В статье речь пойдёт об одном из важнейших для человека природных ресурсов – почве. С увеличением населения мира, значение её возрастает. Всё сельское хозяйство и животноводство немыслимо без сколько-либо плодородных почв, от них зависит жизнь лесов и многих других экосистем. Однако, несмотря на крайнюю важность вопроса, сокращение земель продолжается. По различным оценкам, около 2 млрд. га почв находятся в стадии деградации, что составляет около 15 % поверхности суши. Чтобы лучше представить масштабы этого бедствия, можно сказать, что площадь деградировавших почв превышает площадь территории России. Рост числа отходов, вредные химикаты и удобрения, используемые в сельском хозяйстве, неразумное использование земель для строительства и животноводства, являются главными причинами деградитации почв. Урон, наносимый человечеством, ведёт к последствиям, с которыми ни одно государство не справится в одиночку. Глобализация не оставляет иного выбора, кроме как сообща решать проблемы, вышедшие за пределы одного государства.

Методология современной очистки почвы от техногенных загрязнений

В настоящем разделе рассматривается применяемость методов очистки почвы, отвечающих проблематике последствий загрязняющего техногенного использования земли в условиях современной цивилизации и ее технически развитой культуры. Определение метода очистки почвы обусловливается множеством обстоятельств, главнейшие из которых - род загрязнения грунта (углеводородами, тяжелыми металлами, различными химикатами, и т.д.), природа почвы (проницаемая или нет, ее гранулезность, влажность, кислотность, и т.д.) и ожидаемые в дальнейшем нормативные императивы по отношению к его экологическому состоянию. Главным образом очистка почвы заключается в том, чтобы на заданной территории сделать поверхность земли и ее недра пригодными для нового промышленного или бытового использования, даже осуществить возврат к первичному природному состоянию или обеспечить ее пригодность к сельскохозяйственному использованию, после ее загрязнением чрезвычайным происшествием или деятельностью техногенного характера. Таким образом, в современных индустриальных государствах с прогрессивной природоохранной культурой, применяются два принципиальных подхода при проработке задачи очистки почвы. Первый - "универсально-функциональный", предполагает очистку почвы до замеров отвечающим местным нормативным императивам по концентрации техногенных загрязнителей и гарантирует в дальнейшем любое использование обработанной земли. На сегодняшний день выработаны разносторонние методы "оздоровления" земли, ставшие ответом на существующее разнообразие обстоятельств загрязнения грунта. Их основная суть состоит в том, чтобы либо частично или полностью извлечь загрязнители из почвы, либо обезвредить или уничтожить их в ней. Методы очистки почвы могут делиться на три категории: "вне местности", "на местности" и "на месте". Первые два требуют обычно извлечения земли подлежащей обработке, последний же осуществляется на месте путем встраивания в местность процесса очистки. Существует еще последний организационный метод – консервация почвы, но он не является, строго говоря, очисткой. Речь идет попросту о предотвращении распространения загрязнителей посредством установки непроницаемых преград (геомембран, бетонированных заграждений, слоев глины, и т.д.) между загрязненной и здоровой средой. К такому средству прибегают в случаях когда, другие методы недейственны, и в ожидании открытия технологии способной соответствовать задаче полноценной оздоровительной обработки грунта. Перед приступлением к самой очистке почвы, обычно проводится исследование природы и происхождения загрязнения, с целью конкретного определения непосредственно самих загрязнителей, обозначения пространства и объема земли подлежащей обработке.

Последовательно осуществляются: изучение истории местности и осуществленной на ней деятельности; каротаж и физико-химическое исследование найденных загрязнителей; лабораторная оценка и, в случае необходимости, предварительное апробирование на месте разных методов и процессов обработки грунта; наконец, первоначальный отчет и проект очистки земли (обычно составляемы с учетом будущего применения местности). История показывает, что первоначальным методом очистки была замена почвы: земля удалялась на всю толщину загрязнения и замещалась чистым грунтом, взятым в другом месте. Помимо вытекающих затрат на транспортировку, стоимость хранения или переработки загрязненной земли соразмеряется с ее перемещенными объемами, которые зависит напрямую от площади и глубины загрязненной территории. Стоит отметить, что загрязненная земля с момента выемки считается промышленным отходом и свое злокачественное состояние она может сохранять на протяжении сотни лет. При рассмотрении методов очистки почвы, следует различать их по характеру действия в процессе применения по двум основным категориям: физико-химические и биологические. Физико-химические методы выполняются по двум направлениям: обработка земли "на месте" - в слоях почвы, либо ее переработка "на местности" посредством выемки. Первое направление физико-химических методов заключается в нагнетании в почву жидкостей или газов под давлением, способных разлагать загрязнители в тех случаях, когда они известны. Следовательно, загрязненную землю можно постепенно обработать на месте. Данная методика подразумевает запуск временной промышленной обрабатывающей установки с целью выполнения процесса перколяции или нагнетания газа, а вслед за этим извлечения продуктов выщелачивание и их последующей переработки. Такая методика подходит для воздухопроницаемых грунтов, с применением летучих растворителей (к примеру, хлорированных): специальные скважины позволяют осуществлять процесс нагнетания и следующим за эти рекуперацию паров. В случаях же с песчаными грунтами и при наличии летучих или полулетучих загрязнителей (в том числе углеводородных), непосредственно проводится вакуумирование с помощью вакуум- насоса; получаемые пары проходят обработку посредством каталитического окисления, конденсации путем охлаждения или адсорбции активированным углем.

Кроме того, чтобы увеличить эффективность указанной методики, почва может быть разогрета (посредством микроволн). Собственно, термическая обработка может сама по себе представлять отдельный метод очистки почвы не требующий ее выемки. Таким способом могут быть полностью или частично удаленны многие загрязнители, но не тяжелые металлы (в связи с проблемой их дальнейшей конденсации). Это один из наиболее применяемых методов очистки, заключающийся в нагревании грунта до температур колеблющихся между 80°C и 450°C в среде бедной кислородом с целью испарения загрязненности. Как только загрязнители переходят в пар, они либо окисляются или разлагаются (иногда преобразовываясь в углекислый газ или воду), либо направляются в специальную установку перерабатывающею воздух и пар. Другой методикой направления физико-химических очистки, принципиально отличающейся от предыдущих, является электрохимическая обработка. В рамках такой технологии, в загрязненную землю устанавливаются электроды с постоянным током. Суть методики в том, что в большей части грунтов в мельчайших скважинках (порах) между крупицами земли имеется некое содержание жидкостей, растворов солей, которые наделены электропроводимостью. Также, чтобы реализовать указанную методику используются химические реагенты или растворы поверхностно-активных веществ. Загрязнители имеют свойство разбавляться в почвенной жидкости, и в результате прохождения электрического тока они подвергаются таким "перерабатывающим" процессам, как электрохимическое окисление, электролиз, электрокоагуляция и электрофлотации. В последствии, происходит миграция загрязнителей к электродам, у которых их затем изымают. Стоит отметить, что такая методика подходит в условиях малопроницаемых пород грунта. Еще одним эффективным физико-кинетический методом обработки загрязнений в слоях земли является применение ультразвука. С наступлением критического уровня давления звуковых волн, в почвенных жидкостях образуется эффект кавитации, а при схлопывании кавитационных пузырей возникают ударные потоки, расщепляющие загрязняющие вещества или смывающие их с твердых крупиц грунта. Кроме того, кавитационные разрывы приводят к ионизации и стимулированию трансформации молекул, а следом к их окислению и переработке. Необходимо отметить, что при ограничительных технических и материальных обстоятельствах, описанные выше методы также могут быть реализованы "на местности" - не в толще почвы, а на ее поверхности. Тем не менее, в рамках второго направленияфизико-химических методов, существует методика, принципиально требующая выемки грунта - "промывка" земли. Цель методики отделить самые мелкие частицы, в которых главным образом сосредоточенны загрязнители, или заключить эти загрязняющие вещества в жидкий раствор (воду, кислоту): после выемки земля просеивается, к ней добавляется растворы поверхностно-активных веществ либо сильные окислители; нагнетаемые в полученную смесь пузырьки воздуха переносят фазы содержащие загрязнители на основе принципа гидрофобного сродства. Такая методика подходит в разной степени по отношению к большинству загрязняющих веществ, при этом, он приводит к загрязнению существенного объема воды, которую в свою очередь требуется перерабатывать. Наконец, вторая основная категория методов очистки земли - биологическая. Подобная методика очистки развивается с 1990-х гг. и основывается на способности некоторых биологических видов фильтровать, накапливать и разлагать в своем организме вредоносные вещества, или даже употреблять их в пищу. Считается, что такой способ переработки загрязненной почвы способен разрешить часть трудностей связанных со стоимостью классических подходов и может быть применен "на месте" как наиболее щадящая методика очистки земли (биодеградация, биоиммобилизация, биовыщелачивание). В свою очередь, такая методика подразделяется на два основополагающих направления: фиторемедиация и микробиологическая ремедиация. Направление фиторемедиации подразумевает выращивание конкретных родов растений на засоренных загрязнителями грунтах. Многие растения способны заключать в своих клетках тяжелые металлы, радионуклиды, загрязняющие органические соединения и другие нежелательные вещества. Некоторые растения производят ферменты, которые разлагают такие загрязнители на менее или вовсе не вредоносные соединения. Например, торф обладает эффективным расщепляющим действием и не нуждается в продолжительном приспосабливании к загрязненной почве. Растения также отбираются по их размеру и способности погружать корневую систему глубоко в грунт, а также в зависимости от рода загрязняющих веществ, которые он способны поглощать. С целью устранения подавляющего большинства загрязнителей, следует провести ряд циклов фиторемедиации. Данный метод обработки земли завершается удалением и уничтожением примененных растений. Остающийся в результате сжигания пепел представляет собой небезопасный отход и его необходимо утилизировать, в частности путем извлечения остатков металлов и их повторного использования в металлургии. Второе направление биологической методики очистки - микробиологическая ремедиация, подразумевает целенаправленное стимулирование жизнедеятельности определенной грунтовой микрофлоры и привнесение культур специфических микроорганизмов. Многие бактерии способны разлагать сложные молекулы и таким образом извлекать необходимую для жизни энергию. Кроме того, прямой и сравнительно простой технологией активизации микрофлоры в процессах расщепления почво- загрязняющих веществ, представляется биовентиляция. Суть такого метода в том, что в засоренную загрязнителями землю посредством предусмотренной системы вертикальных и горизонтальных скважин загоняется кислород необходимый для стимулирования земленных микроорганизмов в их функции разложения загрязняющих веществ. В результате воздействия потоков кислорода, загрязнители (жидкого и полужидкого характера) переносятся через грунт. Ко времени выхода на поверхность потоков кислорода, большинство загрязняющих веществ оказываются переработанными и разложенными микрофлорой почвы. Таким образом, существенно уменьшается количество загрязнителей в исходящих газах. Тем не менее, хотя методика микробиологической ремедиации земли в общем и находит подтверждение в лабораторных испытаниях, ее применения в реальных условиях может оказываться неудовлетворительным, например при чрезмерном локальномсодержании загрязняющих веществ, или если местность наделена спецификой препятствующей росту и распространению упомянутых микроорганизмов. Кроме того, было впоследствии отмечено, что подобная методика очистки почвы в случаях с некоторыми загрязнителями может приводить к образованию продуктов разложения по природе своей более вредоносных и передвижных в грунте, чем изначальные вещества. К тому же, такие метаболиты будут разными в зависимости от кислородных условий жизнедеятельности соответствующей грунтовой микрофлоры. В настоящее время ведутся исследования с целью выделения типов микроорганизмов отвечающих за разложение каждого из видов загрязняющих веществ. Подытоживая, необходимо отметить, что ни один из представленных выше методов не позволяет полностью очистить землю, которая был загрязнена в результате многолетних неконтролируемых выбросов промышленных отходов. На практике же, чтобы добиться наилучших результатов, сочетаются, как правило, несколько методов очистки с целью оптимизации удаления загрязняющих веществ. Вследствие чего, полученные показатели достигают приемлемого уровня, соответствующего нормативам по максимально допустимому содержанию самых вредоносных загрязнителей и в соответствии с будущим использование земли. В результате очистительной обработки, местность, в дальнейшем, рекомендуется предоставлять для непромышленного пользования (по крайней мере, для такого рода пользования, которое кардинально отличается от предшествующего по своим техногенным эффектами на структуру и свойства грунта, а, главное, не способствует его однообразному качественному оскудению), допустимого при характеристиках достигнутых соответствующей степенью очистки, поскольку, по сути, речь не идет о том, чтобы полностью вернуть землю к ее состоянию, предшествующему загрязнению (полная очистка) по причине чрезмерной стоимости современных процессов очистительной обработки в сочетании с масштабами для их возможного применения. Следовательно, доминирующим критерием при определении параметров задачи по степени очистки почвы остается, исходя из практических соображений, ее последующее вероятное назначение. Таким образом, необходимость последующего использования загрязненной местности становится практической побудительной причиной к очистке ее почвы. С другой стороны, нормативные императивы все чаще делают обязательным очистку земли по завершению ее техногенного загрязняющего использования. Такие факторы привели к появлению целого рынка очистительной обработки грунта, с созданием компаний специализирующихся на подобном роде деятельности, касающейся как обнаружения и анализа загрязняющих веществ, так и самой очистки почвы. Некоторые же предприятия, деятельность которых по природе своей обладает неизбежным загрязняющим эффектом, ушли вперед и прогрессивно приспособились к таким побуждающим и обязывающим факторам, организовав собственные специализированные отделения по очистительной обработке использованной территории. В итоге, можно сделать предположение, что вопрос всесторонней проработанности условий систематического применения методик очистки почвы в рамках современной технически развитой культуры находится в ключевой зависимости не сколько даже от упомянутых практических соображений, сколько от национального и межнационального правового регулирования рассмотренной отрасли

Опустынивание

Согласно Конвенции Организации Объединенных Наций по борьбе с опустыниванием опустынивание определяется как деградация земель в засушливых, полузасушливых и сухих субгумидных районах в результате действия различных факторов, включая изменение климата и деятельность человека. Большинство засушливых районов находятся в развивающихся странах, а это порядка 43 % от всех возделываемых земель. Деградация почв приводит к потерям сельскохозяйственной продукции на сумму примерно в 42 млрд. долл. США в год. Так или иначе, в стадии опустынивания находятся порядка 30 % искусственно орошаемых земель, 47 % увлажняемых природными осадками сельскохозяйственных угодий и 73 % пастбищных земель. Ежегодно от 1,5 млн. до 2,5 млн. гектаров орошаемых земель, от 3,5 млн. до 4 млн. гектаров сельскохозяйственных угодий, увлажняемых природными осадками, и около 35 млн. гектаров пастбищных угодий полностью или частично утрачивают продуктивность.

Опустынивание происходит при нарушении экологического баланса. Причинами этому могут служить и погодные аномалии, однако очень часто решающим фактором оказывается деятельность человека . Вырубка лесов, неправильные методы ирригации, чрезмерное использование земель, частый выпас скота на одном месте – вот наиболее общие причины распространения пустынь. По иронии судьбы, к опустыниванию приводит именно стремление человека уменьшить потребность в еде. Вырубка лесов под новые поля, выпас всё больших стад, слишком разветвлённая ирригация, истощающая водоёмы и грунтовые воды, отказ от севооборота.

Эрозия

Разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными. Каждые 50 лет площадь почвы, подвергнутой эрозии, на Земле увеличивается в 10 раз. Она уносит с почвой биогены (фосфор, калий, натрий, кальций, магний) в большем количестве, чем вносится с удобрениями, что также нарушает структуру почвы. Продуктивность такой почвы снижается на 35-70 % , причем в течение нескольких лет. Эрозия уносит от 25 до 40 миллиардов тонн верхнего слоя почвы ежегодно, что значительно снижает урожайность сельскохозяйственных культур и свойства почвы, возможность хранить питательные вещества, воду. Если не будут приняты меры по сокращению эрозии, суммарные потери урожая по прогнозам к 2050 году будут эквивалентны удалению 1,5 млн. суши (примерно такую площадь составляют все пахотные земли в Индии) .

Основной причиной эрозии является чрезмерная распаханность, осушение и распашка пойм, сильные паводки из-за осушения болот и вырубки лесов, неправильный севооборот, распашка водоохранных зон, перевыпас скота. В России более половины площади сельскохозяйственных угодий (57%) являются эрозионноопасными и эродированными. Площадь эрозионноопасных и эродированных пахотных угодий составляет 65% общей площади используемых земель. Ежегодно теряется не менее 400-650 млн. тонн почвы.

Способы разрешения проблемы

Деградация почв происходит по разным причинам. Соответственно, решение проблемы должно исходить из конкретной ситуации. Одной из самых серьёзных таких проблем является опустынивание. Из программы ООН по борьбе с деградацией почв (принята в июне 1992 г.): при ведении борьбы с опустыниванием пастбищных угодий, неорошаемых пахотных земель и орошаемых пахотных земель необходимо принимать превентивные меры в районах, еще не подвергшихся или подвергшихся этому процессу лишь в незначительной степени; следует принимать меры для исправления сложившегося положения в целях сохранения продуктивности засушливых земель, подвергшихся умеренному опустыниванию; а также следует принимать меры по рекультивации серьезно или очень серьезно пострадавших от опустынивания засушливых земель.

В целом мероприятия по улучшению свойств почвы называются мелиорацией. В это понятие входят и инженерные работы (для борьбы с эрозией или заболачиванием) и химическая обработка (борьба с окислением и т.п.). Для борьбы с другими причинами деградации земель необходима оптимизация землепользования, ограничение применения некоторых видов удобрений и пестицидов. Один из трудно решаемых вопросов - сокращение промышленных выбросов и предотвращение техногенных катастроф. По причинам высокой стоимости, немногие государства готовы целенаправленно модернизировать промышленную инфраструктуру для защиты почв.

Региональная специфика

Санкт- Петербург второй по величине город в России. Город отличает многолетней историей и развитой промышленностью, что оказало влияние на состояние его почты и грунтов.

На территориях городских областей нет природных типов почв, и формируются специфичные органоминеральные образования с той или иной примесью строительного и бытового мусора. Состояние почв населенных пунктов имеет огромное значение для оценки экологического состояния города. Хотя на городских почв не планируется выращивание никаких пищевых продуктов, она отражают экологическое состояние города и могут быть вторичным загрязнителем приземного атмосферного слоя. Кроме вторичного воздействия, оно может указывать влияние и прямо на здоровье людей – особенно на детей - за счет прямого контакта и попадания почв и грунтов в организм.

Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Правительства Санкт-Петербурга долгие годы проводит исследования почвы города и оценивает их загрязнение. Обычно, сначала анализы проводятся на территориях общего доступа и местах повышенного экологического риска (детские и образовательные учреждения).

По информации исследований 2008-ого года Колпинский район считается одним из самых загрязненных. В том же году провелся анализ земельных отводов, планируемых под строительство на остальной территории города. Выборгский, Всеволожский, Кингисеппский, Тихвинский и Сланцевский районы считаются одни из самыми загрязненными Ленинградской области.

На территории Россия оценка загрязнения почвы проводиться на базе сравнения проведенных анализов и сопоставления результатов с оценочной шкалой. Опасными для здоровья считаются показатели выше 32 условных единиц.

Благодаря исследованиям по анализу качества почв, проведенным Российским геоэкологическим центром по заказам Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Правительства Санкт-Петербурга, хранится самый большой архив данных по загрязнению тяжелыми металлами, который позволяет планировать природоохранные мероприятия и необходим для планирования инвестиционных проектов.

Генеральная ассамблея ООН объявила 2015 год - Международным годом почв. Санкт- Петербург тоже принял участие и в нем состоялись несколько мероприятий.

1. Проведение студенческой Международной конференции «XVIII Докучаевские молодежные чтения» в Санкт-Петербурге (2–5 марта 2015г.), посвященные Международному году почв.

2. Проведение на базе Центрального музея почвоведения им. В.В. Докучаева школьной секции Международной конференции «XVIII Докучаевские молодежные чтения» в Санкт-Петербурге (2 марта 2015 г.), посвященные Международному году почв.

4. Выступления в средствах массовой информации: газеты, телевидение, радио, посвященные проблемам сохранения почв.

5. День открытых дверей в Центральном музее почвоведения им. В.В. Докучаева для детей Санкт-Петербурга «Земля-кормилица», приуроченный к 1 июня (Международный день защиты детей).

6. Научно-популярные лекции ведущих ученых СПбГУ по глобальным проблемам почвоведения.

7. Выставка «Земля Родная».

8. Выставка «Почва-художник».

9. Популярные лекции по почвоведению сотрудников музея для школьников и дошкольников Санкт-Петербурга.

10. Проведение школьной олимпиады «Подземное царство»

Наверное, самое яркое из них, проводилось 4-6 декабря, когда отмечается Международный день почвы. 4-ого декабря было несколько мероприятий: экскурсия «Санкт-Петербург - колыбель генетического почвоведения»; доклад директора ФГБНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева (ЦМП), зав. кафедрой почвоведения и экологии почв Института наук о Земле СПбГУ, Вице-Президента Общества почвоведов им. В.В. Докучаева, проф. Б.Ф. Апарина «Почвы – зеркало ландшафта» и круглый стол «Роль молодежи в популяризации науки о почве» (отв. исполнитель: аспирант, с.н.с. ЦМП Мингареева Елена). 5-ого декабря провелась широкомасштабная городская акция «Парад почв», посвященная Всемирному дню почв и Международному году почв (отв. исполнитель: зам. директора по научной работе ЦМП, доцент кафедры почвоведения и экологии почв Института наук о Земле СПбГУ Сухачева Елена). А последнего дня было 2 мероприятия: инновационные научно-образовательные комплексы Центрального Музея почвоведения им. В.В.Докучаева – знакомство с экспозицией и круглый стол "Опыт работы студентов и аспирантов СПбГУ со школьниками".

Резолюции, принятые в рамках международных отношений по проблеме

Очевидно, что деградация почв является серьёзной международной проблемой. Несмотря на это, мировая общественность уделяет этому вопросу меньше внимания, чем например, воде или воздуху. Законодательство, регулирующее состояние или использование почвы недостаточно разработано ни на национальном, ни на международном уровнях. Не существует единого документа, охватывающего все аспекты, связанные с почвами. В этом разделе будут представлены наиболее основные.

Одной из целей дальнейшего развития человечества, как указано в резолюции 64/201 Генеральной Ассамблеи ООН, является восстановление деградированных земель, особенно при негативном влиянии климатических изменений. В глобальном масштабе основное мировое сотрудничество по охране природы обсуждаются на конференциях ООН по проблемам окружающей среды или Саммитах Земли. Саммиты проходили в 1972, 1992, 2002, 2012 гг.

Решению проблемы опустынивания посвящена “Конвенция по борьбе с опустыниванием в тех странах, которые испытывают серьезную засуху и/или опустынивание, особенно в Африке”. В 1977 г. на конференции ООН, посвящённой этой проблеме, был принят план действий по борьбе с опустыниванием. Несмотря на это, программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) пришла в 1991 г. к выводу о том, что проблема деградации земель обострилась. Поэтому на Конференции ООН по окружающей среде и развитию, прошедшей в 1992 г. в Рио-де-Жанейро, вопрос опустынивания широко обсуждался. Конференция предложила Генеральной Ассамблее ООН создать Межправительственный комитет по ведению переговоров для разработки к июню 1994 г. новой конвенции по борьбе с опустыниванием, что было одобрено в декабре 1992 г. резолюцией 47/188. Конвенция была принята в Париже 17 июня 1994 г. и вступила в силу в 1996 г. Для претворения конвенции в жизнь было предусмотрено создание Конференции стран – участников. В период с 1997 по 2001 г. конференции проходили ежегодно, затем дважды в год. На 8-й Конференции сторон, которая состоялась в сентябре 2007 г. в Мадриде, был принят Стратегический план по активизации осуществления конвенции в период с 2008 по 2018 г.

Помощь в борьбе с опустыниванием оказывают различные учреждения ООН. ПРООН (Программа развития ООН) спонсирует усилия по борьбе с опустыниванием через расположенный в Кении центр по освоению засушливых земель. МФСР (Международный фонд сельскохозяйственного развития) направил в течение более 27 лет 3,5 млрд долл. США на проекты по освоению засушливых земель. Всемирный банк организует и финансирует программы, направленные на защиту неустойчивых засушливых земель и повышение их сельскохозяйственной продуктивности. ФАО (Продовольственная сельскохозяйственная организация ООН) содействует устойчивому развитию сельского хозяйства, предоставляя широкую практическую помощь правительствам. ЮНЕП (Программа ООН по окружающей среде) поддерживает региональные программы действий, оценки данных, укрепления потенциала и информирования населения об этой проблеме. Различные аспекты по охране почв затрагиваются и в отраслевых международных соглашениях, в том числе в Рамочной конвенции ООН по изменению климата, Орхусском протоколе по стойким органическим загрязнителям, Орхусском протоколе по тяжелым металлам, Конвенции ООН о биологическом разнообразии, Конвенции об охране всемирного культурного и природного наследия, Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях.

Необходимо отметить, что и в российском законодательстве существуют примеры правового регулирования борьбы с этим негативным фактором. Так, в государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 - 2020 годы борьба с опустыниванием и эрозией почв признаётся важной частью сельскохозяйственной политики РФ.

Заключение

Современный глобализирующийся мир открывает перед нами как массу новых возможностей, так и массу новых проблем. Среди таких проблем, одними из самых серьёзных являются экологические. Увеличение населения, постепенный рост общемирового уровня жизни, расширение среднего класса ведут к росту потребления, а значит и производства. Для природы удовлетворение наших нужд имеет два основных последствия: истощение ресурсов и рост свалок. Очевидно, что Земле уже нанесён невосполнимый урон. Последствия наших действий угрожают всем живым существам на планете. Однако модели роста без использования природных ресурсов пока нет. Развитые страны могут позволить себе вкладывать огромные деньги в модернизацию производств, снижать выбросы, внедрять “зелёные” технологии, однако остальные едва ли. А это значит, что спасение Земли возможно только общими усилиями.

Список литературы:

1. Гординенко В.А. Экология базовый курс для студентов небиологических специальностей. Санкт-Петербург: Лань, 2014.
2. Решение «Десятилетний стратегический план и рамки деятельности по активизации осуществления Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием в тех странах, которые испытывают серьезную засуху или опустынивание, особенно в Африке» [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.un.org/ru/events/docs/plan2008_2018.pdf (дата обращения 12.03.2016)
3. Раздел “Документы” сайта ООН [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.un.org/ru/documents/index.html (дата обращения 12.03.2016)
4. Лекция «Загрязнение почвы» [Электронный ресурс]- Режим доступа. - URL: http://ecology-education.ru/index.php?action=full&id=519 (дата обращения 12.03.2016)
5. Конвенция «Конвенция ООН по борьбе с опустыниванием в тех странах, которые испытывают серьезную засуху или опустынивание, особенно в Африке» [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: (дата обращения 12.03.2016)
6. Коробкин В.И. Экология. М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2009.
7. Официальный сайт мероприятия ООН “Международный год почв” [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.fao.org/soils- 2015/en/ (дата обращения 12.03.2016)
8. Мельников А.А. Проблемы окружающей среды и стратегия ее сохранения. – М.: Академический проект, 2014.
9. Статья «Основные сведения – 2010-2020: Десятилетие ООН посвященное пустыням и борьбе с опустыниванием» [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.un.org/ru/events/desertification_decade/background.shtml (дата обращения 12.03.2016)
10. Справка ООН «Об опустынивании» [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://www.un.org/ru/development/sustainable/desertification/ (дата обращения 12.03.2016)
11. Пузанова Т.А. Экология. – М.: Academia, 2014.
12. Статья «Ядерная энергия» [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Sayfalar/Nukleer-Enerji (дата обращения 12.03.2016).

Последствия загрязнения.

Почва – особое природное образование, обладающие рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов.

Почвенный покров – важнейшее природное образование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.

Особое свойство почвенного покрова – его плодородие , под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. 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. Плодородие почвы зависит также от величины аккумулированной в ней солнечной энергии. Растительность аккумулирует ежегодно большое количество солнечной энергии в ходе фотосинтеза и создания биомассы, трансформируясь в n*10 10 т органического вещества. Большая часть синтезированного органического вещества вследствие его разложения возвращается в почву и воду. Потребление фитомассы человеком оценивается величиной порядка 3,6*10 18 т.

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- и зоомассы.

Продуктивность наземных экосистем зависит от теплового и водного балансов земной поверхности, которые определяют многообразие форм обмена энергией и веществом в пределах географической оболочки планеты.

Площади земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км 2 , или 86,5% площади суши. Под пашней и многолетними насаждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято около 15 млн. км 2 (10% суши), под сенокосами и пастбищами – 37,4 млн. км 2 (25%). Общая площадь пахотнопригодных земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км 2 .

Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечивать продуктами питания больше населения, чем имеется в настоящее время. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, деградацией почвенного покрова, загрязнения, эрозии и т.д.; а также вследствие отвода земель под застройку городов, поселков и промышленных предприятий количество пашни на душу населения резко сокращается.

Воздействие человека на почву – составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно-технической революции. При этом не только усиливается взаимодействие человека с землей, но и меняются основные черты взаимодействия. Проблема «почва – человек» осложняется урбанизацией, все большим использованием земель, их ресурсов для индустриального и жилищного строительства, ростом потребностей в продуктах питания. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования – рельеф, микроклимат, появляются новые реки и т.д. Под влиянием промышленных и сельскохозяйственных загрязнений изменяются свойства почвы и почвообразовательные процессы, потенциальное плодородие, снижается технологическая и питательная ценность сельскохозяйственной продукции и т.д.

Загрязнение природной среды – сложный процесс, связанный с деятельностью человека. Автор фундаментальной сводки по экологии Ю. Одум (1975) указывает, что «загрязнение – это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте», ибо они чужды природным экосистемам и, накапливаясь в них, нарушают процессы круговорота вещества и энергии, снижают их продуктивность, влияют на здоровье людей.

В книге Франсуа Рамада (1981) «Основы прикладной экологии» приводится такое определение загрязнения: «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды; которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственные ресурсы, через воду или другие биологические продукты (вещества). Они также могут воздействовать на человека, ухудшая физические свойства предметов, находящихся в его собственности, условия отдыха на природе и обезображивая ее саму»

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих в рамки своей обычной концентрации, предельных количествах, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация (ПДК ). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

В соответствии со степенью устойчивости против загрязняющих веществ выделяются почвы:

1. очень устойчивые;

2. устойчивые;

3. среднеустойчивые;

4. малоустойчивые;

5. очень мало устойчивые.

По степени чувствительности к загрязняющим веществам почвы можно разделить следующим образом:

1. очень чувствительные;

2. чувствительные;

3. среднечувствительные;

4. малочувствительные;

5. устойчивые.

Чувствительность, или устойчивость почв по отношению к загрязняющим веществам, целесообразно определять в соответствии с:

2) его качеством;

3) биологической активностью;

4) глубиной гумусового горизонта;

6) глинистых минералов;

7) глубиной почвенного профиля.

Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий.

Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. В ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в почве и ее отравлению.

Вместе с навозом и фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

Наибольшей трансформацией подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва. При неправильной эксплуатации почвы безвозвратно уничтожаются в результате эрозии, засоления, загрязнения промышленными и иными отходами. Под влиянием деятельности людей возникает ускоренная эрозия, когда почвы разрушаются в 100 – 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В результате такой эрозии за последнее столетие утрачено 2 млрд. га плодородных земельных угодий, или 27% земель сельскохозяйственного использования.

Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.

Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и воды. В почву попадают различные твердые и жидкие отходы промышленного производства, сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Основными загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.

Главными источниками загрязнения являются :

1) Жилые дома и бытовые предприятия . В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений – больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты – геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России – до 7-8 лет, Средней Азии – до 15 лет; яйца власоглавов – от 1 до 3 лет.

2) Промышленные предприятия . В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

3) Теплоэнергетика . Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.

4) Сельское хозяйство . Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека. Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

5) Транспорт . При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в тканях растений. Это явление можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетра-этил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции. В начале отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека.

Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д.

Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы.

В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в год. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870-1970) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка – 1,5 млн. т, кобальта – свыше 0,9 млн. т, никеля – более 1 млн. т.

6)Эрозия почв

Под эрозией почв понимают ее разрушение водой и ветром. Различают водную и ветровую эрозию.

Водная эрозия почвы развивается только на склонах. Потоки воды после дождей и ливней, при таянии снега не успевают впитаться в почву, смывают ее частицы и образуют промоины. При мощных потоках воды образуются глубокие промоины - овраги. При сильном стоке воды на крутых склонах могут быть полностью уничтожены посевы и смыт наиболее плодородный слой почвы. Смытые почвы требуют больших затрат на окультуривание. Особенно дорого обходятся работы, связанные с закреплением оврагов. Водная эрозия особенно опасна в горных районах.

Ветровая эрозия возникает в основном в степных засушливых районах, где часты сильные ветры. Почвы там имеют легкий механический состав, а растительный слабый или совсем отсутствует. В результате ветровой эрозии верхний,наиболее плодородный слой почвы выдувается, переносится ветром на большие расстояния. Он может засыпать посевы в других местах. Сильная ветровая эрозия возникают в районах, где ветры дуют с большой скоростью, вызывая пыльные (черные) бури. От них страдают лесные насаждения, мелиоративные сооружения, дороги, населенные пункты. Но главный ущерб который приносят пылевые бури,- резкое снижение плодородия почвы, гибель посевов и урожая.

Для борьбы с водной эрозией регулируют и задерживают сток талых и дождевых вод. Для этого применяют почвозащитные севообороты, в которых увеличена площадь посевов многолетних трав, обработка почвы поперек склона. Устраивают водозадерживающие валы, отводные каналы.

Чтобы предотвратить ветровую эрозию, широко используют комплекс почвозащитных мероприятий: плоско резную обработку почвы, минимальную обработку почвы, мульчирование, создание кулис из высокостебельных растений. Большое значение имеют также защитные лесные насаждения, которые поглощают поверхностный сток, предотвращая почву от размыва, и уменьшают скорость ветра в приземном слое воздуха. На крутых склонах, чтобы ослабить эрозию, делают ступенчатые террасы, которые задерживают сток. Рост оврагов можно предотвратить, сооружая водозадерживающие валы, сажая поперек ряды кустарников, ослабляющих скорость потоков воды.

Воздействие на гидросферу

Третий, не менее важный, чем небо над головой и земля под ногами, фактор существования цивилизации - водные ресурсы планеты.

На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды. Их объём составляет чуть больше 2% гидросферы, причём распределение водных ресурсов по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает из года в год во всех районах мира. Известно, например, что с начала нынешнего века потребление пресных вод возросло в 6 раз, а в ближайшие несколько десятилетий возрастёт еще по меньшей мере в 1, 5 раза.

Недостаток воды усугубляется ухудшением её качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и в быту воды поступают обратно в водоёмы в виде плохо очищенных или вообще неочищенных стоков.

Таким образом, загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод. Согласно расчетам ученых, в конце ХХ века для разбавления этих самых сточных вод может потребоваться 25 тыс. кубических км. пресной воды, или практически все реально доступные ресурсы такого стока! Нетрудно догадаться, что именно в этом, а не в росте непосредственного водозабора - главная причина обострения проблемы пресной воды.

В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся многие реки - Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр и др. Растет загрязнение мирового океана. Причем здесь существенную роль играет не только загрязнение стоками, но и попадание в воды морей и океанов большого количества нефтепродуктов. В целом, наиболее загрязнены внутренние моря - Средиземное, Северное, Балтийское, Внутреннее Японское, Яванское, а также Бискайский, Персидский и Мексиканский заливы.

Кроме того, человек осуществляет преобразование вод гидросферы путем строительства гидротехнических сооружений, в частности водохранилищ. Крупные водохранилища и каналы оказывают серьезное отрицательное воздействие на окружающую среду: изменяют режим грунтовых вод в прибрежной полосе, влияют на почвы и растительные сообщества, в конце концов, их акватории занимают большие участки плодородных земель.

Изменяя свой мир, человек, желает он того или нет, существенно вмешивается в жизнь своих соседей по планете. По данным Международного союза охраны природы, с 1600 г. на Земле вымерло 94 вида птиц и 63 вида млекопитающих. Кроме того, уменьшаются в количестве и исчезают редкие насекомые, что связано как с реакцией на применение различного рода пестицидов, так и с уничтожением их коренных мест обитания.

Механизм гибели вида гораздо проще, чем его можно себе представить. Зоологи поняли это, когда им удалось проанализировать большое число неудачных случаев акклиматизации животных в угодьях, безусловно, подходящих для завозимых видов. Оказалось, что неудачами кончался завоз малых групп животных. Выяснилось, что 2-3 пары животных при отсутствии постоянных, пусть даже сравнительно редких контактов с себе подобными, не могут обжить территорию. В большинстве случаев у них подавляется способность к размножению или они гибнут от так называемого «стресса», или болезни напряжения. Подобное же положение возникает при большом разряжении естественной популяции. Совершенно необязательно уничтожать всех до одного животных, чтобы обречь вид на исчезновение, достаточно сильно сократить его численность, уменьшить или разрознить участки обитания, в чем человечество, особенно в последние столетия, заметно преуспевает.

3. Глобальные экологические проблемы: перспективы развития и решения.

Говоря о возможных вариантах развития экологической ситуации на планете, самым благодарным и, само собой, наиболее осмысленным, кажется разговор о некоторых из существующих сегодня направлениях природоохранной деятельности. Иначе пришлось бы говорить исключительно об ужасах истощения природных ресурсов и т. п.

Несмотря на то, что каждая из обсуждавшихся здесь глобальных проблем имеет свои варианты частичного или более полного решения, существует некий набор общих подходов к решению проблем окружающий среды. Кроме того, за последнее столетие человечество разработало ряд оригинальных способов борьбы с собственными, губящими природу недостатками.

К числу таких способов (или возможных путей решения проблемы) можно отнести возникновение и деятельность разного рода «зеленых» движений и организаций. Кроме пресловутого «Green Peaсe"а», отличающегося не только размахом своей деятельности, но и, порой, заметным экстремизмом действий, а также аналогичных организаций, непосредственно проводящих природоохранные акции, существует другой тип экологических организаций - структуры, природоохранную деятельность стимулирующие и спонсирующие - типа Фонда дикой природы, например. Все экологические организации существуют в одной из форм: общественные, частные государственные либо организации смешанного типа.

Кроме разного рода объединений, отстаивающих у цивилизации права постепенно уничтожаемой ею природы, в сфере решения экологических проблем существует целый ряд государственных или общественных природоохранных инициатив. Например, природоохранное законодательство в России и других странах мира, различные международные соглашения или система «Красных книг».

Международная «Красная книга» - список редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных и растений - в настоящий момент включает 5 томов материалов. Кроме того, существуют национальные и даже региональные «Красные книги».

В числе важнейших путей решения экологических проблем большинство исследователей также выделяет внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.

Хотя, несомненно, - и это доказывает весь ход человеческой истории - важнейшим направлением решения стоящих перед цивилизацией экологических проблем стоит назвать повышение экологической культуры человека, серьезное экологическое образование и воспитание, все то, что искореняет главный экологический конфликт - конфликт между дикарем-потребителем и разумным обитателем хрупкого мира, существующий в сознании человека.

ПРОБЛЕМЫ НАРОДОНАСЕЛЕНИЯ

Рост населения на нашей планете стремительно ускоряется. За последние 40 лет население планеты практически удвоилось – с 3 до 6 млрд. человек (рис.2). Десять тысяч лет назад на Земле было около 10 миллионов людей, к началу нашей эры их стало 200 миллионов; к 1650 г., условному началу промышленной революции, - 500 миллионов; к 19 веку – 1 миллиард, а в начале 20 века – 2 миллиарда. Сейчас нас 6,5 миллиардов, и число это увеличивается каждый год на 1,6%. Чтобы достигнуть первого миллиарда, человечеству потребовалось более миллиона лет. И в этот момент началась промышленная революция. В абсолютных цифрах рост по экспоненте всегда очень впечатляет: второй миллиард был достигнут за 100 лет, третий - за 40, четвёртый – за 15, пятый – за 10, а шестой и, возможно, седьмой могут быть достигнуты за оставшиеся до начала третьего тысячелетия годы. Заметьте, что всё это время рост строго следовал экспоненте с одними же коэффициентами, т. е. был тем же взрывным, что и 200 лет назад.

Основной прирост населения приходится на развивающиеся страны, особенно Китай и Индию. Это объясняется многими причинами: национальными традициями, желанием иметь сына, снижением смертности в результате улучшения медицинского обслуживания и др. По прогнозам ООН, уже в 2013-2014 гг. население Земли составит 7 млрд. человек.

Рис.2. Динамика численности населения Земли.

Такой стремительный рост населения Земли ставит перед учеными вопрос: на сколько человек рассчитана Земля и хватит ли человечеству ресурсов, чтобы прокормить себя в ближайшем будущем?

Вот как на этот вопрос отвечает доктор биологических наук, профессор В.Р. Дольник в своей книге «Непослушное дитя биосферы»:

«До 70- х годов 20 века количество людей вырастало на 2 % в год, удваиваясь каждые 35 лет. Теперь темп прироста снизился до 1, 6% в год. Производство пищи на Земле росло на 2, 3 % в год, удваиваясь каждые 30 лет. Теперь этот темп тоже снизился до 2, 1 % в год. Численность человечества, как и всякого биологического вида, строго следует за изменением количества пищи – главного показателя биологической ёмкости среды. Ёмкость нашей среды увеличивается не сама по себе, это делает человек, распахивая новые земли, выводя более урожайные сорта, внося удобрения, применяя ядохимикаты. С каждым годом повышать суммарный урожай на Земле становится всё труднее. Производство пищи на Земле сейчас растёт на 2% в год; чтобы получить такой прирост, приходится увеличивать потребление энергии на 5 %, забор воды для орошения – на 7%, производство удобрений – тоже на 7%, а ядохимикатов - даже на 10% в год. Эти титанические усилия истощают ресурсы, разрушают среду и всё более её загрязняют.

Такой рост производства возможен только потому, что человек интенсивно использует запасы угля, нефти, газа и минерального сырья, накопленные за всю предшествующую историю биосферы. Запасы эти конечны и невозобновимы. Поэтому нынешняя почти безграничная мощь человечества конечна во времени. Если спросить биолога, что произойдёт, когда ресурсы кончатся, он должен ответить однозначно: разрушение среды обитания, падение производства пищи (т. е. глобальный экологический кризис), а вслед за ними – сокращение человечества до уровня, который будет обеспечен возобновимыми ресурсами. Так случилось бы с любым видом. Но человек очень изобретателен, и поэтому утверждать, что численность людей сократится до первобытного уровня, мы не рискуем. С другой стороны, и расти бесконечно она не может. В условиях исчерпания энергоресурсов неизбежно будет происходить сокращение численности людей, коллапс. Его темп в первую очередь определит темп падения производства пищи.

Похожая информация.

Современный человек оказывает огромное влияние на окружающую среду, подстраивая её «под себя». В результате наступает полный разлад природы и цивилизации, который сложно преодолеть. Одной из основных проблем, вызванных антропоморфными (то есть, человеческими) факторами, является загрязнение почвы.

Такое явление наблюдается в разных уголках мира, в том числе и в России. Можно ли приостановить разрушительный процесс – вопрос, который волнует всех неравнодушных граждан.

Человек — причина деградации

Славяне называли землю «кормилицей» и «матерью», подпитывали от неё свои силы, говорили, что спать на ней мягче, чем на перине… Но прошли столетия, и в XXI веке состояние земель оставляет желать лучшего.

Промышленность с её вредоносными отходами, химизация сельского хозяйства и неразумная деятельность человека… Всё это ставит под угрозу плодородие земель, от которого зависит наше будущее.

Мы перечислили причины загрязнений, вызванные самим человеком. Впрочем, существует ещё один фактор – природного характера. К примеру, некоторые грибы выделяют вредные для плодородных земель микотоксины. Или в результате извержения вулкана в почву попадает сажа. Однако в этих случаях нельзя говорить о возможности . К сожалению, нужно признать: именно в деятельности людей заключаются причины деградации наших земель.

Заводы, ТЭС, сельское хозяйство, транспорт и жильё

Где же отыскать корень зла? Вот они, главные источники загрязнения почвы:

Промышленные предприятия и заводы. Ежегодно отходами производства поражаются тысячи гектаров земель. А ведь среди них присутствуют чрезвычайно токсичные вещества, соли цветных и тяжёлых металлов, отходы бензола и фенола, цианиды, а также ядовитые соединения мышьяка и бериллия.

Теплоэнергетика. Большое количество сажи и несгоревших веществ, выбрасываемых в атмосферу, очень скоро оседает вниз. Как результат – сильнейшее загрязнение почвенных ресурсов.

Аграрный сектор. Неразумное применение пестицидов и минеральных удобрений, неправильный севооборот, использование тяжёлой техники, бессистемный выгул скота – всё это ведёт к истощению и загрязнению плодородных земель.

Автотранспорт. Выхлопные газы машин содержат огромное количество вредных веществ, включая цинк, углеводороды и оксиды азота. Являясь по своей сути отходами, они с лёгкостью проникают в почву и отравляют её изнутри. А некоторые легкомысленные автовладельцы вручную заправляют своих «железных коней» на обочинах дорог, проливая бензин прямо на поверхность земель.

Жилищный фонд и социальные объекты. Население планеты растёт и уже перевалило за отметку в 7 млрд человек. Но это не предел! Судя по прогнозам учёных, к 2050 году показатель достигнет отметки в 9 млрд землян. А продуктами жизнедеятельности каждого из нас являются стройматериалы, бытовой мусор, устаревшие предметы из домашнего обихода, фекалии и остатки пищи. Всё это считается опасными отходами, которые вызывают загрязнение почв.

Что несёт главную угрозу?

Зная основные источники проблемы, можно легко понять, какими бывают виды загрязнения почв. В данном контексте речь идёт о веществах, представляющих основные угрозы земельным ресурсам. Они делятся на:

• Тяжёлые металлы. Особую опасность несут хром, кадмий, ртуть, теллур, свинец и т.д. – всего свыше 40 химических элементов. Все они – побочные продукты производства; особенно опасны те, что связаны с высокотемпературными процессами. С отходами шутки плохи!
• Пестициды. Они включают:

— гербициды — препараты для ;

— фунгициды – направленные на борьбу с болезнями;

— инсектициды – средства против насекомых;

— регуляторы роста.

Эти препараты нельзя назвать отходами, но при неправильном использовании они могут негативно сказаться на состоянии земель.

• Нефтепродукты. В эпицентре опасности Западная Сибирь, Поволжье и другие регионы с хорошо развитой отраслью производства чёрного золота. Дело в том, что на нефтепроводах нередко случаются аварии, о которых не принято рассказывать. Кроме того, регулярно происходят технологические выбросы. Результат один: загрязнение почвы нефтью, нефтепродуктами и отходами производства. Цифры говорят за себя. В некоторых районах Тюменской области концентрация нефтяных углеводородов превышает фоновые показатели до 250 раз!

Ситуацию усложняет и то, что все «вредности», попавшие в верхние слои земель, легко могут оказаться в водоёмах; затем – в организмах сельхозживотных и человека. Таким образом, мы получаем «замкнутый круг», от которого в итоге страдает всё живое.

• Бытовые отходы и мусор. На самом деле, это не так безопасно, как может показаться на первый взгляд. Ведь многие предметы домашнего обихода изготовлены из пластмассы, ДСП, фанеры. Часть из них содержит токсичные формальдегидные смолы, которые вызывают загрязнение почвы.

Простые решения сложных вопросов

Выше перечислены основные факторы, из-за которых происходит загрязнение почв. Да, наша земля обладает удивительным свойством самоочищаться. Однако это очень медленный процесс, растягивающийся на десятки, сотни и даже тысячи лет. Неудивительно, что темпы, с которыми происходит загрязнение почв, и скорость их самоочищения несоизмеримы.

Поэтому каждый человек должен отдавать отчёт в своих поступках. И здесь встаёт вопрос: как именно сознательный гражданин может помочь окружающей среде, в том числе, почвам?

На самом деле, очень многим. Чтобы убедиться в этом, можно рассмотреть несколько ситуаций.

• Ситуация № 1

Вы являетесь владельцем собственного приусадебного участка или дачи. Вместо того, чтобы огульно вносить в почву азотно-фосфорно-калийные удобрения (NPK), закажите её химический анализ. Он покажет, каких именно веществ не хватает землям, а что имеется в избытке. Следуя полученным данным, можно всего за несколько лет привести в баланс содержание в почве макроэлементов.

Кроме того, можно отказаться от использования химических средств защиты растений. В борьбе с насекомыми-вредителями эффективны экологически чистые феромонные ловушки. Против патогенов используйте биологические средства защиты – таких, на самом деле, на рынке СЗР немало. Да и стоят они намного дешевле химических продуктов. А вместо гербицидов не ленитесь проводить механическую прополку.

Эти меры позволят не только сэкономить средства, но и повысить урожайность и качество продукции без ущерба почвам.

• Ситуация №2

Вы являетесь владельцем легкового автомобиля. Чаще всего эта категория людей настолько привыкает к «баранке», что даже в ближайшую булочную пешком не ходит. Но это неправильно как с точки зрения здоровья, так и с позиций экологически подкованного человека.

Ведь намного полезней совершить пешую прогулку или прокатиться на велосипеде. Совсем как это делают европейцы. Кстати, двухколёсным видом транспорта не гнушаются мэры городов. Так, Борис Джонсон, между прочим, на протяжении последних восьми лет являвшийся главой Лондона, постоянно передвигался по своей вотчине на велосипеде. И даже пытался запретить общественный транспорт в этой европейской столице! А в Амстердаме свыше 40% городского транспорта – велосипедный. Вот, в каких случаях европейский опыт придётся на пользу россиянам! Если использовать автомобили на бензине как можно реже, сократится количество выхлопов, проникающих в верхние слои земель. А значит, проблемы экологии будут стоять не так остро.

Наше сообщение для урока географии и ОБЖ начнём с того, что почва - это природное богатство, благодаря которому люди имеют продукты питания, животные корм, а производство обеспечивается сырьём. Для этой части земной коры губительны любые загрязнения. Сейчас важно задуматься о том, как исправить сложившуюся экологическую ситуацию в мире.

Что такое почва и каково её строение

Почва представляет собой верхний слой земли, который образуется за счёт разрушения горных пород и жизнедеятельности микроорганизмов, растений, животных. Внутри него содержатся различные вещества: глина, песок, вода, минеральные соли, останки растений и животных. Это благоприятная среда для существования бактерий, насекомых и их личинок, червей, микроскопических грибов.

Что касается строения почвы, то она состоит из трёх слоёв:

• самый нижний - подстилающая порода;
• средний - подпочва;
• верхний - самый тонкий, плодородный, с содержанием гумуса (перегноя).

Строение почвы.

Именно в верхней прослойке содержится необходимый запас питательных веществ и влаги для роста растений.

Отчего загрязняются почвы

В ухудшении состояния окружающей среды виновато человечество. Развитие технологий, промышленности приводит к тому, что в землю попадают отходы производства, сточные воды, нефтепродукты и прочие вещества, опасные для всего живого. В результате почва постепенно теряет плодородие, что сопровождается утратой полезных веществ в земле. А без них невозможны высокие урожаи. Процесс нарушения нормального состояния почв происходит в огромных масштабах практически по всей планете.

Значительные площади плодородных земель погибают при строительстве городов, заводов и фабрик, а также в результате хозяйственной деятельности человека. Разрушение почв происходит по следующим причинам:

• вырубка лесов;
• уничтожение травяного покрова;
• неправильная распашка земли;
• активная добыча полезных ископаемых (например, загрязнение нефтью в районах её добычи, переработки и хранения);
• внесение в почву химических удобрений, пестицидов - для уничтожения сорняков и вредителей.

Вырубка лесов - одна из причин разрушения почвы.
Фото: flickr.com/DonO’Brien

Загрязнение почв негативно сказывается на здоровье населения, ухудшается качество продуктов питания. Вредные вещества скапливаются в траве, которую поедает домашний скот, а потом попадают в наш организм через молоко и мясо. Зачастую заражёнными оказываются и растения, которую мы сами употребляем в пищу.

Особую опасность представляют для почв тяжёлые металлы. Они оседают в земле из-за выбросов металлургических и прочих предприятий. Отработанные газы загрязняют воздух, а затем и почву, особенно после выпадения атмосферных осадков. Кислотный дождь - это уже не просто термин из фантастического рассказа, а вполне обыденная реальность.

Кислотные дожди становятся глобальной проблемой для экологии.

Токсичные вещества, металлы (ртуть, медь, свинец), различные химические соединения оказывают пагубное влияние на почву, изменяют её состав не в лучшую сторону. Токсины вызывают развитие тяжёлых заболеваний (нарушение работы сердца, сердечно-сосудистой и нервной системы, координации движений и слуха). Отравления иногда приводят к смерти как людей, так и животных.

Экология также ухудшается по причине заболачивания почв, их засоления при оросительных мероприятиях и наоборот, из-за превращения отдельных территорий в пустыни при осушении болот.

В России почва наиболее загрязнена в таких городах, как Норильск, Мончегорск, Нижний Тагил, Череповец. Не всё благополучно с состоянием верхнего почвенного слоя в Москве и Санкт-Петербурге.

Как уберечь плодородные земли от разрушения и загрязнения

Самый простой и доступный способ почвенной очистки - это дать ей восстановиться самостоятельно. Не устраивать свалки мусора, в том числе радиоактивного, не отравлять землю химией. И постепенно свойства почвы на этом месте приблизятся к нормальным. Однако самоочищение - процесс медленный. Он может длиться десятилетиями.

Длительность самовосстановления почвы зависит от многих факторов.
Фото: flickr.com/SimonTurkas

Существуют такие методы очистки загрязнённых почв, как удаление верхнего слоя грунта или его переработка специальными установками, а также уничтожение вредных веществ паром.

Для защиты плодородных земель применяются:

• безопасные системы распашки сельхозугодий;
• защитные лесополосы;
• системы наблюдения за состоянием почв и контроля над степенью их загрязнения.

Защитные лесополосы создают в степных и лесостепных регионах.

Почва, как воздух и вода, нуждается в охране от загрязнений. Если в законодательстве не будут прописаны меры по защите земельных ресурсов, то нехватка посевных площадей в будущем станет катастрофичной.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

Главными источниками загрязнения являются:

1) Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений – больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12 лет - прим. от сайт), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты – геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России – до 7-8 лет, Средней Азии – до 15 лет; яйца власоглавов – от 1 до 3 лет.

2) Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол,
скипидар, кубовые остатки.

3) Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.

4) Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по
цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и
почвы в растения, организм травоядных животных и человека. Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца
гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

5) Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в тканях растений. Это явление можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетраэтил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции. В начале отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека.

Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д.

Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава
почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать
тяжелейшие болезни и смертельные исходы. В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в год. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870-1970) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка – 1,5 млн. т, кобальта – свыше 0,9 млн. т, никеля – более 1 млн. т.

Пестициды как загрязняющий фактор

Открытие пестицидов химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 111га. наносится 1300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 10,3% или 15 тыс. видов. У 1250 видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, 23 дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

Забота об охране окружающей среды оказывает влияние на использование пестицидов для защиты растений. Во многих странах введено строгое регламентирование их применения. Оно позволило в значительной степени предотвратить загрязнение окружающей среды, избежать накопления остатков пестицидов в сельскохозяйственной продукции и в почве, гибели полезных организмов, ущерба здоровью людей. За последнее время усилен контроль за пестицидами со стороны государств.