосферы и биосферы представляют аэрозоли антропогенного происхождения, образующиеся при сжигании топлива либо содержащиеся в промышленных выбросах. Минеральный состав аэрозолей антропогенного происхождения многообразен: оксиды железа и свинца, силикаты, сажа. Они содержатся в выбросах предприятий теплоэнергетики, черной и цветной металлургии, стройматериалов, а также автомобильного транспорта. Пыль, осаждающаяся в индустриальных районах, содержит до 20% оксида железа, 15% силикатов и 5% сажи, а также примеси различных металлов (свинец, ванадий, молибден, мышьяк, сурьма и т.д.). В выбрасываемых в атмосферу аэрозолях присутствуют также хлор, бром, ртуть, фтор и другие элементы и соединения, опасные для здоровья человека.

Основной аэрозоль атмосферы - сернистый ангидрид (SO₂), несмотря на большие масштабы его выбросов в атмосферу, является короткоживущим газом (4-5 суток). Выбросы SO₂ в приземном слое могут увеличивать оптическую толщину атмосферы в видимых частях спектра, что приведет к некоторому уменьшению поступления солнечной радиации в приземном слое воздуха. Таким образом, климатический эффект выбросов SO₂ противоположен эффекту выбросов СО₂, однако быстрое вымывание сернистого ангидрида атмосферными осадками значительно ослабляет в целом его воздействие на атмосферу и климат. Ежегодное поступление сернистого газа в атмосферу только вследствие промышленных выбросов оценивается почти в 150 млн. т. В отличие от углекислого газа сернистый ангидрид является весьма нестойким химическим соединением. Под воздействием коротковолновой солнечной радиации он быстро превращается в серный ангидрид и в контакте с водяным паром переводится в сернистую кислоту. В загрязненной атмосфере, содержащей диоксид азота, сернистый ангидрид быстро переводится в серную кислоту, которая, соединяясь с капельками воды, образует так называемые кислотные дожди.

Выпадение кислотных соединений оказывает большое влияние на загрязнение воздушного бассейна. При нормальном природном составе воздуха обычная дождевая вода имеет слабокислую реакцию, что связано с хорошей растворимостью в ней  СО₂ и образованием слабой угольной кислоты, а так же с присутствием в атмосфере оксидов серы и азота либо хлористого водорода природного происхождения. Физический захват оседающими частицами воды (осадками) различных химических веществ, присутствующих в атмосферном воздухе в избыточном количестве,  часто приводит к увеличению кислотности, т.е. к образованию так называемых «кислотных осадков». Это явление было впервые описано в сер. 19 века Дж. Смитом, предложившим соответствующий термин по результатам изучения химизма осадков в района г. Манчестер (Англия).

Кислотные дожди ускоряют процессы коррозии металлов, разрушения здания, сооружений. Они особенно опасны в районах с кислыми почвами и низкой буферностью природных вод. В Америке и Евразии это обширные территории севернее 55 ^оС. Сегодня серно- и азотокислотные осадки выпадают на значительных территориях Российской Федерации. Как правило, они образуются в зоне действия предприятий цветной металлургии и химической переработки сернистого газового конденсата, а также на траекториях переноса воздушных масс от этих предприятий. Так, в районе Норильска сернокислотные осадки отравили тундру, озера и животный мир на многие сотни километров вокруг. Сернокислотные выбросы предприятий Норильска доносятся с дождями до Канады.

На загрязнение окружающей природной среды значительное влияние оказывают трансграничные переносы загрязняющих веществ из стран, соседствующих с Россией.

Основными районами трансграничного влияния на атмосферу России являются:

• Западная и Восточная Европа (особенно Германия и Польша);

• Северо-Восточные районы Эстонии (район добычи и переработки сланцев);

• Украина (радиоактивное загрязнение в районе Чернобыля, высокая концентрация промышленных узлов в центральной части, в Харьковской области и Донбассе);

• Северо-Западный Китай и Япония (радиоактивные загрязнение);

• Северная Монголия (горнопромышленные районы).

К основным районам трансграничного влияния России на атмосферу сопредельных территорий относятся:

• Кольский п-ов (горнопромышленные районы) - на Финляндию и Норвегию;

• Санкт-Петербургский промышленный узел - на Финляндию и Эстонию;

• Южный Урал (промышленное и радиоактивное загрязнение) - на Казахстан;

• Новая Земля, Карское и Баренцево моря - возможен разнос радиоактивного загрязнения на сопредельные территории.

Озоновый слой Земли - это слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7-8 (на полюсах), 17-18 (на экваторе) и 50 км над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для всего живого на Земле. Его концентрация на высоте 20-22 км от поверхности Земли, где она достигает максимума, ничтожно мала. Эта естественная защитная пленка очень тонка: в тропиках ее толщина составляет всего 2 мм, у полюсов она вдвое больше.

Активно поглощающий ультрафиолетовое излучение озоновый слой создает оптимальные световой и термические режимы земной поверхности, благоприятные для существования живых организмов на Земле. Концентрация озона в стратосфере непостоянна, увеличиваясь от низких широт к высоким, и подвержена сезонным изменениям с максимумом весной.

Своему существованию озоновый слой обязан деятельности фотосинтезирующих растений (выделение кислорода) и действию на кислород ультрафиолетовых лучей. Он защищает все живое на Земле от губительного действия этих лучей. Молекула газа озона содержит три атома кислорода в отличие от обычной, двухатомной, молекулы кислорода. Предполагается, что глобальное загрязнение атмосферы некоторыми веществами (фреонами, оксидами азота и др.) может нарушить функционирование озонового слоя Земли.

Главную опасность для атмосферного озона составляет группа химических веществ, объединенных термином «хлор-фторуглероды» (ХФУ), называемых также фреонами. В течение полувека эти химикаты, впервые полученные в 1928 г., считались чудо-веществами. Они нетоксичны, инертны, чрезвычайно стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. И поэтому сфера применения ХФУ динамично расширялась. В массовых масштабах их начали использовать в качестве хладагентов при изготовлении холодильников. Затем они стали применяться в системах кондиционирования воздуха, а с началом всемирного аэрозольного бума получили самое широкое распространение. Фреоны оказались очень эффективны при промывке деталей в электронной промышленности, а также нашли широкое применение в производстве пенополиуретанов. Пик их мирового производства пришелся на 1987-1988 гг. и составил около 1,2-1,4 млн. т в год, из которых на долю США приходилось около 35%.

Механизм действия фреонов следующий. Попадая в верхние слои атмосферы, эти инертные у поверхности Земли вещества становятся активными. Под воздействием ультрафиолетового излучения химические связи в их молекулах нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона “вышибает” из нее один атом. Озон перестает быть озоном, превращаясь в кислород. Хлор же, соединившись временно с кислородом, опять оказывается свободным и “пускается в погоню” за новой “жертвой”. Его активности и агрессивности хватает на то, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона.

Активную роль в образовании и разрушении озона играют также оксиды азота, тяжелых металлов (меди, железа, марганца), хлор, бром, фтор. Поэтому общий баланс озона в стратосфере регулируется сложным комплексом процессов, в которых значительными являются около 100 химических и фотохимических реакций. С учетом сложившегося в настоящее время газового состава стратосферы в порядке оценки можно говорить, что около 70% озона разрушается по азотному циклу, 17- по кислородному, 10 - по водородному, около 2 - по хлорному и другим и около 1,2% поступает в тропосферу. В этом балансе азот, хлор, кислород, водород и другие компоненты участвуют как бы в виде катализаторов, не меняя своего “содержания”, поэтому процессы, приводящие к их накоплению в стратосфере или удалению из нее, существенно сказываются на содержании озона. В связи с этим попадание в верхние слои атмосферы даже относительно небольших количеств таких веществ может устойчиво и долгосрочно влиять на установившийся баланс, связанный с образованием и разрушением озона.

Нарушить экологический баланс, как показывает жизнь, совсем несложно. Неизмеримо сложнее восстановить его. Озоноразрушающие вещества на редкость стойки. Различные виды фреонов, попав в атмосферу, могут существовать в ней и творить свое разрушительное дело от 75 до 100 лет.

Над Антарктидой - а именно здесь впервые была обнаружена “пробоина” в озоновом слое - каждую полярную весну открывается огромная “дыра”, с каждым годом все увеличивающаяся. Феномен регулярного образования “дыр” именно над ней и Арктикой объясняется тем, что озон особенно легко уничтожается при низких температурах.

Разрушение озонового слоя - один из факторов, вызывающих глобальное изменение климата на нашей планете. Последствия этого явления, названного «парниковым эффектом», крайне сложно прогнозировать. А ведь ученые с тревогой говорят и о возможности изменения количества осадков, перераспределении их между зимой и летом, о перспективе превращения плодородных регионов в засушливые пустыни, повышении уровня Мирового океана в результате таяния полярных льдов.

Последствия разрушения озонового слоя можно проиллюстрировать примерами. Так, 1%-ное сокращение озонового слоя вызывает 4%-ный скачок в распространении рака кожи. Вызывая рак кожи и ее старение, ультрафиолетовые лучи одновременно подавляют иммунную систему, что приводит к возникновению инфекционных, вирусных, паразитарных и других заболеваний, к которым относятся корь, ветряная оспа, малярия, лишай, туберкулез, проказа и др. Десятки миллионов жителей планеты полностью или частично потеряли зрение из-за катаракты - болезни, которая возникает в результате повышенной солнечной радиации. Рост губительного воздействия ультрафиолетового излучения вызывает деградацию экосистем и генофонда флоры и фауны, снижает урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность Мирового океана.

Мероприятия, направленные на предупреждение загрязнения атмосферного воздуха и снижение вредных примесей в нем, можно объединить в три группы:

1. Улучшение существующих и внедрение новых технологических процессов, исключающих выделение опасных веществ в самом источнике их образования.

2. Улучшение качества топлива, аппаратов, карбюрации и снижение или устранение выбросов в атмосферу с помощью очистных сооружений.

3. Предотвращение загрязнения атмосферы рациональным размещением источников вредных выбросов и расширением площадей зеленых насаждений.

В комплексе мероприятий по борьбе с загрязнением атмосферы важное место принадлежит совершенствованию технологий производственных процессов и двигателей, герметизации оборудования, очистке дымовых и вентиляционных газов, разработке более эффективных способ сжигания топлива, замене твердого и жидкого топлива природным газом, созданию новых типов двигателей для автомобилей.

Основной путь снижения загазованности воздуха – совершенствование газопылеулавливающих фильтров.

Важную роль в уменьшении загрязнения атмосферного воздуха играет правильное зонирование территории (устройство санитарно-защитных зон). В соответствии с этим предприятия располагают на возвышенности и с подветренной стороны жилых массивов. Зону между ними не менее, чем на 40% озеленяют растениями, устойчивыми к вредным веществам. Ширина зеленых зон в зависимости от вредоносности выбросов и степени их очистки в технологическом процессе может быть 1000, 500, 300 и 50 м. Установлено, что при наличии санитарно-защитных зон запыленность воздуха на расстоянии 105 км снижается в 2, а на загрязнение диоксидом серы – в 3 раза.

Все предприятия, загрязняющие атмосферный воздух, необходимо выводить за пределы городской черты. Категорически запрещается размещение вблизи друг друга предприятий разного профиля, т.к. их выбросы способны вступать в фотохимические реакции с образованием еще более опасных веществ.

Для снижения загрязнения воздуха автотранспортом большее значение имеет планировка улиц и организация автомобильного движения по принципу «зеленой волны», которая способствует безостановочному движению потока машин по городским магистралям.

Важное значение в борьбе с загрязнениями атмосферы принадлежит электрификации, газификации и теплофикации.

Самый лучший способ очистки загрязненного воздуха и утилизации – фотосинтез. Именно зеленые растения обеспечивают чистоту воздуха. Однако следует отметить, что при сильной ее загазованности интенсивность фотосинтеза заметно снижается.

Установлено, что за четырехрядной плотной посадкой древесных насаждений концентрация оксида углерода в 2-3 раза ниже, чем за одно- двухрядными насаждениями с несомкнутыми кронами и без кустарника. Основная масса выбросов оседает на расстоянии 300-500 м от источника их образования. В этих случаях растения претерпевают значительные скрытые и видимые изменения: скручиваются листовые пластинки, преждевременно высыхают, опадают листья, хвоя. Поэтому плотность насаждений в зоне действия источника загрязнения должна быть высокой.

Максимальное количество вредных выбросов наблюдается в зимнее время, в связи с чем необходимо увеличивать площади зеленых насаждений хвойных пород, выполняющих фильтрационные функции в течение года.

Государственный мониторинг состояния атмосферного воздуха проводит Российская служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха осуществляет Министерство природных ресурсов и экологии РФ и его территориальные органы.

Государственный контроль должен обеспечить соблюдение условий, установленных разрешениями на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; стандартов, нормативов, правил и иных требований охраны атмосферного воздуха; соблюдение режимов санитарно-защитных зон объектов, имеющих стационарные источники выбросов вредных веществ в атмосферу; выполнение федеральных и региональных программ охраны атмосферного воздуха, а также соответствующих программ субъектов РФ; выполнение иных требований законодательства РФ в области охраны атмосферного воздуха.

В Законе «Об охране атмосферного воздуха» предусматриваются требования об установлении нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такие нормативы устанавливаются для каждого стационарного источника загрязнения, для каждой модели транспортных и других передвижных средств и установок. Они определяются с таким расчетом, чтобы совокупные вредные выбросы от всех источников загрязнения в данной местности не превышали нормативов ПДК загрязняющих веществ в воздухе. Предельно допустимые выбросы устанавливаются только с учетом предельно допустимых концентраций.

Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но и ответственность за их нарушение. Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, обязывает их активно содействовать государственным органам в этих вопросах, так как только широкое участие общественности позволит реализовать положения этого закона. Так, в нем сказано, что государство придает большое значение сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению для обеспечения наилучших условий жизни людей - их труда, быта, отдыха и охраны здоровья.

ОХРАНА ВОД.

 

Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу – одну из мощных сфер нашей планеты. Гидросфера - это прерывистая водная оболочка Земли, совокупность океанов, морей, континентальных вод (включая подземные) и ледяных покровов.

Важнейшее свойство гидросферы - единство всех видов природных вод (Мирового океана, вод суши, водяного пара в атмосфере, подземных вод), которое проявляется в процессе круговорота воды в природе. Движущими силами этого глобального процесса служат поступающая на поверхность Земли тепловая энергия Солнца и сила тяжести, обеспечивающие перемещение и возобновление природных вод всех видов.

Под воздействием тепловой энергии Солнца с поверхности Мирового океана и континентов ежегодно испаряются 577 км³ воды (слой 1130 мм), перемещаемой вместе с воздушными массами. Часть воды возвращается в Мировой океан в виде выпадающих атмосферных осадков, формирующих звено малого круговорота воды в природе. Другая часть также в виде атмосферных осадков перемещается воздушными течениями на континенты, образуя звено большого круговорота воды в природе, в котором участвуют испарение с поверхности суши и атмосферные осадки, а также речной сток, частично возвращающийся в Мировой океан. Большой и малый круговороты воды в природе обеспечивают единство всех видов воды в гидросфере. Большую часть поверхности суши (около 78%) составляют периферийные области, сообщающиеся с Мировым океаном, а 22% приходится на долю областей внутреннего замкнутого стока, влага которых попадает в Мировой океан в общем потоке атмосферного водяного пара.

Основная масса гидросферы сосредоточена в океанах и морях. Мировой океан является замыкающим звеном круговорота воды в природе. Его огромный объем свидетельствует о неисчерпаемости водных ресурсов планеты. Наметившееся в отдельных районах загрязнение Мирового океана грозит нарушить естественный процесс влагооборота в его наиболее ответственном звене - испарении с поверхности океана.

Основная часть вековых запасов пресных вод суши сконцентрирована в ледниковых покровах Антарктиды и Гренландии, которые рассматриваются в качестве реликтов последнего оледенения. Подземные воды суши по своему объему в гидросфере занимают третье место, однако в активный водообмен вовлечена относительно небольшая их часть.

Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океанам. На территории РФ находится свыше 2,5 млн. больших и малых рек, более 2 млн. озер.

По территории РФ протекает свыше 120 тыс. рек длиной более 10 км и общей протяженностью свыше 2,3 млн. км. Около 90% годового речного стока России приходится на бассейны Северного Ледовитого и тихого океанов и лишь 8% - на бассейны Каспийского и Азовского морей. Однако именно в бассейнах этих морей проживает более 80% населения России, сосредоточена основная часть хозяйственной инфраструктуры.

Ресурсы пресной воды распределены крайне неравномерно. В этой связи возникает проблема недостатка пресной воды. Она усугубляется все возрастающими объемами ее использования. Проблема недостатка пресной воды возникает по нескольким причинам: неравномерное распределение воды во времени и пространстве, рост ее потребления человечеством, потери воды при транспортировке и использовании, ухудшение качества воды и ее загрязнение.

 

Загрязнение поверхностных вод:

Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности воды (более 10 ПДК) и числа случаев экстремально высокого содержания (свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ в водных объектах.

Состояние водных источников (поверхностных и подземных) и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (низовья Волги, Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья населения.

Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоками с территорий санитарно неблагоустроенных населенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе в Москве. В связи с этим проводится гиперхлорирование питьевой воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод России остаются нефтепродукты, фенолы, легкокисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот. Во многих водоемах зарегистрированы повышенные концентрации специфических загрязняющих веществ: лигнина, ксантогенатов, формальдегида и др. Основным источником этих загрязнений являются сточные воды различных производств, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностный сток. Существенное влияние на содержание загрязняющих веществ в поверхностных водах оказывают вторичные процессы.

Из-за нестабильной работы большинства предприятий, их тяжелого финансового положения, а также неудовлетворительного бюджетного финансирования выполнение водоохранных мероприятий в стране ведется крайне низкими темпами.

Основные реки - Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена, Печора - оцениваются как «загрязненные», и крупные притоки - Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол, Миасс, Исеть, Тура - как «сильно загрязненные». К этой же категории относится и Урал. Неблагополучно состояние малых рек, особенно в зонах крупных промышленных центров, из-за поступления в них с поверхностным стоком и сточными водами больших количеств загрязняющих веществ. Значительный ущерб малым рекам наносится в сельской местности из-за нарушения режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и попадания в водотоки органических и минеральных загрязнений, а также смыва почвы в результате водной эрозии.

Из общего объема сточных вод 62,1 км³ около 40% отнесены к категории «загрязненных», из которых 51% сброшены предприятиями коммунального хозяйства и 35% - промышленными предприятиями.

Годовая масса сброса основных загрязняющих веществ (нефтепродукты, взвешенные вещества, фосфор, фенол, СПАВ, соединения меди, железа и цинка) составляет 784 тыс. т, что приводит к увеличению степени загрязненности поверхностных вод.

Основная часть дренажных вод с орошаемых земель загрязнена соединениями азота, фосфора и пестицидами.

Качество питьевой воды, подаваемой населению, практически не улучшается. Около 22-23% исследованных проб не отвечает гигиеническим требованиям, из них 12-13% - по микробиологическим показателям.

Около 1/3 населения используют для питья воду из децентрализованных источников. Анализ воды таких источников показал, что 28% проб из числа исследованных не отвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим, а 29,4% - по бактериологическим показателям. В целом около 50% населения России использует для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества.

Особенно тяжелое положение сложилось в Архангельской, Калининградской, Калужской, Курской, Томской и Ярославской областях, Приморском крае, Дагестане, Калмыкии и Карачаево-Черкессии.

Тревожным является тот факт, что около 21% коммунальных и около 20% ведомственных водопроводов подают населению воду без обеззараживания из-за отсутствия специальных установок. Это создает благоприятные условия для возникновения эпидемий.

В Калининградской, Калужской, Курской, Саратовской, Смоленской и Читинской областях от 31 до 64% источников питьевого водоснабжения не имеют зон санитарной охраны.

Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной и целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий. Существенное влияние на содержание биогенных и органических веществ оказывают сельскохозяйственные угодья, а также пастбища и животноводческие фермы.

Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов.

Во многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами. Примечание. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязнения поверхностных вод приведены в табл. 3.8.

 

Загрязнение подземных вод:

Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. Ухудшение качества подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, отмечено во многих городах. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.

В России для хозяйственно-питьевого, производственно-технического водоснабжения и орошения земель разведано 3196 месторождений подземных вод и их участков, эксплуатационные запасы которых составляют 26,7 км³/год, половина из которых подготовлена для промышленного освоения. Степень освоения запасов в среднем по стране не превышает 33%. Ежегодно используется около 12 км³ подземных вод, в том числе на хозяйственно-питьевое водоснабжение - 75%, на производственно-технические цели - 21, на орошение земель и обводнение пастбищ - 4%.

Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее воздействие хозяйственной деятельности человека. По данным производственных геологических организаций Роскомнедра, выявлено около 760 очагов загрязнения подземных вод, где оно носит устойчивый характер и наблюдается на протяжении ряда лет. В число загрязненных объектов входят 70 питьевых водозаборов, в том числе в Каменск-Шахтинском, Орле, Тамбове, Туле, Уфе и других городах, где отмечено ухудшение качества воды. На 320 объектах загрязнение связано с деятельностью предприятий.

Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, неканализированных населенных пунктов.

Ухудшение качества воды происходит в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров.

Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Для 30% выявленных участков загрязнения подземных вод интенсивность загрязнения изменяется в пределах 1-100 ПДК, для 12% превышает 100 ПДК по тому или иному веществу.

Перечень веществ, контролируемых в подземных водах, не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

 

Методы очистки вод:

Очистка сточных вод от крупных твердых веществ производится на сетках и решетках, от мелких частиц - в гидроциклонах. Для очистки тонких твердых веществ сточные воды пропускают через фильтры. Для очистки от мелких частиц нефтепродуктов применяют коагулянты, образующие хлопья, к которым прилипают эти частицы (сорбция). Затем хлопья удаляют в отстойниках или флотаторах с помощью воздушных пузырьков, подхватывающих эти хлопья и выносящих их на поверхность. В качестве коагулянтов используют сульфаты алюминия и железа.

Пароциркуляционный метод применяется для очистки загрязненных фонолами сточных вод, которые превращаются в пар, проходящий через раствор щелочи. Выходными веществами являются чистый пар и нелетучий фенолят в растворе, удаляемый углекислотой.

Абсорбционный метод заключается в поглощении загрязняющих веществ в небольших количествах - до 0,2% активированным углем с последующим удалением отгонкой паром.

Биологический метод состоит в очистке от органических веществ в бассейнах, продуваемых воздухом, и образовании массы микроорганизмов, обращающих загрязнения в активный ил.

Физико-химические методы очистки заключаются в экстрагировании органических веществ с применением органических растворителей. Бутилацетат и диизопропиловый эфир в десятки раз лучше растворяют фенол.

 

Охрана водных ресурсов:

В основе водного законодательства содержатся обязательные для министерств, ведомств, государственных органов, предприятий, учреждений, организаций и граждан наиболее общие положения о порядке использования и охраны рек, озер, морей, водохранилищ и других поверхностных и подземных водных объектов. Все законодательные нормы, вступающие в противоречие с этим документом, подлежат отмене, поскольку он обладает высшей юридической силой. К задачам водного законодательства относятся: регулирование водных отношений с целью обеспечения рационального использования вод для нужд населения и народного хозяйства; охрана вод от загрязнения, засорения и истощения; предупреждение и ликвидация вредного воздействия вод; улучшение состояния водных объектов; охрана прав предприятий, организаций, учреждений и граждан; укрепление законности в области водных отношений.

Особая роль в водном законодательстве отводится принципу первоочередного удовлетворения хозяйственно-питьевых потребностей населения - промышленный, сельскохозяйственный или какой-либо другой вид эксплуатации водных объектов не должен препятствовать хозяйственно-питьевому водоснабжению населения.

Борьба против загрязнения, засорения и истощения вод должна проводиться всеми доступными в современных условиях мерами и средствами, путем осуществления предупредительных мер по охране вод и ликвидации существующих причин их загрязнения, засорения и истощения. Запрещено вводить в эксплуатацию предприятия, цехи, агрегаты, коммунальные и другие объекты, если они не обеспечены устройствами, предотвращающими загрязнение вод. Предприятия, организации и учреждения не должны допускать загрязнения и засорения поверхности водосборов, ледяного покрова водоемов и поверхности ледников производственными, бытовыми и другими отходами и отбросами. Управления государственных водохозяйственных систем, колхозы, фермерские хозяйства, предприятия, организации и учреждения обязаны предотвращать загрязнение вод удобрениями и ядохимикатами

Все промышленные предприятия, использующие воду, обязаны принимать меры к уменьшению ее расхода и прекращению сброса сточных вод путем совершенствования технологии производства и схем водоснабжения, развивать безводные технологические процессы, заменять водяное охлаждение воздушным, внедрять оборотное водоснабжение и другие технические приемы, исключающие сброс сточных вод. Должны быть созданы технически совершенные очистные сооружения и устройства, обеспечивающие надлежащую очистку сточных вод от загрязняющих веществ. Сброс сточных вод допускается только с разрешения органов по регулированию использования вод и охране их и при условии, что он не приведет к увеличению содержания в водном бассейне загрязняющих веществ свыше установленных норм.

Значительное место в уделено вопросам государственного учета и планирования потребления вод. Первоочередной задачей учета вод является установление имеющегося количества и качества, а также данных об использовании вод для нужд населения и народного хозяйства. С этой целью введена ежегодная статистическая отчетность, которая позволяет судить не только о количестве забранной из источников воды, но и об объемах затраченной на разные цели воды, а такте иметь данные о количестве вредных веществ, вносимых в водоемы сточными водами. Все эти материалы необходимы для научно обоснованного планирования потребления воды и ее правильного распределения по потребителям, а также для разработки новых водохозяйственных и водоохранных мероприятий. При планировании учитывают также данные Государственного водного кадастра, включающего количественную и качественную характеристики водных ресурсов, регистрацию водопользования и сведения об учете использования вод в водохозяйственных балансах, составляемых по бассейнам рек и экономическим районам.

Важнейшей составной частью являются предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов. Соблюдение этих нормативов обеспечивает безопасность населения создает благоприятные условия для санитарно-бытового водопользования. Они являются критерием эффективности различных мероприятий по охране водоемов от загрязнения. В настоящее время ПДК установлены для более чем 1300 веществ.

Водоемы (реки, ручьи, водохранилища, озера, пруды, искусственные каналы) используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения и рыб хозяйственных целей.

Водоемы и водотоки (водные объекты) считаются загрязненными, если показатели состава и свойств воды в них изменились под прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытового использования населением и стали частично или полностью непригодными для одного из видов водопользования.

Критерием загрязненности воды является ухудшение ее качества вследствие изменения органолептических свойств и появления веществ, вредных для человека, животных, птиц, рыб, кормовых и промысловых организмов, а также вида водопользования и повышения температуры воды, изменяющей условия для нормальной жизнедеятельности водных организмов. Пригодность состава и свойств поверхностных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения и рыбохозяйственных целей, определяется их соответствием требованиям и нормативам.

В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд народного хозяйства при определении условий сброса сточных вод следует исходить из более жестких требований в ряду одноименных нормативов качества поверхностных вод.

Нормативы состава и свойств воды водных объектов, которые должны быть обеспечены при спуске в них сточных вод, устанавливают применительно к отдельным его категориям, чтобы исключить возможность ограничения или нарушения нормальных условий хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

Различают две категории водопользования. К первой относится использование водного объекта в качестве источника централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второй - использование водного объекта для купания, спорта и отдыха населения, а также использование водных объектов в черте населенных пунктов.

Ближайшие к месту спуска сточных вод пункты водопользования первой и второй категорий определяются органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы с обязательным учетом официальных данных и перспектив использования водного объекта для питьевого водоснабжения и культурно-бытовых нужд населения.

Состав и свойства воды водных объектов должны соответствовать требованиям в створе, расположенном на водотоках на расстоянии 1 км выше ближайших по течению пунктов водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территории населенного пункта и т.п.), а на непроточных водоемах и водохранилищах - на расстоянии 1 км в обе стороны от пункта водопользования .

Состав и свойства водоема или водотока в пунктах питьевого и культурно-бытового водопользования ни по одному из показателей не должны отклоняться от нормативов.

В водные объекты запрещается сбрасывать:

• сточные воды, содержащие вещества или продукты трансформации веществ в воде, для которых не установлены ПДК или ориентированный допустимый уровень (ОДУ), а также вещества, для которых отсутствуют методы аналитического контроля;

• сточные воды, которые могут быть устранены путем организации бессточного производства, рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения после соответствующей очистки и обеззараживания в промышленности, городском хозяйстве и для орошения в сельском хозяйстве;

• неочищенные или недостаточно очищенные производственные, хозяйственно-бытовые сточные воды и поверхностный сток с территорий промышленных площадок и населенных мест;

• сточные воды, содержащие возбудителей инфекционных заболеваний; опасные в эпидемическом отношении сточные воды могут сбрасываться в водные объекты только после соответствующей очистки и обеззараживания.

Сброс, удаление и обезвреживание сточных вод, содержащих радионуклиды, должны осуществляться в соответствии с действующими нормами радиационной безопасности. Запрещается сброс в водные объекты, на поверхность ледяного покрова и водосбора пульп концентрированных кубовых остатков, образующихся в результате обезвреживания сточных вод, в том числе содержащих радионуклиды, а также других технологических и бытовых отходов.

Утечки в водные объекты от нефте- и продуктопроводов, нефтепромыслов, а также сброс мусора, неочищенных сточных, подсланцевых и баластных вод, утечки других веществ с плавучих средств водного транспорта не допускаются.

Загрязнение поверхностных вод при проведении строительных, дноуглубительных и взрывных работ, при добыче полезных ископаемых, прокладке кабелей, трубопроводов и других коммуникаций, при проведении сельскохозяйственных и других работ, включая все виды гидротехнического строительства на водных объектах и в водохранных зонах, также не допускается.

Сброс сточных вод в водные объекты, используемые для водо- и грязелечения, а также в водные объекты, находящиеся в пределах округов санитарной охраны курортов, запрещается, а также в водные объекты в черте населенных пунктов.

ОХРАНА ПОЧВ.

 

1. Почвенный покров. Антропогенное воздействие на почвы.

Почва – особое органоминеральное естественно-историческое природное образование, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы при совместном взаимообуславливающем воздействии гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов в различных условиях климата и рельефа в гравитационном поле Земли. Почва состоит из хорошо выраженных слове – почвенных горизонтов, различающихся по структуре, цвету и составу. Последовательность почвенных горизонтов называется почвенным профилем.

Изучение почв началось в глубокой древности с началом развития земледелия. Впервые мысль о том, что почвы снабжают растения питательными веществами, высказал в XVII в.французский ученый Б. Палисси. М.В. Ломоносов определял почву как продукт воздействия растений на горные породы, а перегной рассматривал как результат биологических процессов.

Основателем современного почвоведения является русский ученый В. В. Докучаев. Им впервые сформулировано понятие о почве как об особом естественно-историческом теле, разработаны методы изучения и картографирования почв, заложены основы их генетической классификации. В.В. Докучаев предложил рассматривать почву как динамическую, а не инертную среду, открыл основные закономерности географического распространения почв.

Особое свойство почвенного покрова - его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих рост и развитие растений. Это важнейшее свойство почвы играет первостепенную роль в жизни человека, но ее уникальная ценность не ограничивается сферой сельскохозяйственного производства.

Почва сохраняет плодородие до тех пор, пока населена многочисленными живыми организмами, участвующих в сложных процессах гумификации (процесс превращения органических остатков в ходе биохимических реакций при затрудненном доступе кислорода в темно-окрашенные высокомолекулярные вещества, в основном в гуминовые и близкие к ним кислоты.).

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.

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- или зоомассы.

Почвенный покров - важнейшее природное образование, благодаря которому человечество удовлетворяет основную часть своих потребностей в продуктах питания. Почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий до 97% продовольственных ресурсов населения планеты.

Основные почвообразующие факторы (климат и растительность) распределяются на поверхности нашей планеты в виде поясов или зон, вытянутых более или менее параллельно широтам. В связи с этим почвы располагаются по земной поверхности зонально. Во все геологические периоды почвенный покров подвергался воздействию естественных сил природы: размыванию, разрушению и созиданию, а в связи с расширением масштабов и интенсификацией хозяйственной деятельности человека это воздействие усиливается. Сохранение почвенного покрова Земли - необходимое условие обеспечения и поддержания экологического равновесия в биосфере.

Одним из видов антропогенного воздействия на почву является усиление (ускорение) процессов водной и ветровой эрозии. Под эрозией почвы понимают процессы разрушения и выноса почвенного покрова потоками воды и ветра. Эрозия – естественный процесс, существующий в природе, который протекает очень медленно, а поэтому разрушение и потери почвы от выдувания и смыва уравновешиваются процессами почвообразования. Это естественная (геологическая) эрозия. Наряду с этим нормальным геологическим процессом существует ускоренная (разрушительная) эрозия, возникающая под влиянием деятельности человека. При этом потери почвы не компенсируются естественными почвообразовательными процессами и почва частично или даже полностью теряет плодородие.

При ускоренной эрозии разрушение гумусового горизонта может произойти за 10-30 лет, а при катастрофических ураганах, ливнях нарушенные хозяйственной деятельностью почвы уничтожаются в течение нескольких дней или часов.

Различают несколько типов ускоренной эрозии почв:

1. Ветровая эрозия (дефляция) связана с перемещением мелких частиц почвы под действием ветра. Существует местная (повседневная) ветровая эрозия и пыльные (черные) бури. Повседневная эрозия носит локальный характер, бывает низовой и верховой. При низовой поземке частицы почвы поднимаются ветром до полутора метров от поверхности земли. Поземка опасна для молодых побегов: твердые частицы рассекают листья растений, нарушая покровные ткани. Местная верховая эрозия характеризуется сильными ветрами, которые образуют смерчи и поднимают столбы пыли на большую высоту. Пыльные, или черные, бури возникают при сильных ветрах. Ветер поднимает такое количество пыли, что воздух теряет прозрачность. Ветровая эрозия особенно опасна для песчаных, супесчаных, карбонатных почв.

2. Водная эрозия может быть плоскостной, струйчатой и овражной, она вызывает оползни и сели. При плоскостной эрозии происходит постепенный смыв поверхностного слоя почвы талыми водами и дождями. На первых стадиях эрозия малозаметна. Обнаружить ее можно тогда, когда на возвышенных участках выступают нижние, более светлые горизонты, а в понижениях скапливается смытая часть почвы, более темная и плодородная. На почвах, лишенных гумусового горизонта, растения  развиваются плохо, урожайность снижается.

Бороздчатая, или струйчатая (ручейковая), эрозия интенсивно развивается при дружном таянии снега весной и во время сильных ливней на полях, лишенных растительности и занятых пропашными культурами. Вода, стекающая по склонам, увлекает за собой частицы почвы, образуя неглубокие параллельные струйчатые размывы. Развитию ручейковой эрозии способствует распашка почвы вдоль склонов.

Овражная эрозия развивается на крутых и пологих склонах, лишенных древесной растительности, со слабо развитой дерниной. Ручейки, сбегающие со склона, соединяются вместе, образуя единый поток. Он смывает поверхностный слой почвы, углубляет дно до материнской породы, подмывает берега. Скорость формирования оврагов зависит от особенностей почв, рельефа местности, природно-климатических условий. Средняя скорость роста оврагов 1-3 м в год, иногда достигает 8-25 м в год.

Наиболее опасные формы водной эрозии в горах – селевые потоки и оползни. Возникают они вследствие вырубки горных лесов, неумеренного выпаса скота, который вытаптывает травянистую растительность, нарушает, разбивает дернину на склонах. Сели – это мощные горные грязекаменные потоки, вызванные сильными дождями. Вода сносит с крутых склонов не только почву, но и большие камни и вырванные с корнем деревья. Обладая большой разрушительной силой, селевые потоки приносят большие убытки хозяйству, сопровождаются человеческими жертвами.

К водной эрозии также относится уничтожение почв и земельных ресурсов, которое происходит в результате волновой деятельности, - это процессы абразии и переработки берегов. Они происходят наиболее активно вдоль берегов водохранилищ.

3. Ирригационная эрозия характерна для районов орошаемого земледелия. Возникает в результате неумеренного и неправильного полива. Вода, подаваемая на поля, идет мощным потоком, стекает по склонам, смывает и разрушает почву, что может привести к образованию оврагов. На эродированных участках снижается урожайность сельскохозяйственных растений: на слабосмытых на 10-15%, среднесмытых – на 15-40%, сильносмытых – на 50-75%. При этом разные культуры неодинаково реагируют на эрозию почвы.

Значительно снижает плодородие почв их засоление - повышение содержания легкорастворимых солей. Оно может быть вызвано, например, привнесением солей грунтовыми и поверхностными водами. Наиболее часто засоление вызывается нерациональной системой орошения земель. Почвы считаются засоленными при содержании в них более 0,1% по массе солей, токсичных для растений. В сельском хозяйстве засоленные почвы можно использовать только после их коренной мелиорации.

Сведение лесов, разрушение растительного покрова при перевыпасе скота, неправильная обработка почвы в засушливых районах приводят к возникновению подвижных песков, наступающих на плодородные почвы оазисов, поселки и города. Они представляют большую угрозу хозяйству, поэтому закрепление песков, борьба с ветровой эрозией являются важными задачами охраны и восстановления плодородия почв.

Еще одной проблемой можно назвать дегумификацию почвы – процесс потери почвами гумуса. Дефицит гумуса может быть компенсирован путем внесения различных видов органических удобрений (навоз, солома, сидераты, торф, твердые бытовые отходы, сапропель, остатки сточных вод и др.) при высокой культуре земледелия.

Активная хозяйственная деятельность человека, начиная с середины ХХ века стала одной из основных причин закисления почв на обширных территориях. Развитие индустрии привело к выбросам в атмосферу огромных количеств оксидов серы, азота, углерода. Эти оксиды переносятся на значительные расстояния, взаимодействуют с атмосферной влагой и превращаются в растворы смесей сернистой, серной, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде «кислых дождей» на почвы, растения, поверхностные воды. Помимо кислых осадков, подкисление почв вызывает использование физиологически кислых удобрений

Развитие городского и промышленного строительства, прокладка инженерных и транспортных коммуникаций и особенно расширение добычи полезных ископаемых привели к резкому возрастанию территорий с нарушенными почвами и рельефом. Нарушенные земли – это земли, утратившие свою экономическую и агропромышленную ценность, или являющиеся источником негативного воздействия на окружающую среду в связи с изменением рельефа, почвенного покрова, гидрологического режима, растительности.

 

2. Земельные ресурсы и их охрана.

Земельные ресурсы – это земная поверхность, которая пригодна для проживания человека, строительства и иных видов хозяйственной деятельности. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км², или 86,5% площади суши. Под пашней и многолетними насаждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято около 15 млн. км² (10% суши), под сенокосами и пастбищами - 37,4 млн. км² (25%). На долю испорченных земель (овраги, выработанные карьеры, пустоши с разрушенным почвенным слоем) приходится 3 % суши, т.е. более 25 % площади обрабатываемых земель. Если же считать и земли, выведенные из землепользования в связи с засолением, подтоплением и т.п., то за время своего существования человечество потеряло половину всех земель суши, пригодных для сельского хозяйства.

Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечивать продуктами питания больше населения, чем имеется в настоящее время и будет в ближайшем будущем. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, количество пашни на душу населения сокращается. Еще 10-15 лет назад душевая обеспеченность пашней населения Земли составляла 0,45-0,50 га, в настоящее время она составляет уже 0,35-0,37 га. Душевая обеспеченность пахотными угодьями меняется в широких пределах. В настоящее время в России на душу населения приходится 0,82 га пашни, что значительно превышает мировой показатель.

Общий земельный фонд Российской Федерации составляет почти 1710 млн. га при средней плотности населения около 86 чел./тыс. га. (8,6 чел./км²) и освоенности земель, менее 20%.

Территория РФ характеризуется специфическими особенностями и в первую очередь явно выраженной неоднородностью климатических и литолого-геоморфологических условий, а также геологической истории, что определяет разнообразие почвенного покрова. Более одной трети территории России занимают горные регионы с выраженной вертикальной зональностью этого покрова. Общими чертами горных почв являются их маломощность, каменистость и подверженность эрозионным процессам. В целом почвенный покров России отличается большой сложностью. Наряду с высокоплодородными встречаются бедные, малопродуктивные почвы, а также нуждающиеся в проведении специальных мероприятий по мелиорации и повышению плодородия.

Фонд черноземных почв России занимает около 120 млн. га, что составляет лишь около 7% общей площади. Однако на ней размещается более половины всех пахотных земель, которые производят около 80% всей земледельческой продукции.

Сельскохозяйственные угодья занимают всего лишь 222 млн. га, в том числе пашни – 132,2 млн. га. Состояние сельскохозяйственных угодий РФ далеко не удовлетворительное. Площадь эрозийно опасных и подверженных эрозии сельскохозяйственных угодий составляет 124 млн. га, из них на долю пахотных земель приходится 87,3 млн. га.

В последние годы постоянно увеличивались площади земель природоохранного назначения, впервые переведенных в самостоятельную категорию в 1990 г. В эту категорию включаются земли, изъятые из других категорий и имеющие самостоятельный юридический статус: заповедники, национальные парки и территории курортно-оздоровительных учреждений. Кроме того, в состав земель природоохранного назначения входят земли других категорий: лесного фонда, сельскохозяйственного назначения, населенных пунктов и земель водного фонда.

В целом за последние годы состояние земель России, находящихся в сфере хозяйственной деятельности, ухудшалось. Продолжающееся нерациональное природопользование, в том числе сельскохозяйственное, при существенном сокращении мероприятий по охране и рациональному использованию почв и земельных ресурсов еще более усугубили процесс деградации земель.

Масштабы деградационных процессов зависели от интенсивности действия естественных (климатические, гидрогеологические, морфодинамические, фито- и зоогенные) и антропогенных факторов (нерациональное ведение богарного и орошаемого земледелия, чрезмерный выпас, уничтожение почвенно-растительного покрова промышленным, коммунальным и ирригационным строительством, горные разработки, технологические и аварийные промышленные выбросы в атмосферу, сброс сточных и дренажных вод и т.п.) и имели региональную специфику: от «деградации пастбищ на севере», дегумификации, истощения и эрозии почв в центральной части России до опустынивания на юге. Продолжается развитие таких негативных процессов и явлений, как подтопление земель, загрязнение токсикантами промышленного происхождения (тяжелые металлы, нефть и нефтепродукты), захламление и нарушение земель. Значительная часть земель, в том числе сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов, загрязнена радионуклидами. Обострилась проблема городских территорий, связанная с проявлением опасных природно-техногенных процессов. Из-за значительного загрязнения окружающей среды вредными веществами многие города и их окрестности превратились в «пустынные» территории. Количество зеленых насаждений в городах, средний возраст которых превышает 40-50 лет, их санитарно-гигиеническое качество оцениваются как неудовлетворительные .

Общая площадь озелененных территорий в городах России составляет всего 25% всех городских земель, а площадь насаждений общего пользования не превышает 2% территории городских земель. Средняя обеспеченность горожан насаждениями общего пользования составляет 10м² на одного человека, что вдвое ниже нормативного. Однако все города России имеют значительный резерв по увеличению зеленых насаждений - деревьев и кустарников, поскольку вдоль автомобильных трасс и между домами еще много неозелененных пустырей, неорганизованных свалок. Замеры воздуха вблизи дорог показывают, что загрязняющих веществ значительно меньше там, где есть деревья и кустарники. Большой вред зеленым насаждениям наносит соль, которой посыпают автомобильные дороги, в зимний период года. Лед и снег под таким массированным «огнем», естественно, тает, но одновременно погибает вокруг и все живое.

Проблеме озеленения городов и поселков особое внимание должно уделять само население. Посадить 4-5 деревьев около своего дома должен каждый житель города или поселка. Каждый человек, будь он рабочим, служащим, студентом или школьником, должен выполнить свой гражданский долг. Зеленые насаждения - это прежде всего экологические островки живой природы, зоны жизни и отдыха трудящихся.

Территория России велика, однако 65% ее расположено в зоне вечной мерзлоты, т.е. в тяжелых (суровых) климатических условиях. Несмотря на это, население нашей страны, а также малые народности Севера не только живут в этих условиях десятки лет, но и осваивают новые месторождения полезных ископаемых, занимаются рыболовством, охотой, оленеводством, а в ряде регионов и производством сельскохозяйственной продукции.

В скором времени Россия может ощутить дефицит не только чистой воды, но и земельных ресурсов. Поэтому необходимо более бережно относиться к земле и ее использованию.

В России крайне неудовлетворительно ведутся работы по восстановлению земель, нарушенных горными работами, геологоразведкой и т.п. Ежегодно объемы рекультивированных земель сокращаются на 8-12%. Проведение этих работ осложнено кризисным финансовым положением горнодобывающих предприятий, их неплатежеспособностью, а в ряде случаев распадом и ликвидацией.

Возрастающая тенденция сокращения сельскохозяйственных угодий и пастбищ из-за загрязнения бытовыми и производственными отходами, эрозионной деградации, снижение содержания гумуса в почвах, деградация пастбищ, увеличение подтопления плодородных земель за счет создания искусственных водохранилищ (строительства плотин на равнинах), увеличивающееся загрязнение поверхностных и подземных вод - все это оказывает негативное влияние на качество, урожайность и объемы производства растениеводства и животноводства.

Охрана земель включает систему организационных, экономических, правовых, инженерных и других мероприятий, направленных на защиту земель от расхищения, необоснованных изъятий из сельскохозяйственного оборота, нерационального использования, вредных антропогенных и природных воздействий в целях повышения эффективности природопользования и создания благоприятной экологической обстановки.

Охрана земель и их рациональное использование осуществляются на основе комплексного подхода к угодьям, как к сложным природным образованиям (экосистемам), с учетом их зональных и региональных особенностей.

Система рационального использования земель должна носить природоохранный ресурсосберегающий характер и предусматривать сохранение почв, ограничение воздействий на растительный и животный мир, геологические породы и другие компоненты окружающей среды.

Охрана земель предусматривает:

• защиту земель от водной и ветровой эрозии, селей, от под-ветровой эрозии, подтопления, заболачивания, вторичного засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения отходами производства, других процессов разрушения;

• рекультивацию нарушенных земель, повышение их плодородия и других полезных свойств;

• снятие и сохранение плодородного слоя почвы, с тем чтобы использовать его для рекультивации земель или повышения плодородия малопродуктивных угодий;

• установление особых режимов пользования для земельных участков, имеющих природоохранное и историко-культурное значение.

Все землевладельцы, землепользователи и арендаторы, независимо от форм и сроков использования земель, осуществляют работы по защите и повышению качества земель за счет собственных средств и несут ответственность за ухудшение экологической обстановки на своем земельном участке и сопряженной территории, обусловленное их деятельностью. Землевладельцы, землепользователи и арендаторы имеют право получать вознаграждение за улучшение качества земель и повышение плодородия почв из специальных фондов, создаваемых местными органами власти, и из других источников.

Главная задача государственного и общественного контроля за сохранением, состоянием, использованием и охраной земель заключается в обеспечении соблюдения всеми государственными, кооперативными и общественными предприятиями, организациями и учреждениями, а также гражданами требований земельного законодательства в целях эффективного использования и охраны земель. Порядок осуществления контроля за состоянием, использованием и охраной земель устанавливается действующим законодательством.

Общественный земельный контроль осуществляется общественными организациями на основании уставов этих организаций.

Для нормального функционирования службы контроля за правильным использованием земель следует на всех сельскохозяйственных угодьях осуществлять мониторинг земель и соблюдать государственный земельный кадастр.

Мониторинг земель представляет собой систематическое наблюдение за состоянием земельного фонда для своевременного выявления динамики и устранения негативных процессов и тенденций. Мониторинг земель состоит из системы данных о распределении земли между владельцами и землепользователями, о продуктивности земельных ресурсов, деградации почв и загрязнении земель. Само понятие мониторинга охватывает широкий круг факторов и явлений, изучаемых в динамике. Сюда относятся трансформация угодий, изменение факторов и явлений, влияющих на производительную способность почв (засоление, эродирование и т.д.), экологические изменения (динамика радиации, загрязнение почв, грунтовых вод и водоемов пестицидами и т.д.). Данные мониторинга представляются всем органам государственного и общественного контроля.

Государственный земельный кадастр предназначен для обеспечения землевладельцев, землепользователей и арендаторов информацией о состоянии земель в целях организации их рационального использования и охраны, совершенствования управления земельными ресурсами и обоснования размеров платы за землю. Он представляет собой систему необходимых и обоснованных сведений о правовом режиме земель, их природном и экологическом состоянии. Формирование этих сведений обеспечивается следующими подсистемами государственного земельного кадастра: регистрация землевладений и землепользовании; количественный и качественный учет земель; бонитировка почвенного покрова и природно-технологических свойств земли; экономическая (денежная) оценка земель.

Землеустройство включает систему мероприятий, направленных на охрану и рациональное использование земли, и предусматривает:

• проведение топографо-геодезических, картографических, почвенных, геоботанических, экологических и других обследований;

• разработку генеральных схем использования и охраны земельных ресурсов, схем землеустройства республик, областей (краев) и административных районов; составление проектов, связанных с охраной и использованием земель;

• составление проектов образования новых и упорядочения существующих землепользовании с устранением неудобств в расположении земель, отвод земельных участков в натуре;

• разработку проектов внутрихозяйственного землеустройства для землевладельцев, землепользователей и арендаторов;

• образование размещения и определение на местности территорий с особыми природоохранными, рекреационными и заповедными режимами.

Новый Закон о земле устанавливает плату на основе земельного кадастра. Что получено даром, бесплатно, то не ценится. И это одна из причин бесхозяйственного, даже преступного отношения к земле.

Закон о земле предусматривает строгий государственный контроль за использованием и сохранностью земель. В тех странах, где земля в значительной мере является частной собственностью, за ее сохранностью установлен жесткий контроль со стороны государства. И если фермер не соблюдает необходимых требований по сохранению земли и умножению ее плодородия, то по закону он лишается права собственности.

В деле защиты земель большая роль принадлежит общественности. Активисты общества охраны природы выявляют и вовлекают в хозяйственный оборот слабо или вовсе не используемые, но пригодные для этих целей земли. А их немало. Это и свободный приусадебный фонд, и площади около полевых станов, ферм и излишки дорожной сети. Ежегодно по решению общества охраны природы проводится смотр рационального использования земель и мер по повышению плодородия почв.