Виды и особенности антропогенных воздействий на природу

  Воздействие человека на литосферу, включая и  почву, в настоящее время приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти во всей поверхностной части земной коры. В процессе преобразования литосферы из недр извлекаются громадные объемы полезных ископаемых, распахиваются большие площади земель, заболачиваются и засоляются почвы, расширяются площади оврагов. Высота породных отвалов на угольных и других шахтах достигает 300 м, глубина шахт, пройденных для добычи золота (Южная Африка), превышает 4 км, нефтяных скважин — 6 км.

  Отчуждение  с полей основного (зерно, корнеплоды, овощи) и побочного (солома, листья, ботва) урожая вызывает частично или полностью разрывы биологических круговоротов веществ, нарушение способности почвы к саморегулированию и снижение ее плодородия. В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем.

     К основным видам антропогенного воздействия на почвы относятся эрозия, загрязнение, вторичное засоление и заболачивание, опустынивание, отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

  Эрозия  почв — разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов почв и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия).

  Ветровая  эрозия—выдувание, перенос и отложение на удаленных территориях ветром мельчайших почвенных частиц. Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы: уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер. Все это резко активизирует эрозионные процессы.

  Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Местная эрозия проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра. Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах, когда их скорость достигает 20-30 м/с и более. Они способны развеять за несколько часов до 500 т плодородного верхнего слоя почвы с 1 га пашни. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах — сухих степях, полупустынях, пустынях и периодически возникают в Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе, в Башкирии.

  Под водной эрозией понимают разрушение почв под воздействием временных водных потоков. Различают плоскостную, струйчатую, овражную и береговую формы водной эрозии. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создаются природными факторами, а основной причиной ее развития является деятельность человека. В частности, появление новой, тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, — одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Кроме того, развитию эрозии способствуют уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

  Овраги (овражная эрозия) уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густорасчлененный рельеф, в результате чего возникает значительный экологический ущерб.

  Поверхностные слои почв, как правило, подвергаются интенсивному загрязнению, в результате чего снижается жизнедеятельность почвенных организмов, теряется способность почв к самоочищению от болезнетворных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных — лишь в течение двух-трех суток.

  Основные  загрязнители почв — пестициды (ядохимикаты), минеральные удобрения, отходы производства, газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, нефть и нефтепродукты. В мире ежегодно производится более 1 млн тонн пестицидов. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а при высоких концентрациях они обладают явно выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Достоверно установлено, что при применении пестицидов наряду с некоторым увеличением урожайности отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие почв. Пестициды действуют на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Таким образом, общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры:

  Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если они используются в неумеренных количествах и с большими потерями при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения: даже при самых благоприятных условиях из всего • количества азотных удобрений усваивается растениями не более 50-80%, что приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия такого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при вымывании из почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов. При неумеренном потреблении минеральных удобрений снижается содержание кислорода в почве, что способствует повышенному выделению в атмосферу таких «парниковых» газов, как закиси азота и метана.

  К интенсивному загрязнению почв приводят отходы производства и потребления: большие площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и другими объектами складирования отходов. Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий. Почвы обладают способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы. К числу распространенных загрязнителей почв относятся свинец, медь, кадмий, радионуклиды, нефть и нефтепродукты. Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентраций, в сотни раз превышающих допустимые.

  В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ: исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения — галофиты (солянка и др.), уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные*процессы.

  Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например в Нечерноземной зоне России, Западной Сибири и в зоне вечной мерзлоты. Оно сопровождается деградацией биоценозов, появлением признаков гниения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

  Одним из мощных проявлений деградации почв является опустынивание — процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. Опустыниванию способствуют массовое выжигание прошлогодней сухой травы, интенсивные распашка и выпас скота, снижение уровня грунтовых вод. На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, подрывается способность экосистем восстанавливаться.

  Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается также при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования: строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов, линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д.

2. Основные антропогенные  воздействия на  горные породы.

  Недра — верхняя часть земной коры, в пределах которой возможно осуществление добычи полезных ископаемых, захоронения вредных веществ и отходов производства, создания хранилищ нефти и газа, организации особо охраняемых территорий в виде карстовых пещер и др. Основное природное богатство недр — заключенные в них минерально-сырьевые ресурсы. Добыча или извлечение полезных ископаемых с целью их переработки — главная цель пользования недрами. Недра — источник не только минеральных, но и огромных энергетических запасов. По расчетам, в среднем из недр к поверхности поступает 32,3x10¹² Вт геотермальной энергии.

  Разработка  недр оказывает вредное воздействие  практически на все компоненты окружающей природной среды и ее состояние в целом. Горнодобывающая промышленность по мощности негативного воздействия на природные экосистемы занимает первое место. К негативным последствиям освоения недр относятся:

• изменение рельефа местности в результате образования карьерных 
  выемок, породных отвалов, хвостохранилищ и др.;
• активизация опасных геологических процессов (карст, оползни), оседание земной поверхности и сдвижение горных пород;
• изменение физических полей — теплового, электромагнитного и др., особенно в районах вечной мерзлоты;
• истощение и ухудшение качества подземных и поверхностных вод, снижение расходов малых рек, чрезмерное осушение болот, почв и горных пород;
• загрязнение атмосферного воздуха выбросами метана, оксидов серы, углерода и других загрязнений из горных выработок при горении породных отвалов, газовых и нефтяных пожарах;
• выбросы пыли при буровзрывных работах в карьерах, вентиляции шахт, обогащении минерального сырья, транспортных операциях;
• нарушение растительного покрова при строительстве карьеров, захоронение плодородных и потенциально-плодородных почв под отвалами и др.

  К числу основных антропогенных воздействий  на горные породы относятся статические и динамические нагрузки, тепловые и электрические воздействия и др. Статические нагрузки — наиболее распространенный вид антропогенного воздействия на горные породы. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений, достигающих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород, достигающих глубин 70-100 м. Динамические нагрузки— вибрации, удары, толчки при работе транспорта, строительных машин, заводских механизмов, взрывные работы и др. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы — пески, водонасыщенные лессы, торф и др., прочность которых заметно снижается из-за неравномерного уплотнения, нарушения структурных связей, в результате чего возможно внезапное разжижение, образование оползней, обвалов, плывунных выбросов и других неблагоприятных процессов.

  Создаваемые в горных породах искусственные электрические поля при воздействии электрофицированного транспорта, ЛЭП и других электрообъектов порождают блуждающие токи и поля. Наиболее заметно они проявляются на городских территориях, где имеется наибольшая плотность источников электроэнергии. При этом изменяются электропроводность, электросопротивление и другие электрические свойства пород. Динамическое, тепловое и электрическое воздействие на горные породы создает физическое загрязнение окружающей природной среды.

  Под воздействием мощного антропогенного воздействия в массивах горных пород развиваются такие опасные процессы, как оползни, карст, подтопление, просадочные процессы и др. Особенно легко подвержены опасным процессам массивы вечномерзлых пород, так как они весьма чувствительны к тепловому антропогенному воздействию.

  Оползни представляют собой скольжение горных пород вниз по склонам под действием сил гравитации. Оползни — частое явление на склонах долин рек, оврагов, берегов'морей, искусственных выемок. Для оползней характерно отсутствие вращения и опрокидывания смещающихся масс. Они нарушают устойчивость массивов горных пород, негативно влияют на многие другие компоненты окружающей природной среды (нарушение поверхностного стока, истощение ресурсов подземных вод при их вскрытии, образование заболочен-ностей, нарушение почвенного покрова, гибель деревьев и т. д.).

  Карст—  геологическое явление, связанное с растворением водой горных пород (известняков, доломитов, гипса, каменной соли) и образованием при этом подземных пустот (пещер, каверн), сопровождаемым нередко провалами земной поверхности. Массивы горных пород, в которых развивается карст, называются закарстованными. Одним из важнейших направлений в сохранении окружающей природы является охрана карстовых пещер—уникальных памятников природы. При массовых туристических посещениях в них нарушаются тепловой и водный режимы, наблюдается «таяние» сталактитов и сталагмитов и другие негативные изменения геологической среды.

  Подтопление — любое повышение уровня грунтовых вод до критических величин (менее одного-двух метров от поверхности земли), в результате чего массивы горных пород и почва переувлажняются и заболачиваются, при этом активизируются оползни, карст и другие неблагоприятные процессы. В лессовых глинистых грунтах возникают просадки, в глинах — набухание. Просадка в лессовых грунтах приводит к резкой неравномерной осадке, а набухание в глинах — к неравномерному подъему зданий и сооружений, в результате чего сооружения испытывают деформации вплоть до полной непригодности к эксплуатации. Это ухудшает экологическую обстановку в жилых и производственных помещениях, что снижает производительность труда и даже может вызвать травмы и болезни людей. На подтопленной территории возрастает сейсмическая опасность. Кроме того, в результате вторичного засоления почв при подтоплении угнетается растительность, возможно химическое и бактериальное загрязнение грунтовых вод, ухудшается санитарно-эпидемиологическая обстановка.