Охрана окружающей среды. 5

27. Антропогенные  воздействия на потоки энергии и круговороты веществ. 

 

   Всеми отраслями человеческого хозяйства ежедневно добывается почти 300 млн. тонн веществ и материалов, сжигается около 30 млн т топлива, используется 2 млрд мводы и 65 млрд мкислорода. Все это  сопровождается расходованием природных ресурсов и массированные загрязнением среды.

   Сравнение антропогенных материальных потоков с параметрами биосферного круговорота показывает, что человеческая деятельность определяет существенную долю биогеохимической динамики вещества на планете. Общее потребление пресной воды человечеством достигло 2% объема влаги, вводимой в биосферный круговорот транспирацией всех растений суши. Антропогенный обмен газов в атмосфере составляет 15—18% всего биотического газообмена. Уровень использования продукции биомассы достиг 10%. Человечество в результате своей жизнедеятельности возвращает в атмосферу 1,5 Гт выдыхаемых углекислого газа и паров. При этом выделяется 18 ЭДж теплоты. На поверхность земли и в водоемы переходит 3,9 Гт жидких и 0,7 Гт твердых отходов (экскрементов людей и бытового мусора). Разница между приходом и расходом, близкая к 100 млн т в год, указывает на рост численности, массы человечества и массы предметов и материалов индивидуального потребления.

   Значительные ресурсы и экологические проблемы связаны с технической энергетикой и промышленным производством, включая и промышленные технологии в сельском хозяйстве. Так, сжигание 10  и Гт ископаемого топлива , как и биологическое окисление более 5 Гт растительной биомассы при скармливании сельскохозяйственным животным, связано с потреблением 34-35 Г̞ кислорода и возвращением в атмосферу 39-40 Гт углекислого газа, 9-10 Г̞ влаги (не включая техногенного испарения свободной воды). Кроме того, в воздух попадают продукты неполного сгорания, различные пыледымовые аэрозоли, окислы, соли, значительная масса разнообразных летучих веществ, которые выделяются в процессе производства, работе автотранспорта. Общая масса этих примесей составляет 2 Гт в год. В среду при этом выделяется до 400 ЭДж теплоты, создающей угрозу теплового загрязнения планеты.

   Более 100 Гт твердых и жидких отходов образуется за год добывающей и перерабатывающей промышленностью. Около 15% попадает со стоками в водоемы, остальное добавляется к отвалам, так называемой «пустой породы», свалкам, хранилищам и захоронениям промышленных отходов.

    Таким образом, критическую ситуацию в конце XX в. образуют следующие негативные тенденции.

1. Потребление ресурсов Земли настолько превысило темпы их естественного воспроизводства, что истощение природных богатств стало оказывать заметное влияние на их использование, на национальную и мировую экономику, привело к необратимому обеднению литосферы и биосферы.

2. Отходы, побочные продукты производства и быта загрязняют биосферу, вызывают деформации экологических систем, нарушают глобальный круговорот веществ и создают угрозу для здоровья человечества.

  Главной причиной противоречий оказывается именно количественная экспансия человеческого общества — высший уровень и быстрое нарастание совокупной антропогенной нагрузки на природу, усиление его разрушающего воздействия. Все это имеет очень серьезные не только экологические, но и социально-биологические и экономические последствия.

    Существенным отличием антропогенного массообмена от биотического круговорота веществ в природе является то, что первый не образует или почти не образует замкнутых циклов. Он существенно разомкнут как в качественном, так и количественном отношении. Может быть реально возобновлена только часть изъятых человеком из природы биологических ресурсов. Может быть утилизирована биотой или нейтрализована в результате биогеохимической миграции веществ только часть отходов производства. Темпы возобновления, утилизации и нейтрализации в современную эпоху отстают от темпов изъятия ресурсов и загрязнения среды. Наиболее характерно это для крупных промышленных городов.

   В пределах крупных городов изменены все элементы окружающей среды. В связи с тем, что антропогенный обмен составляет существенную часть биосферного круговорота веществ, то своей разомкнутостью он нарушает необходимую высокую степень замкнутости глобального биотического круговорота, выработанную в длительной эволюции и являющуюся важнейшим условием стационарного состояния биосферы. Антропогенные воздействия оказывают влияние и на круговороты воды, кислорода, углерода, азота, фосфора, серы.

   В одних случаях влияние хозяйственной деятельности человека на круговорот воды, или природный гидрологический цикл, может быть целенаправленным, в других — случайным, непредусмотренным.

   Так, количество осадков в промышленных регионах, как правило, увеличивается. Причиной этого служит обилие мельчайших частиц минеральных веществ, ускоряющих конденсацию водяных паров. Другой пример-усиление стока воды в результате уничтожения растительного покрова. Как известно, растительный покров (деревья, травы и др.) улавливают и удерживают воду, просачивающуюся в почву. Уничтожение растительности усиливает сток воды и может привести к наводнению. Нередко человек искусственно препятствует стоку речных и озерных вод, например в океаны. В таких случаях происходит загрязнение воды химическими и биологическими отходами.

   Жизнедеятельность живых организмов, как известно, поддерживается современным соотношением в атмосфере кислорода и углекислого газа. Естественные процессы потребления кислорода и углекислого газа и их поступление в атмосферу сбалансированы. Антропогенное воздействие оказывает заметное влияние на круговорот кислорода в биосфере. С развитием промышленности и транспорта кислород используется на процессы горения. Например, на сжигание разных видов топлива требуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелеными растениями. Уменьшается поступление кислорода в атмосферу из-за сокращения площадей лесов, степей и увеличения пустынь. Сокращается число продуцентов кислорода и в водных экосистемах. Главная причина- загрязнение океанов и морей, рек и озер. Ученые считают, что в ближайшие 150-180 лет количество кислорода в атмосфере может сократиться на 1/3 по сравнению с его содержанием в конце XX в. Особую тревогу в последние годы вызывает часто наблюдаемое разрушение озонового слоя.

  Глобальное равновесие (углекислый газ- живое вещество- отмершая органика) сильно сдвинуто практически во всех звеньях. Во-первых, при сгорании топлива при существующем уровне его потребления ежегодно в атмосферу дополнительно поступает 5-6*10т С. Во-вторых, выжигание тропических лесов для расширения пашни, необходимого в связи с ежегодным приростом населения в тропических и субтропических странах на 2,4%, приводит к высвобождению в виде углекислого газа около 5*10т С ежегодно. В-третьих, примерно такое же количество органического С фитомассы тропических лесов переходит в атмосферу вследствие лесозаготовок, при которых вывозится в виде древесины только часть фитомассы, а отходы (ветви, хвоя и т. д.) и поврежденные деревья сгнивают и минерализуются. В-четвертых, из почвы пашен, в первую очередь тропиков, в атмосферу ежегодно переходит еще 3 – 10*10С, первоначально содержащегося в органическом веществе почвы. Общее количество органического С, потерянного всеми наземными экосистемами, включая и нетропические, за исторический период составляет около 7-10*1011 т. Таким образом, целый ряд антропогенных процессов существенно сдвигает биосферный баланс углерода в сторону увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере. Хотя часть СОвыделившуюся при сгорании топлива, поглощают океаны, большая же ее часть остается в атмосфере. Результаты анализов убедительно свидетельствую-то неуклонном возрастании СОв атмосфере, начиная с 50-х гг. XX в. Представляется наиболее вероятным повышение уровня двуокиси углерода в атмосфере к 2000 г. на 25%. Такое увеличение способно вызвать повышение глобальной температуры на 1°С, «парниковый эффект». Это крайне опасно. В силу «парникового эффекта» и возможности изменения климата произойдет таяние полярных льдов, повышение уровня Мирового океана, затопление прибрежных территорий, ликвидация важных местообитаний для многих видов, включая человека.

   Дж. Митчелл (1979) считает, что в конце XX в. ожидаемое повышение температуры поверхности Земли проявится достаточно отчетливо. Он также полагает, что ко времени, когда возмущение климата от повышенного содержания СОпроявит себя в полной мере, и которое, возможно, наступит через тысячелетия или позже, температура земной атмосферы в глобальном масштабе может превзойти самые высокие уровни, имеющие место за прошедшие миллионы лет истории Земли.

   Фиксация атмосферного азота промышленностью более 30 млн т в год составляет в конце XX в.не менее трети всего имеющегося поступления соединений азота на поверхности суши и в океан (около 92 млн т ежегодно, включая индустриальную фиксацию; в это количество не входят газообразные и аэрозольные загрязнения атмосферы) и около половины того поступления азота в биосферу, которое было до промышленной революции. Денитрификация, приводящая к выводу азота из экосистем, составляет около 83 млн т в год, а отсюда ежегодно в биосфере накапливается до 9 млн т азота в связанной форме. Поток связанного азота, потребляемого непосредственно человечеством в виде пищевого белка и одежды, при годовой норме 5 кг может составить в 2000 г. 32 млн т.

    Кроме того, окислы азота, попадая в атмосферу, играют существенную роль в образовании смога. Избыток нитратов, попадающих в водоемы в результате неразумного применения удобрений в сельском хозяйстве, приводит к развитию в этих водоемах колоссальных популяций водорослей и, как следствие, к эвтрофизации водоемов. Выбросы аммиака и различных окислов азота в атмосферу составляют ежегодно 200-350 млн т, определенная часть которых возвращается на поверхность почвы или водоемов в виде «кислых осадков», вызывающих губительные изменения в экосистемах.

   В ряде регионов биосферы антропогенное поступление азота в экосистемы преобладает над всеми другими источниками. Например, в США из 21 млн т азота, ежегодно поступающего в почвы, на атмосферные осадки приходится 5,6 млн т, на биогенную фиксацию -4,8 млн т, на минеральные удобрения -7,5 млн т.

   В связи с тем, что на Земле запасы фосфора -важного элемента для функционирования экосистем- малы (содержание не превышает 1 % в земной коре), любое воздействие человека на биогеохимический круговорот фосфора имеет ряд отрицательных последствий.

 

 

Потери фосфора делают его круговорот менее замкнутым. Эти нарушения связаны со следующими антропогенными факторами.

  1. Извлечение фосфора из руд и шлаков, производство и применение удобрений для сельского хозяйства. 
  2. Производство препаратов, содержащих фосфор и используемых в индустрии и быту. 
  3. Производство большого количества фосфорсодержащих продуктов и кормов, вывоз и потребление их в зонах концентрации населения. 
  4. Добыча морепродуктов и потребление их на суше, которое включает за собой перераспределение биогенных фосфатов из океана на сушу.

Замена природных биоценозов агроценозами сопровождается утратой значительных запасов фосфора, так как его содержание в фито-массе лесов и луговых степей достигает нередко десятков килограммов на гектар, а в лесных подстилках - еще больше. Потери фосфора при водной эрозии почв также весьма значительны. Эродируемые почвы теряют фосфора до 9-22 кг с гектара в год.

В 90-х гг. XX в. мировое производство фосфорных удобрений и других соединений фосфора составляло около 35 млн т в год в пересчете на Р2 05 , а к 2000 г. ожидается удвоение этой цифры. Основное количество этих фосфатов извлекается из горных пород, остальная часть - из гуано. Дальнейшее использование этого фосфора таково: из 10 частей фосфора, израсходованного на корм скоту, человеку с продуктами питания попадает одна часть, три части поглощаются почвой и остаются там, а шесть частей, или 60%, поступают в экскреты и, если не используются в качестве удобрений, что нередко и происходит на практике, то смываются в водоемы и вызывают их эвтрофизацию. Попавший в реки фосфор только частично поступает в океан. Часть его удерживается в водохранилищах, опять же стимулируя их эвтрофизацию. Таким образом, наблюдается перекачка фосфора из горных пород (апатиты, фосфориты) в клетки сине-зеленых водорослей, накапливающихся в эвтрофицированных водоемах. Миграция фосфора по этим цепям, вероятно, не меньше, чем естественный процесс его поступления с речными стоками в воды Мирового океана, который составляет около 2 млн т или несколько больше.

   П. Дювиньо (1967) подчеркивал, что «положение однажды окажется весьма угрожающим, и можно согласиться с Уэлсом, Хаксли и Уилсом (1939) в том, что фосфор наиболее слабое звено в жизненной цепи, которая обеспечивает существование человека».

   Общее количество серы, вовлеченное в ее биогеохимический цикл, оценивается следующими цифрами (в год): из океана в атмосферу поступает 82 млн т, а осаждается 96 млн т. С суши в атмосферу поступает 130 млн тонн и возвращается 116 млн т. Антропогенные источники дают 46% поступления серы с суши в атмосферу, и практически все ее соединения, поступившие туда техногенным путем в виде окислов и других соединений, возвращаются на поверхность земли и оказывают губительное действие на экосистемы. Один из основных антропогенных источников соединений серы, поступающих в биосферу, — это сера извлеченных из недр нефти и угля или сера, накопленная живым веществом былых биосфер на протяжении огромного времени, возвращаемая в современную биосферу «залпом». По прогнозам, глобальные выбросы техногенных окислов серы по сравнению с началом 70-х гг. XX в. к 2000г. могут увеличиться в 2—3,5 раза. Такое перенасыщение будет способствовать значительному изменению естественного круговорота серы в природе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51. Парниковый  эффект. Вещества и процессы, приводящие  к развитию парникового эффекта.  Последствия этого явления.

   Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

    Еще в 1827 году французский физик Жозеф Фурье предположил, что атмосфера земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос.  
Этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам, таким, например, как водяные испарения и углекислый газ. Они пропускают инфракрасный свет, излучаемый солнцем, но поглощают инфракрасное излучение, имеющее более низкую частоту и образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30 градусов холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически исчезла.  
    В течение прошлого века температура у поверхности земли выросла на 0,6 градуса Цельсия (плюс-минус 0,2 градуса). При этом, по оценкам ученых, до 2100 года температура может вырасти еще на 1,5-5,8 градусов Цельсия. Согласно спутниковым наблюдениям, проводившимся с конца 1960-х годов, в результате потепления площади снежного покрова Земли сократились на 10%. Как следствие, повысился уровень моря - в среднем на 20 см в течение прошлого столетия. А до 2100 года, по оценкам специалистов, уровень моря может подняться еще на 47 см.  
  Однако многие содержащиеся в ее атмосфере газы - водяной пар, СО2, метан, закись азота и т. д. - прозрачны для видимых лучей, но активно поглощают инфракрасные, удерживая тем самым в атмосфере часть тепла.  
  В последние десятилетия содержание парниковых газов в атмосфере очень сильно выросло. Появились и новые, ранее не существовавшие вещества с "парниковым" спектром поглощения - прежде всего фторуглеводороды.  
  Газы, вызывающие парниковый эффект, - это не только диоксид углерода (CO2). К ним также относятся метан (CH4), закись азота (N2O), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF6). Однако именно сжигание углеводородного топлива, сопровождающееся выделением CO2, считается основной причиной загрязнения.  
   Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере (а он главный виновник парникового эффекта) - это следствие сжигания топлива. Нынешний уровень загазованности - самый высокий за всю историю.  
  Причина быстрого роста количества парниковых газов очевидна, - человечество сейчас сжигает за день столько ископаемого топлива, сколько его образовывалось за тысячи лет в период образования месторождений нефти, угля и газа. От этого "толчка" климатическая система вышла из равновесия и мы видим большее число вторичных негативных явлений: особо жарких дней, засух, наводнений, резких скачков погоды. 
  Парниковый эффект относится к числу проявлений глобального экологического кризиса. Эта тенденция наметилась в связи с увеличением в атмосфере концентраций углекислого газа, метана и некоторых других парниковых газов.  
  В последние десятилетия и, особенно в последние годы, парниковый эффект стал крупной научной проблемой, от решения которой существенно зависит возможность перехода цивилизации на путь устойчивого развития. Как отклик на озабоченность тенденциями глобального изменения климата, эта проблема нашла достаточно широкое освещение в научных публикациях, оценках экспертов ООН и программах проведения исследований.  
  Важнейшей причиной изменений климатической системы является накопление в атмосфере антропогенных парниковых газов и вызываемое ими нарушение радиационного баланса атмосферы. 

 

 
Парниковый  газ

 
Основные  источники

 
Доля влияния на глобальное потепление, %

 
Диоксид углерода (СО2)

 
Сжигание ископаемого топлива (77 %), вырубка лесов (23 %)

 
55

 
Хлорфторуглероды (фреоны) и родственные

 
Утечка при различных промышленных применениях

 
24

 
Метан (СН4)

 
Рисовые плантации, утечка газа,

 жизнедеятельность животных

 
15

 
Оксид азота (N2O)

 
сжигание биомассы, применение удобрений,

сжигание ископаемого  топлива

 
6


 

 

    В 1988 г. Генеральной Ассамблеей ООН была создана Межправительственная группа экспертов по проблемам изменения климата (IРСС). В задачи этой группы входило оценить состояние проблемы и привлечь к ней внимание мировых лидеров.  
   Учеными был сделан однозначный вывод о том, что выбросы в атмосферу, вызванные человеческой деятельностью, приводят к существенному увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере. На основе расчетов с использованием компьютерных моделей было показано, что если сохранится нынешняя скорость поступления парниковых газов в атмосферу, то всего за 30 лет температура в среднем по Земному шару повысится, примерно, на 1°С. Это необычно большое повышение температуры, если судить по палеоклиматическим данным.  
   Необходимо отметить, что оценки экспертов, по-видимому, несколько занижены. Потепление, скорее всего, будет усиливаться в результате ряда природных процессов. Причиной большего, чем прогнозируемое, потепления может быть неспособность нагревающегося океана поглощать из атмосферы расчетное количество диоксида углерода.  
  Глобальное потепление должно сопровождаться усилением осадков (к 2030 г. на несколько процентов), а также повышением уровня Мирового океана (к 2030 г. - на 20 см, а к концу столетия - на 65 см).  
  Прогнозируемое повышение уровня океана на 65 см вызовет опасную ситуацию для жизнедеятельности 800 млн. человек. Подвергнутся затоплению низменные побережья таких стран, как Бангладеш, Египет, Индонезия, Мальдивы, Мозамбик, Пакистан, Таиланд, Гамбия и Суринам.  

   По оценкам ученых НИИ прикладной геофизики, потепление и изменение характеристик глобальной климатической системы в результате антропогенных выбросов парниковых газов стало реальной опасностью для всего человечества. Эти изменения ведут к крупномасштабным негативным последствиям практически во всех областях деятельности человека. Наиболее значительному потеплению подвержены высокие широты Земного шара, в которых расположена значительная часть Российской Федерации.  
    В Российской Федерации весьма уязвимыми к изменениям климата являются сельское, лесное и водное хозяйства. Это связано, главным образом, с перераспределением осадков и увеличением числа и интенсивности засух. При непринятии превентивных мер ожидается, что падение средней продуктивности зернового хозяйства может достигнуть 26 %, а общей продуктивности растениеводства - порядка 10 %. Резко возрастет поражение лесов вредителями и их гибель от увеличения пожаров во время засух.  
   Ожидаемые изменения объема и режима стока рек потребует больших затрат на дополнительное обустройство водохранилищ гидроэлектростанций. Эти изменения стока приведут также к изменениям уровня внутренних морей и, как следствие, к неблагоприятным нарушениям прибрежных территорий. 
   В зоне вечной мерзлоты, которая занимает около 10 млн. кв. км (58 % площади страны), в результате ее таяния при потеплении климата будет разрушаться хозяйственная инфраструктура, в первую очередь, из-за уязвимости добывающей промышленности, энергетических и транспортных систем, коммунального хозяйства. При отсутствии защитных мер разрушениям будут подвергаться, в первую очередь, жилые и производственные здания и сооружения, дороги, аэродромы, нефте- и газопроводы. Подъем уровня Мирового океана приведет к затоплению и разрушению береговой зоны и низменных территорий дельт рек с расположенными здесь городами и поселениями. Подъем уровня океана представляет наибольшую опасность для обширных низменных территорий севера России и крупных приморских городов, например, Санкт-Петербурга. Изменение климата может оказать негативное влияние на здоровье населения как из-за усиления теплового стресса в южных районах, так и распространения многих видов заболеваний (холеры, малярии и т. д.) далеко на север. Возможны и позитивные последствия изменения климата, однако, по существующим представлениям, они будут иметь ограниченный характер. Хозяйственно-полезным, например, может оказаться повышение продуктивности сельскохозяйственных культур при увеличении концентрации СО2 в атмосфере, увеличение осадков и т. п.  
   Отмеченные выше возможные изменения в окружающей среде, обусловленные потеплением и изменением характеристик глобальной климатической системы, безусловно, будут сопровождаться серьезными экологическими последствиями, изменениями в структуре природных экосистем, ландшафтов и т. п.  
   Вместе с тем, следует иметь в виду, что в настоящее время существуют неопределенности и проблемы в понимании экологических изменений, связанных с глобальным потеплением. Нет полной ясности в вопросах взаимосвязи изменения климата с химией атмосферы, динамикой популяций, сообществ и экосистем, а также по некоторым другим направлениям.  
   Перед лицом глобальной опасности изменения климата в 1992 г. на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро странами-членами ООН была подписана рамочная Конвенция об изменении климата, которая ратифицирована Российской Федерацией 4 ноября 1994 г. В настоящее время Конвенция вступила в силу. Согласно статьям 4 и 12 Конвенции Российская Федерация обязана регулярно разрабатывать и представлять Конференции сторон Конвенции национальные программы и сообщения с подробным описанием политики и мер по регулированию антропогенных выбросов и стоков парниковых газов, а также мер по адаптации к изменениям климата.  
  В области фундаментальных наук в рамках Государственной научно-технической программы "Глобальные изменения природной среды и климата" при активном участии ученых Российской академии наук (Израэля Ю.А. и др.), ученых и специалистов Госкомгидромета и других ведомств и министерств Российской Федерации проведены исследования по проблеме антропогенных изменений климата. Практические аспекты этой проблемы, в частности, методические основы создания информационных систем об изменении климата и их прогнозов и способы оценки последствий изменения климата разработаны в рамках ведомственной программы Росгидромета.  
   В Российской Федерации разрабатывается или уже осуществляется ряд государственных научно-технических, федеральных целевых и ведомственных программ, направленных на повышение экономической, энергетической и экологической эффективности всех стадий добычи, преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов, повышение эффективности сельского, лесного хозяйства и других отраслей. Эти программы должны стать основой Федеральной целевой программы по предотвращению опасных изменений климата и их отрицательных последствий.  
   По мнению ученых и специалистов, эта Программа должна обеспечить осуществление комплекса мероприятий по предотвращению отрицательных последствий изменения климата в России и национальных мер по уменьшению опасных изменений климата в рамках Конвенции  ООН об изменении климата. Осуществление таких мер является комплексной научно-технической и организационной задачей государственного масштаба и требует скоординированных действий министерств и ведомств на единой основе. Она должна обеспечить преодоление существующих недостатков в информационном обеспечении об изменении климата, антропогенных причинах и источниках таких изменений путем создания автоматизированных информационных систем.  
   Как показывают результаты исследований, проведенных в связи с подписанием рамочной Конвенции ООН по проблеме изменений климата, сегодняшний экономический потенциал всего человечества недостаточен для быстрого решения проблемы и достижения конечной цели Конвенции, состоящей в том, чтобы добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере.  
  Учитывая, что до стабилизации концентрации парниковых газов на уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему, а, следовательно, не привел бы к опасным последствиям изменения климата, пройдет еще немало времени, необходимо в ближайшей перспективе на национальном уровне выполнить определенные подготовительные меры, направленные на адаптацию к возможным последствиям изменения климата.  
Эти меры должны обеспечивать ведение хозяйства в условиях изменяющегося климата, свести к минимуму отрицательные последствия для экономики, здоровья населения, качества окружающей среды. Вместе с тем, задача состоит в том, чтобы всемерно использовать возникающие при изменении климата позитивные эффекты. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

93. Сведение лесов. Причины и  пути решения данной проблемы.

 

    Сведение лесов - одна из важнейших  глобальных экологических проблем

современности. В функционировании природных экосистем  роль лесных сообществ

огромна. Лес поглощает атмосферное загрязнение  антропогенного происхождения,

защищает  почву от эрозии, регулирует сток поверхностных  вод, препятствует

снижению  уровня грунтовых вод и т. д.

    Уменьшение площади лесов вызывает  нарушение круговоротов кислорода  и углерода

в биосфере. Хотя катастрофические последствия  сведения лесов широко известны,

их уничтожения  продолжаются. Леса на нашей планете  занимают площадь около

42млн.  км. кв., но их площадь ежегодно уменьшается на 2%. Несмотря на то, что

Россия  имеет самую большую в мире площадь лесов (на каждого жителя приходится

около 5 га лесных угодий), используется это  богатство не эффективно. Массовые экстенсивные лесозаготовки, базирующиеся на сплошных вырубках, к концу XX столетия охватили по существу весь гослесофонд страны. Эти рубки зачастую подрывают основы лесного воспроизводства, особенно в европейской части России и на Урале.

   Сведение лесов влечет за собой  гибель их богатейших фауны  и флоры. Человек

должен  помнить, что его существование  на планете неразрывно связано с  жизнью

и благополучием  лесных экосистем.

  Уничтожение  лесов на земле происходит  с угрожающей быстротой. В середине 1990-х годов, по оценкам Института  мировых ресурсов, только тропические  леса исчезали со скоростью  16-20 млн. га в год, т.е. 0,6 га  в секунду, главным образом  ради удовлетворения потребностей  растущего населения в сельскохозяйственных  землях и древесине. В умеренном  поясе Северного полушария леса  сильно страдают от загрязняющих  атмосферу отходов промышленных  предприятий, а обширные леса  Сибири (тайга) находятся под угрозой  крупномасштабной вырубки.

   Сведение лесов представляет  собой серьезную глобальную экологическую  проблему. Леса в процессе фотосинтеза поглощают огромное количество углекислого газа, поэтому их уничтожение может привести к повышению его концентрации в атмосфере, что, как полагают многие ученые, в XXI в. будет способствовать глобальному потеплению в связи с так называемым парниковым эффектом. Более того, широко распространенное сейчас выжигание влажных тропических лесов в развивающихся странах приводит к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере. В тропических лесах до сих пор обитает большинство видов животных, растений и микроорганизмов планеты, разнообразие которых постоянно сокращается. Некоторые из них используются или будут использоваться в перспективе в медицине и сельском хозяйстве.

   Наука, изучающая леса, называется  лесоведением. Одна из ее основных  прикладных отраслей – лесоводство,  которое разрабатывает методы  разведения лесов из определенных  пород, их использования и восстановления  на вырубках, гарях и иным образом  нарушенных лесных площадях. Оно  также занимается проблемой создания  лесов в безлесных в прошлом  районах. Лесоводство требует  знания свойств древесных пород и их генетики для выведения гибридов или отбора естественных линий с особыми признаками, например повышенной устойчивостью к поражению насекомыми или заболеваниями и высокими темпами роста. Направление, называемое дендрологией, связано с классификацией деревьев. Еще одна область лесоведения – экология древесных пород.

   Дендрометрия, или лесная таксация, – это установление количественных  параметров лесов: запасов древесины,  высоты и качества деревьев  и древостоев. Такие данные необходимы  для оценки лесов в коммерческих  целях, а также для изучения  их развития и определения  эффективности различных методов  их использования и разведения.

    Лесоустройство – система мероприятий  по разведению и целенаправленному  использованию лесов на основе  знаний в области лесоводства,  социально-экономической информации  и опыта предпринимательской  деятельности. Первые попытки рационального  ведения лесного хозяйства были  направлены на улучшение условий  охоты и возобновление промысловых  животных. В XVIII столетии в Германии  начались лесоустроительные работы  с целью повышения производства  древесины. Хотя в США уже  в 1817 появились охраняемые насаждения  для обеспечения корабельным  лесом военно-морского флота,  но лишь в конце XIX в. проявился  интерес к лесоустройству. Первоначально  преследовались две цели: водоохранная и лесозаготовительная. Позже сформировалась концепция многоцелевого использования лесных массивов: для получения древесины, воспроизводства дикой фауны, охраны водных и почвенных ресурсов, рекреации, научных исследований, удовлетворения эстетических и других потребностей. Обычно превалирует одна из этих функций, но встречаются и леса многоцелевого назначения.

    Еще одно важное направление  современного лесоводства – охрана  лесов. Ежегодно леса сильно  страдают от инвазий насекомых  и заболеваний, пожаров и таких  неблагоприятных погодных явлений,  как ураганы, засухи и сильные  снегопады с порывистым ветром, приводящие к обледенению стволов  и ветвей. Человек также может  наносить большой вред нерациональными  лесозаготовками, выпасом скота  в непригодных для этой цели  лесных угодьях, уничтожением  хищников, контролирующих численность  вредителей, и непосредственным  сведением лесов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

   В состав данного  комплекса входит 30 предприятий,  в том числе предприятий черной  металлургии – 19, цветной металлургии  – 11.

   Наиболее крупными  водопользователями в отрасли  "черная металлургия" являются  ОАО "ММК", ОАО "Мечел", ОАО "Златоустовский металлургический комбинат", ООО "Саткинский чугуноплавильный завод", ОАО "Комбинат Магнезит", ОАО "Ашинский металлургический завод".

   Источниками водоснабжения  данных предприятий являются: Магнитогорское водохранилище, пруд ЧГРЭС на р. Миасс, р. Ай, Саткинское (городское) водохранилище на р. Б. Сатка, р. Сим, приемниками сточных вод –  р. Урал, р. Сухая, Магнитогорское водохранилище, р. Миасс, р. Ай, р. Б. Сатка,  р. Сим.

Таблица 1.               

Динамика забора, использования  воды и сброса сточных                     

вод предприятиями черной металлургии (млн. м3

 

Годы

Забор воды

Использование

Сброс сточных вод

1

2

3

4

2011 г.

289.15

259.82

195.88

2012 г.

286.82

262.68

191.17


 

 

В текущем году уменьшились  объемы забора воды на 2,33 млн. м(0,8%) и сброса точных вод на 4,71 млн. м(2,4%), что связано с уменьшением объемов откачиваемых шахтных и карьерных вод на ОАО "Магнезит" г. Сатки.

Объем использования свежей воды увеличился на 2,86 млн. м(1,1%) в связи с запуском в работу цеха по производству минераловатных изделий на ОАО "Саткинский чугуноплавильный завод".

Из общего объема забранной  воды измерено водоизмерительной аппаратурой 108,77 млн. м(37,9%).

В 2012 г. предприятиями данной отрасли сброшено всего сточных  вод в поверхностные водные объекты 191,17 млн. м(97,6%) из них:

недостаточно- очищенных – 93,92 млн. м3; без очистки – 91,4 млн. м3; нормативно-чистой – 5,85 млн. м3.  

 

 

Таблица 2

Характеристика загрязняющих веществ

в составе сточных вод  предприятий черной металлургии (т)  

 

Загрязняющие вещества

2011 г.

2012 г.

1

2

3

БПК полн.

710

1150

Нефтепродукты

60

90

Взвешенные вещества

1660

1170

Сухой остаток

73850

65830

Сульфаты

24000

24920

Хлориды

10220

9880

Железо

71.96

63.92

     

Фтор

117.19

110.36

Мышьяк

0.05

0.05

Ванадий

0

0


 

  

 

 

                                                                                                   Продолжение табл. 2 

 

Азот аммонийный

315.96

622.35

Магний

2853.23

2703.97

СПАВ

0.01

0.01

Фосфор общ.

2.53

1.85

Нитраты

1122.28

1056.24

Нитриты

42.31

112.84

Фенолы

0.72

0.78

Медь

0.95

0.95

Цинк

12.61

9.34

Никель

2.39

2.38

Хром

1.48

1.34

Ртуть (кг)

0

3.0

Бензол

0.24

0.25

Гидрозин

0.19

0.21

Свинец

0.17

0.21

Марганец

9.04

5.15

Цианиды

1.26

2.01

Роданиды

1.95

1.78

Калий

10

10

Кальций

7370

6340

Кремний

123.51

146.06

Натрий

70

40

Толуол

0.24

1.01

Хром6+

0.5

1.02

Итого:

122630.77

114274.083