Основные источники антропогенного воздействия на природу

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Первобытные люди жили племенами, занимались собирательством плодов, ягод, орехов, семян и другой растительной пищи. С изобретением орудий труда и оружия они стали охотниками и начали употреблять мясную пищу. Можно считать, что это был первый в истории планеты экологический кризис, поскольку началось антропогенное воздействие на природу -- вмешательство человека в естественные трофические цепи. Однако биосфера выдержала: людей было еще мало, а освободившиеся экологические ниши заняли другие виды.

Следующим шагом антропогенного воздействия было одомашнивание некоторых видов животных и выделение пастушеских племен. Это было первое историческое разделение труда, которое давало людям возможность более стабильно, по сравнению с охотой, обеспечивать себя пищей. Но одновременно преодоление этой ступени эволюции человека было и следующим экологическим кризисом, поскольку одомашненные животные вырывались из трофических цепей, их специально охраняли, чтобы они давали больший, чем в естественных условиях, приплод.

Примерно в III в. до н.э. в древнем Риме возникло поливное земледелие, изменившее гидробаланс естественных водных источников. Это был очередной экологический кризис. Но биосфера снова выстояла: людей на Земле все же было сравнительно мало, а площадь поверхности суши и число пресноводных источников было еще довольно велико.

С середины XX в. появились качественно новые формы воздействия .человека на природу. Одна из них -- выработка атомной энергии. В настоящее время атомная энергетика играет заметную роль в производстве электроэнергии во многих развитых странах. Однако в последние годы активизировалось движение общественности многих государств против дальнейшего наращивания доли атомных электростанций в производстве энергии, особенно после чернобыльской трагедии.

Антропогенные процессы воздействия на природу подчиняются законам развития не природы, а общества. Поэтому они часто входят в противоречие с естественным ходом развития нашей планеты. Как правило, ответная реакция природных систем не предусматривается, возникают кризисные ситуации. Современность характеризуется особенно резким обострением взаимосвязей между обществом и природой. Человечество оказалось на грани экологической катастрофы. У него нет альтернативы -- либо оно решит экологические проблемы, либо погибнет от последствии своей деятельности.

1. ПОНЯТИЕ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ

Учение о географической оболочке связывается с именем А.А. Григорьева. Именно им в 1932 г. была сформулирована мысль о том, что земная поверхность представляет собой качественно особую вертикальную физико-географическую зону или оболочку, характеризующуюся глубоким взаимопроникновением и активным взаимодействием литосферы, атмосферы и гидросферы, возникновением и развитием именно в ней органической жизни, наличием сложного, но единого физико-географического процесса.

Географическая оболочка как природный комплекс изучается "Общим землеведением".

«Географическая оболочка отличается тем, что в ее состав входит вещество в трех агрегатных состояниях; только в ней есть жизнь; здесь возникло и развивается человеческое общество» .

Таблица 3.2 Возможные объемы добычи минерального сырья к 2000 г.

В процессе добычи нефти и газа меняется давление в нефтегазоносных структурах, что влечет за собой изменение гидро- и теплорежима осваиваемых территорий. Часто происходят значительные изменения на поверхности в результате смещения и уплотнения горных пород: Примером может служить город-гавань Лонг-Бич около Лос-Анджелеса. В результате откачки флюидов скорость оседания поверхности достигла порядка 10 -- 70 см в год. Общее опускание составило 8,8 м на площади примерно 2700 км .

В последние десятилетия были получены инструментальные данные о проседании земной коры в районах крупных водохранилищ. Огромные массы воды создают дополнительную, нагрузку на твердую оболочку, нарушая изостатическое равновесие. Такие явления отмечены в районе водохранилищ: Мид на р. Колорадо, Красноярского на р. Енисей, Братского на Ангара, на р. Чирчик, на р. Нарын и т. д.

Большие города также вызывают опускание масс земной поверхности, так как концентрируют здания, промышленные предприятия, транспорт и т. д. В частности, в Москве скорость опускания составляет 1 -- 2 мм в год, особенно усиливается этот процесс в местах прокладки подземных тоннелей.

3.3 Антропогенные землетрясения

Антропогенные землетрясения возникают в результате: а) изменения гидростатических и гидродинамических условий при откачке из коры флюидов или их внедрении; б) извлечения твердых полезных ископаемых; в) перераспределения нагрузок на земную кору .при создании водохранилищ.

При указанных видах деятельности нарушается изостатическое равновесие почти по всей толще земной коры. Особенно широко известны землетрясения в районах нефтегазодобычи.

В последние годы в результате повторных высокоточных геодезических измерений в районах водохранилищ обнаружены постоянные колебательные движения в зонах подтопления берегов, особенно в сейсмоактивных горных районах. Существенное условие -- наличие гидравлической связи подземных вод вплоть до глубоких слоев. Кроме того, факторами, влияющими на частоту повторения землетрясений близ водохранилищ, помимо геологических условий являются скорость подъема уровня воды в водохранилище, продолжительность роста нагрузки, достигнутый максимум нагрузки и период времени, в течение которого поддерживается высокий уровень воды.

Подземные ядерные взрывы также представляют собой эквивалент землетрясений. Они могут вызывать взрывы в земной, коре, смещения пород и пр. Поэтому их все большее применение в ряде стран для образования озерных котловин, гашения газовых пожаров, создания подземных полостей и других целей вызывает необходимость прогнозировать побочные сейсмические и тектонические последствия.

3.4 Антропогенное влияние на геоморфологические процессы

Человек оказывает на геоморфологические процессы непосредственное или опосредованное влияние, в результате чего изменяется рельеф.

Непосредственное воздействие человека на рельеф в больших масштабах проявляется в результате добычи полезных ископаемых и создания инфраструктуры. При открытых горных выработках создаются котлованы, превосходящие но масштабам естественные формы рельефа. Строительство железнодорожных и шоссейных дорог предполагает отсыпку насыпи и соответственно создание положительной формы рельефа протяженностью в тысячи километров. Человек всегда преобразует рельеф при городской, промышленной застройке территории для получения достаточно ровных площадок, или, наоборот, ступенчатых, либо каких-то иных поверхностей, заданных коммунально-жилищными или технологическими условиями возведения строительных объектов. В связи с этим могут быть засыпаны овраги, речные протоки или созданы арыки, каналы и целые водохранилища.

Значительные изменения в строении земной поверхности происходят в результате косвенного воздействия человека. Для примера возьмем водохозяйственную деятельность. Создание крупных водохранилищ на реках вызывает серию негативных явлений, влияющих на весь комплекс рельефообразования.

4. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА АТМОСФЕРУ

4.1 Масштабы загрязнения атмосферного воздуха

Атмосфера -- одна из оболочек Земли, состоит из газов. Основные компоненты атмосферы -- азот (78 %), кислород (21), аргон (0,93), углекислый газ (0,03 %). Содержание в воздухе других газов ничтожно -- тысячные и миллионные доли процента. Атмосфера является необходимым условием существования жизни на Земле. Живые организмы для своей жизнедеятельности используют отдельные газы воздуха. Особенно активен в этом процессе кислород. На высоте 20 -- 25 км в атмосфере располагается озоновый экран. Он защищает все живое на Земле от коротковолновой ультрафиолетовой солнечной радиации. Долгое время казалось, что воздушный бассейн в силу огромных размеров, происходящих в нем динамических процессов сможет сам справиться с антропогенными выбросами, составляющими менее одной десятитысячной доли процента от массы атмосферы. Однако со временем загрязнители накапливаются, а в некоторых местах (чаще в крупных городах) концентрируются и влияют на все живое, в том числе и на человека. Результаты антропогенного воздействия на атмосферу в крупных городах начали проявляться с 40 -- 50-х гг. XX в. В 1948 г. смог окутал г. Донара (штат Пенсильвания, США). Из смеси тумана с дымом . и копотью выпала сажа, покрывшая дома, тротуары и мостовые черным "покрывалом". В течение следующих четырех дней из 14 тыс. жителей города заболело около 6 тыс. человек, 20 человек умерло. Печально известен в этом отношении крупный город США Лос-Анджелес. В нем уже в течение нескольких десятилетий, как правило, летом или ранней осенью стал появляться туман с влажностью около 70 %, который называют фотохимическим смогом. Основной причиной образования смога лос-анджелесского типа является сильное загрязнение воздуха газовыми выбросами предприятий химической промышленности и транспорта. В Лос-Анджелесе скопилось свыше 4 млн автомобилей, которые выбрасывают в воздух около 1 тыс. т окиси азота в сутки. Кроме того, здесь часты температурные инверсии (до 260 дней в году). способствующие застою воздуха над городом. Фотохимический туман возникает в загрязненном воздухе в результате реакций, протекающих под действием коротковолновой солнечной радиации на газовые выбросы. Многие из этих реакций создают вещества, значительно превосходящие исходные по своей токсичности. Основные компоненты фотохимического смога -- фотооксиданты (озон, органические перекиси, нитраты, нитриты), окись азота, окись и двуокись углерода, углеводороды и др. Эти вещества в меньших количествах всегда присутствуют в воздухе больших городов; в фотохимическом смоге их концентрация часто намного превышает предельно допустимые нормы.

Другим видом смога является лондонский смог. Он состоит из смеси дыма и тумана. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда чрезвычайно загрязнен токсическими примесями. В декабре 1952 г. смог над Лондоном погубил более 4 тыс. человек. Основным отравляющим веществом послужил сернистый ангидрид, который в смоге лондонского типа присутствует в количестве 5 -10 мг/м³ и выше. Подобного рода ситуации в воздушных бассейнах крупных городов характерны почти для всего мира. Однако за последние десятилетия в развитых странах (США, Японии, ФРГ, Великобритании и др.) в результате принятых крупномасштабных мер по экологическому оздоровлению ситуация изменилась в лучшую сторону. В этих странах создаются новые модели экологически более чистых двигателей для автомобилей, принимаются жесткие предельно допустимые нормы содержания отдельных соединений в выхлопных газах, строго наказываются. за экологические преступления предприятия и фирмы. В настоящее время общее количество поступающих в атмосферу антропогенных загрязнителей огромно. Значительная доля выбросов приходится на капиталистические и развивающиеся страны. Страны Восточной Европы (Польша, Чехия и Словакия) и страны СНГ выбрасывают большое количество сернистого ангидрида, что связано с использованием низкосортных серосодержащих углей на тепловых электростанциях.

Особой загрязненностью отличаются крупные промышленные центры. По оценкам специалистов, концентрации вредных газов и пыли в воздухе среднего города в 150 раз, а в сельской местности в 10 раз выше, чем над океаном. Степень загрязненности воздуха в каком-либо конкретном городе зависит не только от количества вредных выбросов, но и от способности атмосферы рассеивать и переносить последние. Антициклональная погода над населенными пунктами и образование температурных инверсий способствуют концентрации вредных газов. Это характерно для Якутска, Верхоянска, Владикавказа и других городов. Высокая загрязненность воздушного бассейна над промышленно развитыми странами в результате глобальной циркуляции атмосферы сказывается на территории соседних государств. В процессе перемещения в атмосфере выбросы окислов серы и азота, а также летучих углеводородов превращаются в серную и азотную кислоты, соли и озон. Они выпадают на землю иногда за тысячи километров от источника выброса. Исследования результатов данных осадков показали, что ими наносится огромный вред растительности, почве, водным ресурсам, животным и др. Впервые ущерб стал очевидным в 60-е гг., отразившись на тысячах озер в Европе, в частности в Южной Скандинавии, и на сотнях озер в Северной Америке. Над территорией России загрязненность атмосферы остается высокой, несмотря на то, что начиная с 1989 г. по 1991 г. происходило снижение выбросов от стационарных источников на 4 -- 7 % ежегодно и в 1991 г. общая эмиссия в атмосферу составила около 32 млн т вредных веществ.

Вызывает тревогу состояние воздушного бассейна российских городов, особенно тех, в которых расположены предприятия металлургии, химии, нефтехимии, производства удобрений, лесоперерабатывающей промышленности. В 14 городах и промышленных центрах России в 1991 г. неоднократно регистрировались уровни загрязнения воздуха выше 10 ПДК. К наиболее загрязненным городам относятся Березники, Братск, Екатеринбург, Красноярск, Липецк и др. Высокий уровень загрязнения часто создается низкими и неорганизованными источниками выбросов специфических (для различных отраслей) вредных веществ. По-прежнему происходит загрязнение воздуха фтористым водородом (в районах алюминиевых заводов), сероуглеродом (в районах предприятий по производству химволокна) и другими вредными веществами. Во многих городах России экологическое состояние воздушного бассейна оценивается как критическое. С этим связывают резкий рост определенных заболеваний, детской смертности, уменьшение продолжительности жизни и пр. Не следует ожидать в ближайшие годы и каких-либо кардинальных сдвигов, поскольку внедрение экологических технологий требует многомиллиардных вложений, что порой не под силу нашей экономике. Тревожным является тот факт, что следы человеческой деятельности обнаруживаются в самых удаленных от промышленных центров регионах Земли, таких, как Гималаи и Антарктида. Острая транспортирующая роль при этом принадлежит воздушным массам, переносящим в результате глобальной циркуляции загрязненные вещества на тысячи километров.

4.2 Загрязнение атмосферы транспортом

С полным правом мы можем считать XX в. веком развития всех видов транспорта. Автомобили ежегодно выбрасывают в атмосферу порядка 280 млн т окиси углевода, более 56 млн т углеводородов и более 28 млн т окиси азота.

С выхлопными газами в воздух поступает около 200 вредных примесей: углекислый, угарный, сернистые газы, окислы азота, разные углеводороды, альдегиды, соединения свинца, хлора, брома и пр. При сгорании 1 л бензина расходуется 10 -- 12 тыс. л воздуха, а при среднем годовом пробеге в 15 тыс. км автомобили выбрасывают из выхлопных труб 3,4 т углекислого газа.

На территории России наибольшее количество выбросов от автотранспорта фиксируется в Москве (801 тыс. т в год), Санкт-Петербурге (244 тыс. т в год), Краснодаре (150 тыс. т в год). Общая эмиссия от автотранспорта в 1990 г. составила 21 млн т, т. е. более 60 % выбросов от стационарных источников. Максимальные значения были обнаружены в районах с интенсивным движением автотранспорта в сухую безветренную погоду летом. Концентрации пыли и двуокиси азота превышают допустимые в 25 -- 55 % городов.

В связи с проблемой уменьшения озонового слоя и обнаружения озоновых "дыр", все больше появляется сообщений о влиянии на стратосферу сверхзвуковых самолетов, которые выделяют множество окислов азота, резко уменьшая содержание озона в атмосфере.

4.3 Загрязнение атмосферы выбросами промышленных предприятий

Отрасли черной металлургии выбрасывают в воздух различные газы. Выброс пыли в расчете на 1 т чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа--2,7 кг и марганца--0,5 -- 0,1 кг. В выбросах в результате доменного процесса содержатся соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, редких металлов, пары ртути, цианистый водород и смолистые вещества.

Мартеновский и конверторный сталеплавильные процессы выбрасывают при подаче кислорода в расплавленный металл 25 -- 52 г/м пыли на 1 т стали, до 60 кг окиси углерода и до 3 кг сернистого газа. При коксовании 1 т угля образуется 300 -- 320 м коксового газа, в состав которого входят: водород -- 50 -- 62 % (объемных); метан -- 20-- 34; окись углерода -- 4,5 -- 4,7; углекислый газ -- 1,8 -- 4,0; азот -- 5 -- 10 ; углеводороды -- 2,0 -- 2,6 и кислород -- 0,2 -- 0,5 %. Основная масса этих выбросов при производстве улавливается, но 6 % попадает в атмосферу. Иногда в силу технологического нарушения режима работы коксовых батарей в атмосферу выбрасываются значительные объемы неочищенного газа.

Предприятия цветной металлургии выбрасывают в атмосферу сернистый и углекислый газ, окись углерода и пыли окислов разных металлов. При получении металлического алюминия электролизом с отходящими газами от электролизных ванн в атмосферных воздух выделяется значительное количество газообразных и пылевидных фтористых соединений. В частности, при получении 1 т алюминия в зависимости от типа и мощности электролизера расходуется от 33 до 47 кг фтора, при этом около 65 % его попадает в атмосферу.

Цементная промышленность "поставляет" в атмосферу особенно много пыли при измельчении клинкера (обожженной сырьевой смеси для изготовления цемента) в шаровых мельницах, в дробилках с сушильной установкой.

Химическая и нефтеперерабатывающая отрасли дают разнообразный спектр загрязнителей. При производстве серной кислоты из пиритов происходит выброс токсичных пылей пирита и мышьяковистых соединений, а также серного ангидрида. При производстве из сульфидов меди и цинка загрязнителей меньше, но есть газы с соединениями серы. Производство азотной кислоты поставляет окислы азота. Производство бумаги сопровождается выбросами меркоптанов (тиолов), копоти, сернистого ангидрида, сероводорода и др.

антропогенный атмосферный загрязнение

В середине XX в. среди ученых, занимающихся проблемами изменения климата, широко распространилось мнение об антропогенной обусловленности повышения температуры на Земле, которое активно поддерживается и обсуждается на различных уровнях до настоящего времени. Повышение температуры связывается с парниковым эффектом, вызванным увеличением содержания углекислого газа в атмосфере из-за интенсивного сжигания ископаемого топлива. За XX в. количество углекислого газа в атмосфере увеличилось на 10 %. Заметную роль в парниковом эффекте начали играть метан, закись азота, фреоны, аммиак. Их эффективность в ряде случаев значительно превышает даже эффект углекислого газа. Так, добавление в атмосферу 1 молекулы фреона дает такой же эффект, как 10000 молекул углекислого газа.

Если современные тенденции будут сохраняться, то суммарная концентрация углекислого и других "парниковых" газов в атмосфере будет эквивалентной удвоению содержания первого по сравнению с уровнем доиндустриального периода, возможно, уже к 2030 г., что может привести к повышению глобальных средних температур в большем размере, чем это когда-либо было в истории человечества. Повышение температур на поверхности земли оценивается в пределах 1,5--4,5 °С, причем более значительным оно будет зимой в высоких широтах, чем у экватора.

Весь объем гидросферы составляет около 1 386 млн км . Основная масса воды сосредоточена в Мировом океане -1 338 млн км³ (96,5 %). Объем пресных вод на Земле оценивается величиной около 35 млн км . Большая доля приходится на ледники и постоянно залегающий снежный покров -- 24 млн км (69,5 %). Подземные воды составляют 3 млн км³. Почвенная влага в отличие от подземных вод сильно колеблется в зависимости от сезона года, погоды. Она практически вся содержится в верхнем двухметровом слое, и ее общие запасы составляют 16500 км³.

В России водообеспеченность на 1 км² территории колеблется от 125 тыс. м³ в Центрально-земном районе до 576,5 -- в Волго-Вятском, а на одного жителя от 2,7 тыс. м³ в Центральночерноземном до 90,6 -- в Северном. Недостаточно обеспечены собственными водными ресурсами Ростовская, Астраханская, Липецкая, Воронежская, Курская области. Республика Калмыкия и некоторые ее территории [38]. И, наоборот, в районах, слабо развитых экономически и малозаселенных, таких, как северные районы Сибири, северо-восток страны, протекают крупнейшие реки: Обь, рей, Хатанга, Лена, Яна, Индигирка, Колыма и др.

Человечество может использовать для своих нужд только около 37-45 тыс. км³ ежегодно, т.е. ту часть общего круговорота воды, которая приходится на речной сток и соответственно возобновляется.

Кроме того, используется около 13 тыс.км подземных вод. Современное водопотребление в мире составляет 2 600- 3 320 км³ в год.(Таблица 5.1)

Таблица 5.1 Динамика водопотребления в мире по видам хозяйственной деятельности

Примечание: в числителе- полное, в знаменателе - безвозвратное водопотребление.

Основным потребителем воды является сельское хозяйство. Oднако, наметилась тенденция к снижению его доли в водопотреблении: в начале века на сельское хозяйство приходилось 88 % суммарного водопотребления, сейчас -- 73, а к 2000 г. предполагается уменьшение до 58 %.

Промышленностью ежегодно потребляется более 600 км³ пpесной воды. Возросшее, водопотребление за последние десятилетия связано с развитием водоемких отраслей -- теплоэнергетики, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, на нужды которых расходуется 80 -- 90 % всех промышленных водозаборов.

5.2 Загрязнение поверхностных вод суши

Основными загрязнителями поверхностных вод являются сточные воды, подразделяющиеся по происхождению на три основных вида: производственные, сельскохозяйственные и коммунально-бытовые. Ежегодно в реки сбрасывается около 160 км промышленных стоков, которые загрязняют 2 000 км естественной чистой воды. Но если учесть, что не все сточные воды очищаются перед их сбросом в реки, то речной сток загрязняется в еще большей степени -- не менее чем до 4 000 км³ в год, что составляет более 10 % стока всех рек мера к примерно 25 % стока рек районов, экономически наиболее развитых. Основную угрозу нехватки воды порождает не безвозвратное промышленное потребление, а загрязнение природных вод промышленными стоками.

Испытания ядерного оружия, строительство атомных электростанций приводят к значительному загрязнению вод радиоактивными элементами. Особенно катастрофические последствия такого загрязнения произошли в бассейне р. Припяти после чернобыльской аварии в 1986 г. Загрязнение проявляется в сильном воздействии на гидробионты и на человека через трофическую цепь даже при крайне малых концентрациях. К тому же радиоактивное заражение отрицательно сказывается на способности водоемов к самоочищению из-за угнетения сапрофитной микрофлоры. Высокой плотностью загрязнения отличается пойма р. Течи (до впадения р. Исети) на Южном Урале, что связано с аварийными выбросами радиоактивных веществ и с деятельностью объединения "Маяк"..

ТЭС и АЭС сбрасывают в окружающие водоемы большое количество перегретой воды. Возникает термальное загрязнение рек, представляющее большую опасность для водных биоценозов.

В нашей стране в средствах массовой информации постоянно появляются сообщения об авариях на промышленных предприятиях, сопровождающихся выбросом загрязнителей в реки и наносящих огромный ущерб водным объектам. Последствия такой аварии в г. Уфе привели к выбросу большого количества фенолов. В итоге были загрязнены источники снабжения питьевой водой миллионного города, появились случаи отравления. Город в течение нескольких дней жил в условиях дефицита питьевой воды v экологической напряженности.

Сильно загрязнен бассейн Волги. Здесь располагается более 300 предприятий химической, металлургической, строительной и оборонной промышленности. В конце 60-х -- начале 70-х в реку сбрасывалось ежегодно 400 тыс. т кислот, 200 тыс. т масел, 6 тыс. т фенолов и 7 тыс. т циана. Сточные воды городов Поволжья составляли десятую часть среднего стока Волги. Зарегулированность реки водохранилищами значительно ослабляет способность к самоочищению, поэтому сточные воды разбавляются в пропорции минимум 1:20. Проведение в последние десятилетия природоохранных мероприятий несколько улучшило состояние Волги. Однако и сейчас только предприятия Нижнего Новгорода ежедневно сбрасывают в нее 230 м промышленных стоков. Крупными загрязнителями являются Череповецкий металлургический комбинат и Череповецкий химический комплекс "Аммофос". Поэтому говорить о чистоте воды в Волге пока рано.

В течение уже нескольких десятилетий идет борьба за сохранение чистоты воды в оз. Байкал. Уникальное природное озеро долгое время загрязнялось промышленными, хозяйственными и коммунально-бытовыми сточными водами Создание мощных очистных сооружений, особенно на целлюлозно-бумажных комбинатах, постройка многокилометрового обходного канала для сточных вод, введение жестких норм для сброса и непрерывный их контроль свели сбросы к минимуму, но полностью эта проблема не решена.

5.3 Загрязнение подземных вод

Источники загрязнения подземных вод -- сточные воды различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, коммунально- и радиоактивные стоки, возникающие после ядерных взрывов, аварий на атомных электростанциях. Загрязнение подземных вод связано с загрязнением природной среды в целом: почв и растительности, поверхностных вод, атмосферы и атмосферных осадков. От загрязнения подземные воды предохраняют поверхностные слои горных пород, которые фильтруют загрязненные воды и концетрируют в себе отдельные химические элементы. Но иногда человек преднамеренно закачивает загрязнители и неочищенные воды земной коры: при захоронении не подлежащих очистке промышленных ядовитых отходов и отстоев бытовых сточных вол, в процессе нефтедобычи в целях поддержания внутреннего давления. Естественно, попавшие в глубинные подземные загрязнители за счет миграции рассеиваются и переносятся на большие расстояния. Очистка же подземных вод -- процесс более трудоемкий, чем поверхностных.

Интенсивный забор воды из подземных источников способствует образованию обширных (радиусом несколько десятков километров и глубиной до 100 м) воронок осушения в районах крупных городов. Так могут происходить проседания целых городов, например Венеции. В Японии с января 1973 по январь 1974 г. в западных районах столицы уровень земной поверхности понизился на 25,2 см.

Очень велика роль подземных вод в водообеспечении жителей пустынь и районов вечной мерзлоты. В Азербайджане 60 % используемых водных ресурсов приходится на подземные воды, в Узбекистане -- 50, в Туркмении и Армении -- 40 %. Если 50 -- 60 лет тому назад общий баланс водоснабжения бывшего Союза лишь на 5 % покрывался за счет подземных вод, то сейчас около 70 % городов имеют водоснабжение, целиком основанное на подземных водах. В пределах России наблюдается увеличение ежегодного использования подземных вод, в среднем оно составило 1,5 %, хотя в 1992 г. темп прироста немного снизился. Годовой объем забора подземных вод в 1991 г. составил 14,8 м , из которых 76 % было использовано на коммунальные и сельскохозяйственные нужды, а остальное -- на технические и обводнение пастбищ. На территории России выявлено около 500 участков с загрязнением подземных вод. Наиболее крупные очаги находятся в Московской (г. Лыткарино) и Тульской областях, Татарстане и в других, районах.

Загрязнение и истощение подземных вод недопустимо, потому что нарушает естественные миграции растворенных в водах твердых и газообразных веществ, функции которых в эволюции географической оболочки науке еще мало известны. Современной гидрогеологии известны десятки природных процессов, в которых принимают участие подземные воды, это молекулярная диффузия, фильтрация, гидролиз, выщелачивание, растворение и кристаллизация, ионный обмен, окислительно-восстановительные и биогеохимические реакции, радиоактивный распад, гидратация и дегидратация минералов, подземное испарение и вымораживание и др. И неизвестно, как повлияет на общее развитие географической оболочки нарушение человеком какого-либо из перечисленных процессов.

5.4 Загрязнение Мирового океана

Мировой океан занимает более 70 % поверхности Земли и играет важную роль в развитии и функционировании географической оболочки, регулирует климатические процессы на Земле.

Ежегодно только в результате естественных процессов в океан поступает порядка 25 млн т железа, по 300 -- 400 тыс. т марганца, меди и цинка, по 180 тыс. т свинца и фосфора, 3 тыс. т Практически поступление этих элементов значительно возрастает, стимулируемое антропогенной деятельностью. Свинца, например, включая антропогенное поступление, ежегодно попадает в океан 650 тыс. т. Концентрация олова в морской воде уже в 3 раза превышает норму. Количество ртути, включая антропогенные источники, достигает свыше 5 тыс. т в год, причем фация ее в океанических водах за последние десятилетия более чем удвоилась.

Особую тревогу вызывает загрязнение океана и нефтепродуктами. Количество ежегодно поступающих в и океан нефти и нефтепродуктов, по различным источникам оценивается в 5 -- 10 млн т, и самое главное, в связи с увеличением общей добычи нефти в мире увеличивается и ее поступление в океан.

Основная масса нефти поступает в океан при аварии и сливе балластных вод, разработке нефти и газа на шельфах, в частности, только за последние 5--6 лет произошли крупнейшие выбросы нефти в океан: во время войны адском заливе Ираном были вылиты сотни тысяч тонн нефти, что поставило на грань экологической катастрофы все прибрежные государства; 10 апреля 1991 г. в результате аварии кипрского танкера в Лигурийском море в океан попало 109 тыс. т нефти.

Нефтяное загрязнение наносит огромный вред живым организмам, обитающим в морях и океанах. Под действием нефти меняются физиологические процессы, вызываются патологические изменения в тканях и органах, ухудшается работа ферментативного аппарата, нервной системы. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов нарушают энерго-,тепло-, водо- и газообмен. В итоге могут измениться климат земли, баланс кислорода в атмосфере.

Большие опасения вызывает радиоактивное загрязнение океанов в результате захоронения в них радиоактивных отходов и аварий на атомных судах. В 1972 г. в Лондоне была подписана, конвенция по предотвращению загрязнения морей и океанов сбросами, в том числе и радиоактивными. Несмотря на это соглашение, вплоть до 1983 г. Великобритания, Швейцария, Бельгия и Нидерланды регулярно проводили захоронение отходов низкой концентрации в северо-восточной части Атлантики, в международных водах у берегов Испании. Наибольшему загрязнению подвергаются прибрежные и шельфовые области, межматериковые и внутриматериковые моря, куда основная масса загрязнителей выносится речной сетью; способствует загрязнению также размещение в прибрежных районах промышленных предприятий, а на низменностях -- земледельческих угодий.

Из морей наибольшей загрязненностью отличаются Северное, Средиземное и Балтийское.

В современной науке существует несколько трактовок понятия "биосфера". Первоначально под ней понималась вся совокупность живых организмов на Земле. Этот термин был введен в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом. Тем не менее внедрение его остается заслугой нашего соотечественника В.И. Вернадского, создавшего учение о биосфере. В.И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, основа которой -- взаимодействие живого и костного вещества.

Биосфера является одним из важнейших звеньев географической оболочки Земли. Благодаря ей происходят основные энергетические процессы, преобразование и миграция веществ. Она переводит космические излучения в действенную земную энергию -- электрическую, механическую, тепловую и т. д. Космические излучения, идущие от небесных тел, охватывают биосферу. проникают всю ее и все в ней.

Биосфера -- сложная система, отдельные компоненты которой связаны между собой трофическими (пищевыми), энергетическими и другими взаимодействиями, реализуемыми в процессах перемещения (миграции) и превращения вещества и энергии. Биосфера - это не только пространственное (структурное), но и функциональное понятие. Она существует как единая система связанных между собой структурных компонентов и разнообразных процессов с обязательным участием в них всех живых существ. Данные процессы поддерживают относительную стабильность, устойчивость биосферы в целом и ее отдельных частей (ландшафтов, растительного покрова, животного мира, почвы).

Важнейшей и сложнейшей составной частью биосферы является почва. Этот относительно маломощный поверхностный плодородный слой суши является непременным участником всех современных процессов трансформации и миграции вещества, протекающих в биосфере и связанных с функционированием экосистем, обменом веществ в живыхорганизмах. В почве трансформируется огромное количество отмирающей биомассы и таким образом поддерживаются естественный состав атмосферы, а также плодородие, относительная стабильность или естественная эволюция самой почвы.

6.2 Антропогенное воздействие на почву

В настоящее время более 50 % ландшафтов суши изменены человеком, в том числе и почвенный покров. При этом земли, измененные коренным образом, составляют порядка 20 % (площади под застройки, дороги, аэродромы, а также осушенные, обводненные или затопленные территории). Сельским хозяйством освоено около 30 %. Воздействие человека на почвенный покров проявляется в самых разнообразных формах. Оно может быть прямым непосредственным и косвенным. Основные виды воздействия следующие:

1) механическое -- пахота, перемещение почвы, уплотнение, уничтожение;

2) агромелиоративное: прямое -- орошение, осушение; косвенное -- снижение уровня грунтовых вод, изменение микрорельефа (например, в результате создания водохранилищ);

3) химическое: прямое -- внесение минеральных удобрений, применение пестицидов, гербицидов и пр.; косвенное -- привнес в почву разными путями химических отходов промышленности;

4) через изменение растительного покрова (например, при вырубке леса и искусственных лесопосадочных полос);

5) через изменение животного мира -- уничтожение землеройных животных, червей, личинок насекомых, -изменение состава микроорганизмов;

6) при сельскохозяйственном использовании сочетаются несколько вышеуказанных видов воздействия, изменяются плодородие, структура, состав почвы, населенность организмами и пр.

Уплотнение почвы -- наиболее широко распространенный вид воздействия, проявляющийся в результате прокладки троп, дорог, действия транспортных средств. Уничтожение почвы происходит при открытой разработке полезных ископаемых как на месте создающегося карьера, так и на участках, отведенных под отвал, если почва не была предварительно снята и складирована. Полностью уничтожается почва при прокладке дорог, трубопроводов строительстве городов и других населенных пунктов. У нас до последнего времени при строительстве промышленных предприятий, объектов социальной инфраструктуры почва уничтожается. полностью. В последнее время с территории, где планируются объекты строительства, почва предварительно снимается и складируется

В настоящее время эрозией охвачены все крупные земледельческие регионы земли. Только за последнее столетие водной и ветровой эрозии подверглись почвы на площади 2 млрд га, и этот процесс не прекращается, а в отдельных районах значительно усиливается. В результате ежегодно из сельскохозяйственного оборота изымаются десятки тысяч гектаров земель.

Активизация эрозии наблюдается в районах интенсивного земледелия. Объем ежегодно сносимой с полей почвы достигает в бассейне р. Хуанхэ 7900 т/км2 в бассейне р. Верхней Вольты 17000, на склонах гор в Азербайджане 15000 --30000, на чайных плантациях в Грузии 20 000 -- 50 000, в горах Северной Осетии 30000 т/км2.

Огромный ущерб наносит эрозия сельскому хозяйству и в нашей стране. В 60-х гг. от нее пострадали сельскохозяйственные земли на площади 56 млн. га, а в 70-е гг. только в европейской части страны подверглись водной эрозии 50 мал. га и ветровой -- до 60 млн га. С 1985 по 1990 г. на территории России в результате эрозии, заболачивания, подтопления, зарастания из оборота были выведено около 7 млн га сельскохозяйственных угодий, из них 2 млл. га пашни. Ежегодные потери плодородной почвы достигают 1,5 млрд т.