Факультет

Студентам

Посетителям

Техногенные факторы в биосфере

Отчуждение городами, поселками, промышленностью части активной биосферы (т. е. территорий, имеющих растительность и почвы, производящие биомассу, кислород, связывающие углекислоту и биогенный азот) под сооружения, шахты и дороги наносит необратимый ущерб биосфере, сокращает ее площадь, объем, функции.

Если считать отчуждение в среднем на каждый населенный пункт равным 3 км2 (300 га), то общая потеря площади биосферой и почвенным покровом составит 120 млн. га. Вероятно, эта необратимая потеря вместе с площадью крупных миллионных городов раз в десять больше, т. е. порядка 1,2 млрд. га. К этим экологическим потерям необходимо добавить потери под дорогами и тропами (до 5—6% территории), потери под заводами, складами, шахтами, нефтепромыслами, терриконами, каналами, водохранилищами, свалками, линиями связи, газо- и нефтепроводами.

Эти потери того же порядка (если не больше), чем под населенными пунктами, и растут пропорционально росту населения и экономики. Общие потери биосферно-продуктивных территорий за историю нашей цивилизации, вероятно, составляют 2,5—3,0 млрд. га.

Площадь суши, включая ледники, составляет около 15 млрд. га. Безжизненные ледники занимают около 1,7 млрд. га. Теряется в мире в год от разных причин около 15 млн. га земельных угодий. Из них отчуждается городами и промышленностью около 8 млн. га, гибнет в результате эрозии около 3 млн. га, под влиянием антропогенных токсинов теряют плодородие около 2 млн. га почв и вследствие затопления, засоления, погружения — около 2 млн. га (данные ООН).

Распахано и используется в земледелии около 1,5 млрд. га земель и около 3 млрд. га находится под пастбищами. Вспашка или хотя бы однократное рыхление — культивация при средней глубине обработки на 10 см сопровождается перемещением за одну операцию 150—200 млн. т почвенной массы. Нередко в один год производится несколько таких обработок. Они способствуют распылению, смыву, выдуванию почвенного покрова и запылению атмосферы. Большие города, крупные индустриальные предприятия, гигантские центры животноводства не только отчуждают и «сжимают» биосферно активную площадь планеты. Они опасны огромными количествами индустриальных и особенно бытовых отбросов, поступающих в окружающую среду.

Другим разрушительным техногенным фактором для экосистем и особенно почв является нагрузка индустриальной продукции и сопутствующих твердых, жидких, газообразных побочных продуктов и отходов (техногенное давление). Как показывают данные для стран Западной Европы и США, этот фактор пропорционален плотности населения и уровню индустриальной развитости страны (Robinson, Robins, 1970).

Эмиссия аэрозолей, газов и тонкой пыли (включая частицы менее 10 мкм) может составить до 100 · 106 т/год. Очень велико техногенное давление угля, достигающее в индустриально развитых странах Европы десятков, сотен и даже тысяч тонн на квадратный километр в год (Глазовский, 1982). Сжигание угля, нефти, газов, сланцев в промышленности и на транспорте сопровождается поступлением в атмосферу, затем в воды и почвы более 50 различных химических элементов, в большинстве вредных. Крайне тревожным является факт многократного (в 105—106 раз) увеличения содержания канцерогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в воздухе, почвах и водах регионов нефтяной промышленности, коксохимических заводов, крупных городов по сравнению с их фоновыми концентрациями (Шабад, 1973; Ровинский и др., 1979).

Особо необходимо учитывать загрязняющую роль шахт, горнообогатительных и металлургических предприятий. Выбросы пустой горной породы, содержащей сульфиды и арсенаты тяжелых металлов (включая свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк), при окислении и вымывании дождями, развевании ветром образуют причудливые кольцевые ореолы — зоны геохимического загрязнения. Ореолы техногенного накопления чуждых экосистемам веществ распространяются в вертикальном и горизонтальном направлениях, загрязняя почвы, воды, воздух, растения, делювий и даже аллювий. Обычное для отвалов присутствие сульфидов сопровождается образованием серной кислоты и увеличением миграционной способности многих элементов, в частности, появлением алюминия (Солнцева, Никифорова, 1982).

Тот же эффект создается флотационными, металлургическими, коксохимическими, нефтеперегонными заводами. Ширина ореолов и их очертания меняются со временем, проникая на большие глубины и захватывая большие площади. Обычно радиус зоны загрязнения достигает 10—15 км, иногда даже 70—100 км. В Японии и Канаде известны случаи тяжелых отравлений и массовых заболеваний рабочих и жителей вследствие загрязнений почв, вод, пищи ртутью и кадмием такого происхождения. Ртуть, свинец, цинк, хром постоянно обнаруживаются в аэрозолях, газах, сточных водах городов. Обычно также присутствие в воздухе больших количеств углекислоты, окислов серы, окислов азота; взаимодействие последних с водой ведет к новообразованию и выпадам на почвы и воды «кислотных дождей» (с pH 3—4), содержащих разбавленные растворы серной, азотной, угольной кислот. Велика роль сжигания горючего в загрязнении полей и водоемов избытками соединений серы, свинца, кадмия, полициклическими органическими соединениями. Последствия этих явлений совмещаются с фотохимическими реакциями и с влиянием пыльных бурь, пылеобразованием на полях, в аэропортах, на дорогах, образуя смог и вызывая заметную запыленность атмосферы.

С полным основанием можно говорить, что в биосфере на наших глазах и с нашим участием происходит интенсивный процесс диспергирования и эолизации вещества суши, запыление атмосферы Земли, возвратное выпадание аэрозолей и антропогенной пыли, разнообразных соединений на сушу и в океан. Значительным источником техногенного загрязнения биосферы и почв являются перевозки топлива, руд, древесины, стройматериалов, транспорт нефти, газов, органического сырья. Общее количество перевозимых видов продуктов и сырья на Земле достигает 10—20 млрд. т (Глазовский, 1982). При этом заметная часть грузов теряется при погрузке-разгрузке и при самом транспорте, загрязняя почвы и воды. Среднее техногенное давление химических элементов на сушу колеблется в значительных пределах. Для Na, Cl, Ca, Fe оно составляет 500—1000 кг/(км2·год), для S, N, К, Al, P — 500—20 кг/(км2·год), а для токсических элементов, таких, как F, Cu, Zn, Pb, Cr, Ni, As, Cd, характерны средние величины, равные 10—1—0,1 кг/(км2·год).

Удобрения (N, P, K), известкование кислых почв, гипсование щелочных почв также усиливают техногенную нагрузку на сушу. Ныне производится около 110 млн. т удобрений в год в расчете на действующее начало (в пересчете не реальный вес туков — до 300 млн. т в год). Вместе с известью, гипсом, фосфоритами и агробиоцщами это может ежегодно составлять 400-500 млн. т. агрохимикатов, вносимых на поля. В среднем ежегодная нагрузка химикатов туков равна 30-40 кг/га, причем в развитых странах эта величина в 5—10 раз выше. С удобрениями и химикатами поступают на поля и в воды многочисленные и не всегда желаемые примеси (фтор, кадмий, стронций, ртуть). В общем, как отмечал автор ранее (Ковда, 1976), идет непрерывный и усиливающийся процесс полихимизации окружающей среды, вызванный техногенными и агрономическими факторами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: