дающие токи и поля. Они приводят к изменению электропроводности и других электрических свойств горных пород.
В результате антропогенного воздействия на горные породы, могут возникнуть такие опасные процессы, как оползни, карст, подтопление. Оползнями называют скольжение горных пород вниз по склону под действием собственного веса грунта и нагрузки: фильтрационной, сейсмической или вибрационной. Иногда оползни могут привести к человеческим жертвам. Карст представляет собой геологическое явление, которое связано с растворением горных пород, образованием при этом подземных пустот и сопровождается провалом земной поверхности. Одним из серьезных направлений в сохранении окружающей природной среды является охрана карстовых пещер – уникальных памятников природы. Подтоплением называют повышение уровня грунтовых вод до критических величин. К антропогенным факторам, вызывающим подтопление, относятся утечка воды из подземных водонесущих коммуникаций, задержка движения подземных вод глубокими фундаментами, фильтрация из водохранилищ.
Недра представляют собой верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Недра выполняют очень важную экологическую функцию, поскольку они являются естественным фундаментом для земной поверхности. К основным природным богатствам недр относятся минерально-сырьевые ресурсы, т. е. совокупность полезных ископаемых, содержащихся в них. Недра являются источником и энергетических ресурсов. В настоящее время антропогенное воздействие наносит значительный ущерб недрам, вызывая истощение запасов сырья, а также загрязнение их вредными отходами. Кроме того, разработка недр оказывает негативное воздействие почти на все компоненты окружающей природной среды.
81
ЛЕКЦИЯ 7. ЗАЩИТА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
Человечество оказывает сильнейшее влияние на литосферу (твердую оболочку Земли, толщина которой колеблется в пределах 50 – 200 км) и особенно ее верхнюю часть – почвенный покров, толщина которого редко превышает 0,5 – 1,0 м. Суммарная площадь, покрытая всеми видами инженерных сооружений (здания, шахты, дороги, каналы, трубопроводы, водохранилища и пр.), достигает 15 – 16% суши. Следует отметить, что наиболее сильное техногенное воздействие на литосферу происходит в двух направлениях: 1) изменение и гибель ландшафтов; 2) загрязнение и деградация почв.
Промышленное загрязнение почв
Суперфосфатные и азотно-туковые заводы, призванные снабжать сельское хозяйство высококачественными минеральными удобрениями, попутно загрязняют почвы фтором, мышьяком, железом, цинком, медью. Содержание этих элементов в почве превышает фон в 5 – 45 раз на расстоянии до 5 км от завода. Применение калийных удобрений (особенно хлорида калия – КСl) приводит к накоплению в почве ионов хлора. Техногенное подкисление почв вызывает выпадение кислотных дождей, в частности в промышленных регионах страны с осадками в почвы поступает сера (в форме диоксида) 25 – 30 кг/га, а в относительно чистых регионах – 3 – 6 кг/га.
Загрязнение почв тяжелыми металлами происходит при сжигании ископаемого топлива – угля, нефти, горючих сланцев. Так, исследования содержания тяжелых металлов в почвах г. Новочеркасска, недалеко от которого функционирует крупная ГРЭС, показали превышение их содержания по сравнению с ПДК, в частности по Zn, Pb, Сu. Как следствие, происходит загрязнение сельскохозяйственной продукции. Содержание тяжелых металлов в ней превышает ПДК и гигиенические нормы: по никелю в 2 – 20 раз, хрому – 5 – 70 раз, свинцу – 2 – 8 раз, цинку – 2 – 5 раз, кадмию 2 – 3 раза. Продукты с таким со-
82
держанием токсичных веществ представляют угрозу здоровью жителей.
В результате неполного сгорания угля и нефти почвы загрязняются бенз(а)пиреном, который, являясь сильным канцерогеном, передвигается по трофическим цепям. Почва становится «мертвой» при содержании в ней 0,2 – 0,3 % нефти.
Особенно опасно загрязнение почв свинцом и кадмием. При этом основным источником поступления свинца являются выхлопные газы автомобилей (ежегодно поступает в почвы около 250 тыс. т свинца).
Наиболее сильно загрязнены почвы свинцом на прилегающих к автотрассам и дорогам территориях крупных городов. Вокруг предприятий черной металлургии содержание марганца колеблется в пределах 0,5 – 6,0 ПДК. В местах нахождения алюминиевых заводов почвы подвержены загрязнению фтором. Это прослеживается в почвах, расположенных вокруг Красноярска, Минусинска, Братска, где его содержание превышает в 4 – 10 раз фоновые значения.
Источниками загрязнения почв служат свалки, которые занимают сотни тысяч га ценных земель. Неусовершенствованные свалки опоясывают города, и разлагающийся мусор загрязняет почвы.
Радиоактивное загрязнение почв вызывают атомные электростанции, урановые и обогатительные шахты, хранилища радиоактивных отходов и другие источники.
Многочисленные загрязнения, поступающие в почвы, меняют ход почвообразовательного процесса, резко снижают урожаи, накапливаются в растениях (прежде всего тяжелые металлы), из которых напрямую или косвенно (через растительные или животные продукты питания) обязательно попадают в организм человека. Следует также иметь в виду, что загрязнения приводят к ослаблению самоочищения почв от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что создает опасность массовых заболеваний. Установлено, что возбудители дизентерии, тифа и паратифа сохраняются в относительно чистых почвах в течение 2 – 3 суток, а в загрязненных
83
почвах возбудители дизентерии сохраняются несколько месяцев, тифа и паратифа – до полутора лет.
В числе основных причин, вызывающих дегумификацию сельскохозяйственных угодий, обычно называют следующие: 1) недостаточное поступление в обрабатываемые почвы растительной биомассы – «сырья» для процессов гумификации; 2) ускорение минерализации органического вещества вследствие интенсивной обработки и применения удобрений; 3) ускорение минерализации органического вещества при некоторых приемах гидротехнической и химической мелиорации; 4) потери гумуса за счёт эрозии и дефляции; 5) отчуждение обогащенного гумусом пахотного слоя при проведении ряда сельскохозяйственных мероприятий.
Одним из наиболее опасных загрязнителей биосферы являются пестициды – химические средства защиты растений
иживотных от различных вредителей и болезней. В зависимости от цели использования их подразделяют на следующие группы: гербициды – для борьбы с сорными растениями; альгициды – для уничтожения водорослей и другой водной растительности; арборициды – для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой растительности; фунгициды – для борьбы с грибковыми болезнями растений; бактерициды – для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями; инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми; акарициды – для борьбы с клещами; зооциды – для борьбы с грызунами; лимациды – для борьбы с моллюсками; нематоциды – для борьбы с круглыми червями; афициды – для борьбы с тлями.
Разновидностью пестицидов являются дефолианты, служащие для удаления листьев растений, десиканты, вызывающие иссушение растений, дефлоранты, удаляющие цветы
изавязи, ретарданты, регулирующие рост растений, реппеленты, отпугивающие насекомых, и некоторые другие.
Самую обширную группу пестицидов как по масштабам практического применения (40 – 50 %), так и по ассортименту выпускаемых препаратов (около 40 %) составляют гербициды, то есть средства борьбы с сорняками.
84
По характеру действия гербициды можно подразделить на две подгруппы:
–сплошные, действующие на все виды растений и использующиеся для уничтожения нежелательной растительности на определенных территориях;
–избирательные (селективные), опасные для определенных видов растительности и используемые для уничтожения сорняков в агроценозах.
Пестициды используют в виде суспензий, эмульсий, порошков и гранул, концентрированных и коллоидных растворов
ираспыляют с помощью распылителей разного объема и мощности, вплоть до распыления при помощи сельскохозяйственной авиации. Естественно, что с воздушными массами они могут переноситься на большие расстояния и вызывать загрязнение окружающей среды там, где пестициды вообще не применялись или использовались в неизмеримо меньших количествах.
Все пестициды являются ядовитыми веществами не только для определенной – вредной для человека – формы жизни, но и для полезных микроорганизмов, животных, птиц и человека. В идеальном случае пестицид, оказав требуемое воздействие на вредителя, должен был бы разрушиться, образовав безвредные продукты разложения. Однако большинство пестицидов представляют собой устойчивые трудноразлагающиеся соединения, из которых используется по назначению приблизительно 4 – 5 % внесенного количества. Остальная масса рассеивается в агроэкосистеме, попадая в почвы, растения и другие компоненты окружающей среды, что создает сложные экологические проблемы, особенно при систематической обработке больших площадей.
В зависимости от устойчивости к процессам разложения, пестициды подразделяются на слабостойкие (сохраняются в окружающей среде от 1 до 12 недель), среднестойкие (сохраняются 1 – 18 месяцев) и очень стойкие (сохраняются два года
иболее). При определенных условиях метаболиты пестицидов дают метаболиты второго порядка и т. д., значение влияния ко-
85