Конспект лекций
по дисциплине
Экологические основы природопользования
Для всех специальностей
Форма обучения: очная, заочная (дистанционная), экстернат
2012_ г.
Содержание:
1) ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………..4
a) Экологические кризисы и экологические катастрофы ……………………………..5
b) Современный этап охраны природы …………………………………………………..9
2) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА АТМОСФЕРЫ…………………………………………….10
a) Последствия загрязнения и нарушения газового баланса атмосферы…………….16
b) Меры по предотвращению загрязнения и охране атмосферного воздуха…………17
3) РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ…………...20
a) Природная вода и ее распространение………………………………………….20
b) Роль воды в природе и хозяйственной деятельности людей…………………21
c) Истощение и загрязнение водных ресурсов…………………………………….21
d) Рациональное использование водных ресурсов, меры по предотвращению их истощения и загрязнения………………………………………………………………..23
e) Рациональное использование подземных вод………………………………….24
f) Очистные сооружения и оборотные системы водоснабжения……………….25
g) Правовая охрана водных ресурсов………………………………………………25
h) Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды……………….26
4) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА НЕДР………………………………………………………..26
1). Полезные ископаемые и их распространение………………………………..27
2). Исчерпаемость минеральных ресурсов…………………………………………28
Основные направления по рациональному использованию и охране недр.28
5) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ……………………………...30
1). Результаты антропогенного воздействия на почвы и меры по ее охране....30
2). Загрязнение почв…………………………………………………………………...31
3). Заболачивание почв………………………………………………………………..31
4). Прямое уничтожение почв………………………………………………………...32
6) РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА РАСТИТЕЛЬНОСТИ……………...32
a) Лесные ресурсы России, причины их сокращения……………………………………..32
b) Рациональное использование, воспроизводство и охрана лесов в России…………..33
c) Распределение лесосечного фонда и нормирование рубок……………………………..33
d) Борьба с потерями древесины……………………………………………………………...33
e) Защита леса от химических загрязнений…………………………………………………36
7) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ЖИВОТНОГО МИРА………………………………………37
a) Роль животных в круговороте веществ в природе и в жизни человека……………...37
b) Охрана важнейших групп животных……………………………………………………...38
Ø Охрана водных беспозвоночных……………………………………………………………………38
Ø Охрана насекомых……………………………………………………………………………………39
Ø Охрана рыб…………………………………………………………………………………………….40
Ø Охрана земноводных и пресмыкающих……………………………………………………………41
Ø Охрана млекопитающих……………………………………………………………………………...42
c) Правовая охрана животного мира…………………………………………………………..43
8) ОХРАНА ЛАНДШАФТОВ…………………………………………………………………………...44
a) Определение ландшафтов. Их классификация……………………………………………44
b) Особо охраняемые территории………………………………………………………………44
9) ОРГАНИЗАЦИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ПРИРОДЫ В РОССИИ…………………………………………………………………………………………………46
10) МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО В ОБЛАСТИ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ПРИРОДЫ………………………………………………48
a) Природоохранные конвенции и межгосударственные соглашения……………………50
b) Роль международных организаций в охране природы…………………………………...51
ВВЕДЕНИЕ
Противоречия во взаимоотношениях общества и природы во второй половине ХХ столетия стали угрожающими. Потребовался тщательный анализ причин, вызывающих разрушение озонового экрана, кислотные дожди, химическое и радиоактивное загрязнения среды. Стало понятным, что как биологический вид человек своей жизнедеятельностью влияет на природную среду не больше, чем другие живые организмы. Однако это влияние несравнимо с тем огромным воздействием, которое оказывает на природу труд человека. По мнению В. И. Вернадского, человеческая деятельность превратилась в мощную преобразующую Землю силу, сопоставимую с геологическими процессами.
Преобразующее воздействие человеческого общества на природу неизбежно, оно усиливается по мере роста численности населения, развития научно-технического прогресса, увеличения числа и массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот.
Человек — относительно молодой житель Земли, он включился в ее экологические системы около 3,5 млн. лет назад. Вначале воздействие человека на окружающую среду было незначительным, так как численность людей была небольшой по сравнению с другими видами животных и растений. Около 1,5 млн. лет назад численность наших предков не превышала 500 тыс. особей, и рост ее шел медленно. Сейчас, когда число жителей Земли достигло б млрд. человек (июль 1999), рост численности землян идет по экспоненте.
Как известно, весь окружающий нас мир, населенный живыми организмами, который называется биосферой, прошел длительное историческое развитие. Сами люди порожденные биосферой, являются ее частью и подчиняются ее законам. В отличие от всего остального живого мира человек обладает разумом. Он способен оценить современное состояние природы и общества, познать законы их раз вития.
По мнению академика Н. Н. Моисеева (1998), человек познал за коны, позволившие ему создавать современные машины, но пока он не научился понимать, что существуют и другие законы, которые, возможно, он еще и не знает, что в его взаимоотношениях с
природой «существует запретная черта, которую человек не имеет права переступить ни при каких обстоятельствах... существует система запретов, нарушая которые он разрушает свое будущее». да же открытые уже законы развития биосферы, общества, взаимоотношений природы и общества человек постоянно нарушает в угоду сиюминутной выгоде, вызывая многочисленные локальные и региональные катастрофы, приближая глобальный экологический кризис.
«Совершенно ясно, однако, что никаких очевидных способов исправить нанесенный природе вред не существует, да и обвинение, предъявляемое человеку за его возмутительное отношение к среде, следует строить не на столь очевидных фактах, как сбрасывание в реки сточных вод, опрыскивание посевов пестицидами, ружья и гарпуны охотников, выхлопные газы автомашин, расползающиеся во все стороны пригороды. Человеку следует предъявить обвинение в том, что он не сумел отнестись с должным вниманием к законам, лежащим в основе экономики природы» (Риклефс, 1976).
Необходимость заботиться об окружающей среде люди поняли очень дав но. Сведения об особо охраняемых «священных» рощах, «заколдованных» озерах, религиозные табу на вылов рыбы и добычу животных дошли до нас из глубокой древности. Именно на местах священных рощ, монастырских владений воз первые заповедники (резерваты). Издавна особо охранялись места княжеских и царских охот, и во времена княжеской раздробленности таких своеобразных заповедников существовало очень много. Считается, что пер вый в мире государственный Йеллоустонский национальный парк был создан в США в 1872 г. В дальнейшем заповедники, заказники, резерваты, национальные и природные парки были организованы во всех странах мира, особенно активно после Второй мировой войны. Однако локальные, хотя и строго охраняемые участки биосферы не решают проблем, связанных с общим ухудшением окружающей природной среды.
Стало ясным, что сохранение резкого роста населения Земли, быстрая антропогенная трансформация естественных природных экосистем, дальнейшее загрязнение окружающей среды приводят к катастрофическим последствиям вплоть до гибели человеческих популяций. Понимание общих причин деградации биосферы пришло только в самое последнее время и в полной мере осознано далеко не всеми. Трудности заключаются в том, что последствия антропогенного воздействия на природу не всегда очевидны и часто проявляются через десятилетия, а теоретические основы охраны природы усилиями многих ученых из разных стран были разработаны лишь к середине ХХ столетия.
Естественно-научной основой охраны природы служат законы экологии, в частности учение о биосфере, основоположником которого является выдающийся отечественный ученый В. И. Вернадский (1863—1945). Идеи, положенные в основу учения о биосфере, он изложил в статьях, объединенных затем общим названием «Биосфера» (1926). В. И. Вернадский рассматривал биосферу не как простую совокупность живых организмов, а как единую термодинамическую оболочку, в которой сосредоточена жизнь и осуществляется постоянное взаимодействие живых организмов с неорганической средой посредством обмена веществ и потоков энергии.
Биосфера — это окружающее Землю пространство, в котором живое вещество действует как геологическая сила, формирующая лик Земли. Как известно, границы биосферы охватывают гидросферу (до глубины примерно 12 км), нижний слой атмосферы (до высоты 15—18 км) и верхний слой литосферы (до глубины 5 км). В. И. Вернадский считал, что биосфера состоит из нескольких компонентов, важнейшие из которых следующие: 1) живое вещество — растения, животные, микроорганизмы; 2) биогенное вещество — органические и органоминеральные продукты, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории: каменный уголь, горючие сланцы, торф, нефть и др.; З) косное вещество — горные по роды неорганического происхождения и вода, представляющие субстрат или среду обитания живых организмов; 4) биокосное вещество — результат взаимодействия живого и неживого (косного) вещества: осадочной породы, кора выветривания, почвы, ил на дне водоемов и др.
Одним из важнейших условий успешного развития охраны при роды в нашей стране является эффективное эколого-природоохранное образование. К пониманию этого Россия прошла непростой путь. Еще в 1950-х годах на людей, заботящихся о сохранении муравьев, привлечении птиц, чистоте речек и родников, смотрели как на чудаков. После принятия в 1960 г. Верховным Советом РСФСР Закона «Об охране природы» был введен курс «Охрана природы» в учебные планы вузов, готовящих студентов по биологическим, географическим, сельскохозяйственным специальностям. С этого же времени введены разделы по охране природы в программы и учебники по биологии, географии, химии для средней школы. В средней школе, в профессионально-технических, педагогических и других училищах, техникумах, вузах появились факультативные и специальные курсы природоохранного содержания.
Однако общая экологическая культура населения в нашей стране остается пока очень низкой. Она зависит в первую очередь от уровня эколого-природоохранной подготовки всего населения, его убежденности в необходимости совершенствования знаний, широкого эколого-природоохранного просвещения, в том числе через средства массовой информации. Важное значение имеет экологоприродоохранная подготовка учащихся средних специальных учебных заведений (ССУЗ), которым адресована эта книга. В своей профессиональной деятельности выпускники ССУЗ связаны с разведкой, добычей, переработкой и использованием природных ресурсов. От их компетентности во многом зависит состояние окружающей среды.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
И ОХРАНА АТМОСФЕРЫ
Атмосфера, общая масса которой составляет 5,15.1015 т, простирается вверх от поверхности Земли примерно до 3000 км. С высотой меняются химический состав и физические свойства атмосферы, и в соответствии с этим ее подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу (термосферу) и экзосферу.
Основная масса воздуха в атмосфере (до 80%) находится в нижнем, приземном слое — тропосфере. Толщина тропосферы в среднем 11—12км: 8—10 км — над полюсами, 16—18 км - над экватором. При удалении от поверхности Земли в тропосфере происходит понижение температуры на б °С на каждый километр. На высоте 18—20 км плавное уменьшение температуры прекращается, она остается почти постоянной: —60—70 °С. Этот участок атмосферы называется тропопаузой. Следующий слой — стратосфера — занимает высоту 20— 50 км от земной поверхности. В ней сосредоточена остальная (20%) часть воздуха. Здесь температура повышается при удалении от по верхнос1 Земли на 1—2°С на каждый километр, и в стратопаузе на высоте 50—55 км доходит до 0°С. далее идет слой мезопаузьи, рас положенный на высоте 55—80 км. При удалении от Земли темпера тура в нем понижается на 2—3 °С на 1 км, и на высоте 80 км, в мезопаузе, она достигает —75—90 °С. Слои термосфера и экзосфера, соответственно занимающие высоты 80—1000 и 1000—2000 км, представляют собой наиболее разреженные части атмосферы. Здесь встречаются лишь отдельные молекулы, атомы и ионы газов, плотность которых в миллионы раз меньше, чем у поверхности Земля. Следы газов обнаружены до высоты 10—20 тыс. км.
Толщина воздушной оболочки сравнительно невелика при сопоставлении с космическими расстояниями: она составляет одну четвертую часть радиуса Земли и одну десятитысячную часть расстояния от Земли до Солнца. Плотность атмосферы на уровне моря равна 0,00 1 г/см, т.е. в тысячу раз меньше плотности воды.
Между атмосферой, земной поверхностью и другими сферами Земли происходит постоянный обмен теплом, влагой и газами, что вместе с циркуляцией воздушных масс в атмосфере влияет на основные климатообразующие процессы. Атмосфера защищает живые организмы от мощного потока космического излучения. Ежесекундно на верхние слои атмосферы обрушивается поток космических лучей: гамма, рентгеновские, ультрафиолетовые, видимые, инфра - красные. Если бы все они достигали земной поверхности, то в течение нескольких мгновении уничтожили бы все живое.
Важнейшее защитное значение имеет озоновый экран. Он расположен в стратосфере на высоте от 20 до 50 км от поверхности Земли. Общее количество озона (О3) в атмосфере оценивается в 3,3 млрд. т. Мощность этого слоя сравнительно небольшая: суммарно она составляет 2 мм на экваторе и 4 мм у полюсов при нормальных условиях. Максимальная концентрация озона —8 частей на миллион частей воздуха — находится на высоте 20—25 км.
Основное значение озонового экрана в том, что он защищает живые организмы от жесткого ультра фиолетового излучения. Часть его энергии расходуется на реакцию:
3О2 ↔ 2О озоновый экран поглощает ультрафиолетовые лучи с длиной волны около 290 нм и менее, поэтому до земной поверхности доходят ультрафиолетовые лучи, полезные для высших животных и человека и губительные для микроорганизмов.
Атмосферный воздух это смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли. Воздух не имеет запаха, прозрачен, его плотность 1,2928 г/л, растворимость в воде 29,18 см в жидком состоянии приобретает голубоватую окраску. Жизнь людей невозможна без воздуха, воды и пищи, но если без пищи человек может прожить несколько недель, без воды — несколько дней, то смерть от удушья на ступает через 4—5 мин.
Основными составными частями атмосферы являются азот, кислород, аргон и углекислый газ. Кроме аргона в малых концентрациях содержатся другие инертные газы.
Элемент | Объемные, % | Весовые,% |
Азот (N2) Кислород (О2) Аргон (Ar) Углекислый газ (СО2) Неон (Ne) Гелий (He) Метан (CH4) Криптон (Kr) Оксид азота (NO2) Водород (Н2) Ксеон (Хе) Озон (О3) | 78.08 20,95 0,93 0,03 1,8*10-3 5,2*10-4 2,2*10-4 1*10-4 1*10-4 5*10-5 8*10-6 1*10-6 | 75.51 23,15 1,28 0,046 1,25*10-3 0,72*10-4 1,2*10-4 2,9*10-4 1,5*10-4 0,3*10-5 3,6*10-5 3,6*10-5 |
В атмосферном воздухе всегда находятся пары воды (примерно 3—4%) и твердые частицы — пыль.
По газовому составу вся атмосфера Земли подразделяется на нижнюю (до 100 км) — гомосферу, имеющую состав, сходный с приземным воздухом, и верхнюю — гетеросферу — с неоднородным химическим составом. Одним из важных компонентов атмосферы является кислород. В первичной атмосфере Земли кислород отсутствовал. Появление и накопление его связано с распространением зеленых растений и процессом фотосинтеза. В живых организмах в результате химического взаимодействия веществ с кислородом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности.
Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с космосом, при этом Земля получает космическую пыль и метеориты и теряет самые легкие газы — водород и гелий. Атмосфера пронизана мощной солнечной радиацией, которая определяет тепловой режим планеты, вызывает диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов. Обширная разреженная верхняя часть атмосферы состоит преимущественно из ионов.
Баланс газов в атмосфере
Наибольшее значение для живых организмов имеет относительно постоянный состав атмосферного воздуха в тропосфере. Баланс газов в атмосфере поддерживается за счет постоянно идущих процессов использования живыми организмами и поступления га- зон в атмосферу.
Азот выделяется при мощных геологических процессах (извержениях вулканов, землетрясениях), при разложении органических соединений. Изъятие азота из воздуха происходит за счет деятельности клубеньковых бактерий.
Как известно, атмосферный азот используется в промышленном производстве азотных удобрений. Однако из-за огромного общего количества азота в атмосфере проблема его баланса не столь серьезна, как баланс кислорода и диоксида углерода. Около 3,5 - 4 млрд. лет назад содержание кислорода в атмосфере было в 1000 раз меньше, чем сейчас, так как не было основных его продуцентов — зеленых растений. Жизнедеятельность живых организмов поддерживает современное соотношение кислорода и диоксида углерода. В результате фотосинтеза зеленые растения потребляют диоксид углерода и выделяют кислород. Он используется для дыхания всеми живыми организмами. Естественные процессы потребления СО и 02 и их поступление в атмосферу хорошо сбалансированы.
Увеличение использования запасов кислорода происходит одновременно с эквивалентным ростом выделения диоксида углерода в атмосферу. По данным ООН, за последние 100 лет количество СО в атмосфере Земли увеличилось на 10— 15 %. Если намеченная тенденция сохранится, то в З тысячелетии количество СО в атмосфере может возрасти на 25, т.е. с 0,0324 до 0,04% объема сухого 1 атмосферного воздуха.
Некоторое увеличение диоксида углерода в атмосфере сказывается положительно на продуктивности сельскохозяйственных растений. Так, насыщение воздуха теплиц углекислым газом повышает урожайность выращиваемых в них овощей за счет интенсификации процесса фотосинтеза. Однако увеличение СО2 в атмосфере:1 приводит к возникновению сложных глобальных проблем, речь о которых пойдет в следующих разделах настоящей главы.
Атмосфера является одним из основных метеорологических и климатообразующих факторов. Климатическая система включает в себя атмосферу, океан, поверхность суши, криосферу и биосферу. Подвижность и инерционные характеристики этих составляющих имеют разное время реакции на возмущения в смежных системах. Так, для атмосферы и поверхности суши оно составляет несколько недель или месяцев. С атмосферой связаны циркуляционные процессы переноса влаги и тепла, циклоническая деятельность.
На газовый состав атмосферы
Под воздействием деятельности людей происходит изменение баланса азота в атмосфере. Заметно увеличилось связывание азота при производстве азотных удобрений. Предполагают, что объем промышленной фиксации азота в ближайшее время значительно возрастет и превысит его поступление в атмосферу: согласно прогнозам производство азотных удобрений будет удваиваться каждые 6 лет, чем будут обеспечены растущие потребности сельского хозяйства. Пропорционально этому возрастает изъятие азота из атмосферы. Нерешенной остается проблема компенсации изъятия азота из воздуха.
С развитием промышленности и транспорта во все возрастающих размерах используется атмосферный кислород на процессы го рения. Например, за один трансатлантический рейс современный реактивный самолет сжигает 35 т кислорода. Легковой автомобиль за 1,5 тыс. км пробега расходует суточную норму кислорода одно го человека (в среднем человек потребляет в сутки 500 л 02, пропуская через легкие 12 т воздуха). По подсчетам специалистов, на сгорание разнообразных видов топлива сейчас требуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелеными растениями. Уменьшается поступление кислорода в атмосферу из-за сокращения площадей лесов, саванн, степей и увеличения пустынных территорий, городов, транспортных магистралей. Сокращается число продуцентов кислорода среди водных растений из-за загрязнения рек, озер, морей и океанов. Полагают, что в ближайшие 150—180 лет количество кислорода в атмосфере сократится на треть по сравнению с современным его содержанием.
Загрязнение атмосферы
Источники загрязнения атмосферы могут быть естественными и искусственными. Естественными источниками загрязнения атмосферы служат извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, процессы выветривания, разложение органических веществ.
К искусственным (антропогенным) источникам загрязнения атмосферы относятся промышленные и теплоэнергетические предприятия, транспорт, системы отопления жилищ, сельское хозяйство, бытовые отходы.
Естественные источники загрязнения атмосферы представляют собой такие грозные явления природы, как извержения вулканов и пыльные бури. Обычно они имеют катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли. После прекращения извержения общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается. Так, в результате извержения вулкана Кракатау в 1883 г. в атмосферу было выброшено около 150 млрд. т пыли и пепла. Мелкие пылевые частицы держались в верхних слоях атмосферы течение нескольких лет.
«Над Кракатау поднялась черная туча высотой около 27 км. Взрывы продолжались всю ночь и были слышны на расстоянии 160 км от вулкана. Газы, пары, обломки, песок и пыль поднялись на высоту 70—80 км и рассеялись на площади свыше 827 000 км (Влодавец, 1973).
При извержениях вулкана Катмай на Аляске в 1912 г. было вы брошено в воздух около 20 млрд. т пыли, которая долго держалась в атмосфере. Извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 г. сопровождалось выбросами в атмосферный воздух диоксида серы. Его количество составило более 20 млн. т.
При извержении вулканов происходит тепловое загрязнение атмосферы, так как в воздух выбрасываются сильно нагретые вещества. Температура их, в том числе паров и газов, такова, что они сжигают все на своем пути.
Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные пожары. Чаще всего они возникают в засушливые годы. В России наиболее опасны пожары в Сибири, на дальнем Востоке, на Урале, в Республике Коми, В среднем за год площадь, пройденная пожарами, составляет около 700 тыс., га. В засушливые годы она может достигать 1—1,5 млн. га (1915 г.). Дым от лесных пожаров распространяется на огромные площади — около 6 млн. км. Памятным для жителей Подмосковья было лето 1972 г., когда воздух в течение всего лета был сизым от дыма пожаров, а видимость на дорогах не превышала 20—30 м. Горели леса и торфяники. Прямой ущерб от лесных пожаров в среднем за год составляет 200—250 млн. долларов. В среднем за год сгорает и повреждается на корню до 20—25 млн. м древесины.
Пыльные бури возникают в связи с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности частиц почвы. Сильные ветры
смерчи и ураганы — поднимают в воздух и крупные обломки пород, но долго в воздухе они не держатся. При сильных пыльных бурях в атмосферный воздух поднимается до 50 млн. т пыли. Причинами пыльных бурь являются засуха, суховеи, провоцируют их интенсивная распашка, выпас скота, уничтожение лесов и кустарников. Наиболее часто возникают пыльные бури в степных, полупустынных и пустынных районах. В этих районах южной России катастрофические пыльные бури наблюдались в 1928, 1960, 1969, 1989 гг. Катастрофические явления, связанные с извержением вулканов, лесными пожарами и пыльными бурями, приводят к возникновению светозащитного экрана вокруг Земли, который несколько изменяет тепловой баланс планеты. В целом эти явления имеют заметный, но локальный эффект в отношении загрязнения атмосферы. Совсем незначительный, местный характер носит загрязнение атмосферного воздуха, связанное с выветриванием и разложением органических веществ.
Искусственные источники загрязнения наиболее опасны для атмосферы. Они способствуют поступлению в атмосферный воздух инородных, не свойственных естественным условиям газов и веществ. По агрегатному состоянию все загрязняющие вещества антропогенного происхождения подразделяются на твердые, жидкие и газообразные, причем последние составляют около 90% от общей массы выбрасываемых в атмосферу искусственных загрязняющих веществ.
Проблема загрязнения воздуха не нова. Более двух столетий серьезные опасения вызывает загрязнение воздуха в крупных промышленных центрах многих европейских стран. Однако длительное время эти загрязнения носили локальный характер. В то время, когда промышленных предприятий, заводов и фабрик было немного, дым и копоть загрязняли сравнительно небольшие участки атмосферы и легко разбавлялись массой чистого воздуха. Однако быстрый рост промышленности и транспорта в ХХ в. привел к тому, что выброшенные в воздух вещества не успевают рассеяться к моменту поступления в атмосферу новой порции загрязнения. Их концентрация увеличивается, и они становятся причиной вредных и даже фатальных последствий для биосферы.
Радиоактивное загрязнение атмосферы особенно опасно для людей, животных и растений. Источники радиоактивного загрязнения в основном техногенного происхождения. Это экспериментальные взрывы атомных, водородных и нейтронных бомб; различные производства, связанные с изготовлением термоядерного оружия; атомные реакторы и электростанции; предприятия, где используются радиоактивные вещества; станции по дезактивации радиоактивных отходов; захоронения отходов атомных предприятий и установок; аварии или утечки на предприятиях, где производится и используется ядерное топливо. Естественные источники радиоактивного загрязнения атмосферы связаны с выходами на поверхность урановых руд и горных пород, имеющих повышенную природную радиоактивность (граниты, гранодиориты, пегматиты).
Радиоактивное загрязнение атмосферы чрезвычайно опасно, так как радионуклиды с воздухом попадают в организм и поражают жизненно важные органы человека. Его влияние сказывается не только на ныне живущих поколениях, но и на их потомках из-за появления многочисленных мутаций. Не существует такой малой дозы ионизирующего излучения, которая была бы абсолютно безопасна для человека, растений и животных. даже в районах умеренного радиоактивного загрязнения увеличивается число людей, за болевших лейкозами.
В настоящее время радиоактивное загрязнение атмосферного воздуха над территорией России определяется глобальным повышенным радиационным фоном, который создан в результате про водившихся ранее ядерных испытаний, радиоактивными выброса ми после катастрофических аварий, случившихся в 1957 г. на военном производственном объединении (ПО) «Маяк» и в 1986 г. на Чернобыльской АЭС. В результате аварии на ПО «Маяк» произошла утечка радиоактивных отходов, сбрасываемых и хранившихся в «бессточном» озере. В 1957 г. радиоактивный фон озера составлял 120 млн. кюри, что в 24 раза больше, чем фон разрушенного реактора Чернобыльской АЭС. Радиоактивные вещества после аварии на ПО «Маяк» загрязнили 23 тыс., км земли. Загрязнение же атмосферы произошло в результате разноса ветром радиоактивной пыли с берегов и обнажившегося после засухи дна озера.
Различного рода утечки и неконтролируемые выбросы на предприятиях незначительно изменяют радиологическую обстановку и носят обычно локальный характер.
Содержание радионуклидов в атмосферном воздухе над территорией России в 1992—1998 гг. практически не менялось: ß 18,9 — 20,4*10-5 Бк/м, цезий 0,05 – 0,11*10-5 Бк/м, стронций 1,29 — 2,5×10-7 Бк/м3 и т.д.
К зонам радиоактивного загрязнения отнесено 14 субъектов Российской Федерации: Белгородская, Брянская, Воронежская, Калужская, Курская, Ленинградская, Липецкая, Орловская, Пензенская, Рязанская, Тамбовская, Тульская, Ульяновская области, Республика Мордовия.
Наибольшее загрязнение атмосферы происходит при взрывах термоядерных устройств. Образующиеся при этом изотопы становятся источником радиоактивного распада в течение длительного времени. Наиболее опасны изотопы стронция-90 (период полураспада 25 лет) цезия-137 (период полураспада 33 года).
Радиоактивные вещества распространяются не только воздушным путем. В миграции радиоактивных элементов большую роль играют цепи питания: из воды эти элементы поглощаются планктоном, который служит пищей для рыб, они, в свою очередь, поедаются хищными рыбами, рыбоядными птицами и зверями и т.д.
Смоги, кислотные дожди, разрушение озонового слоя. Крупнейшие города мира страдают от смогов (от англ. smoke — дым + fog — туман). Принято различать смог лондонского и лос-анджелесского (фотохимического) типов.
Причинами образования смога лондонского типа служат высокие концентрации в воздухе сернистого газа, пьтлевых частиц и тумана. Главным источником загрязнения атмосферы служат продукты сжигания угля и мазута.
Фотохимический смог (лос-анджелесский) возникает в результате фотохимических реакций, протекающих под действием коротко волновой (ультрафиолетовой) солнечной радиации на газовые выбросы. Обязательным условием образования смога служит высокая концентрация оксидов азота, углеводородов, галогенов и других соединений, интенсивная солнечная радиация (солнечная погода) и безветрие. В процессе фотохимических реакций возникают новые, более ядовитые вещества, чем сами выбросы. Основные компоненты фотохимического смога — фотооксиданты: озон, оксиды азота, нитриты, нитраты, углеводороды, фенолы и т.д. Эти вещества в незначительном количестве всегда присутствуют в воздухе больших городов, но в фотохимическом смоге их концентрация на много превышает предельно допустимые концентрации (ПдК).
В декабре 1952 г. за 3—4 дня, в течение которых над Лондоном держался смог, погибли 4 тыс., человек, столько же, сколько во время эпидемии холеры в 1854 г. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда сильно загрязнен ядовитыми примесями. В лондонском смоге такой токсической примесью был диоксид серы, концентрация которого достигала 5—10 мг/м
Лос-анджелесский смог может возникать при более низких концентрациях загрязнителей и более сухом, чем в Лондоне, воздухе (влажность около 70%). Для него характерна желто-зеленая или синеватая дымка. Основная причина образования фотохимического смога — сильное загрязнение городского воздуха выбросами предприятий химической промышленности и транспорта, особенно выхлопными газами автомобилей. В Лос-Анджелесе ежедневно скапливается свыше 4 млн. выбрасывающих в воздух около 1 тыс. т в сутки оксидов азота.
В настоящее время смог представляет большую опасность для жителей многих городов. При фотохимическом смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные. У людей этот смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, появляются симптомы удушья, обостряются хронические легочные и сердечно-сосудистые заболевания. Смог оказывает вредное влияние на растения (многие из них погибают), способствует коррозии строительных материалов, растрескиванию лакокрасочных покрытий, резиновых и синтетических изделий, вызывает порчу одежды. Из-за плохой видимости нарушается работа транспорта, увеличивается число аварий.
Явно выраженный фотохимический смог в Лос-Анджелесе бывает более 60 дней в году. Фотохимическому смогу подвержены многие крупные города: Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Детройт, Токио, Милан. Резко возросла опасность возникновения фотохимического смога в крупных городах России в связи с быстрым ростом числа автомобилей.
Важнейшим загрязнителем городского воздуха является диоксид серы, который образуется при сгорании угля и некоторых видов нефти, содержащих серу. Во влажном воздухе SO2 как отмечалось, окисляется и, соединяясь с водой, образует серную кислоту. Выпадая с дождем на землю или удерживаясь в атмосфере с капельками тумана, она разъедает легкие человека и животных, металлы, краски, камни. Происходит преждевременный износ мостов, зданий, порча скульптур. диоксид серы — один из наиболее опасных для растений загрязнителей атмосферы. Выпадая на землю, так называемые кислотные дожди губят растения, нарушают естественные процессы в наземных и водных экосистемах за счет изменения кислотности (рН).
Принято считать, что под влиянием деятельности людей происходит также разрушение защитного озонового слоя атмосферы. Раз рушение озонового слоя, замеченное в начале 1980-х годов, объясняют применением фреонов в качестве охладителей в холодильных установках и выбросом в атмосферу аэрозолей, применяемых в быту. Выбросы фреонов в мире в конце 1980-х годов достигали 1,4 млн. т в год, «вклад» отдельных стран составлял: 35%— США, по 10% — Япония и Россия, 40% — страны ЕЭС, 5 % — остальные страны. Разрушают озоновый слой полеты сверхзвуковых самолетов и космических аппаратов.
Тепловое, шумовое и другие виды загрязнения атмосферы. В промышленных центрах и крупных городах атмосфера подвергается тепловому загрязнению в связи с тем, что в атмосферу поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух. Температура выбросов обычно выше средней многолетней температуры приземного слоя воздуха. Из труб промышленных предприятий, выхлопных труб двигателей внутреннего сгорания, при отоплении домов, лесных пожарах выделяются вещества, нагретые до 60 ос и более. Среднегодовая температура атмосферного воздуха над крупными городами и промышленными центрами на 6—7 °С выше температуры воздуха прилегающих территорий. Специалисты отмечают, что в последние 25 лет средняя температура тропосферы поднялась на 0,7 °С.
Другим видом загрязнения атмосферы в городах является шумовое. Шум стал фактором социального значения. Слабые шумы до 30 дБ (шелест листвы, тихая музыка, шум прибоя) действуют на человека успокаивающе. Шум в 90—120 дБ (от автотранспорта, метро, реактивных самолетов, строительных механизмов и даже музыки в дискотеках) воспринимается как грохот. Такие шумы раздражают, разрушают нервные клетки, приводят к возникновению опасных психических заболеваний. От длительного воздействия шума возникают нарушения и потеря слуха, патологические изменения в вегетативной нервной системе, расстройство периферического кровообращения, гипертония. Шум в 80 дБ снижает работоспособность, увеличивает колебания артериального давления, резко ухудшает ориентацию в пространстве и восприятие происходящего. допустимые верхние пределы шума в России составляют: для больничных палат и санаториев — 35 дБ, жилых квартир, учебных заведений, аудиторий —40 дБ, стадионов и вокзалов —60 дБ. Ограничительные нормы внешнего шума для транспортных средств —80—85 дБ. Они, к сожалению, не соблюдаются в метро, где шум отходящего состава достигает 100—110 дБ.
Не следует игнорировать своеобразную электромагнитную форму загрязнения атмосферного воздуха действие электромагнитного поля на человека, животных и растения в настоящее время плохо изучено и часто служит причиной домыслов и предположений. Оно связано с работой приборов и оборудования, вырабатывающих электрические и магнитные поля. В настоящее время проводятся специальные медико-биологические исследования, направленные на выявление влияния таких полей на здоровье человека.
Газового баланса атмосферы
Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на организм человека, животных и растительность, наносит ущерб народному хозяйству, вызывает глубокие изменения в биосфере.
Влияние загрязненного воздуха на человека может быть как прямым, так и косвенным. Прямое влияние выражается в том, что загрязнители в виде газов и пыли попадают вместе с вдыхаемым воз духом в организм и непосредственно действуют на него, вызывая отравления и различного рода заболевания. Среди соединений серы наиболее токсичен для человеческого организма ее диоксид (SO2). При увеличении его концентрации в окружающем воздухе повышается вероятность сердечно-сосудистых и легочных заболеваний. Бронхиальная астма — наиболее частое заболевание у людей, дышащих воздухом с повышенным содержанием диоксида серы. Установлена тесная связь повышенной смертности от бронхитов с повышенной концентрацией диоксида серы в воздухе.
Угарный газ (СО), соединяясь с гемоглобином крови, вызывает отравление организма, малые его концентрации способствуют отложению липидов на стенках кровеносных сосудов, ухудшая их проводимость. Оксиды азота (NО, NО2) отрицательно влияют на эпителий органов дыхания, вызывая отеки. При длительном их воздействии на человеческий организм нарушается деятельность центральной нервной системы. Отрицательно действуют на нервную систему соединения свинца. Проникая через кожу и накапливаясь в крови, свинец снижает активность ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом. Это, в свою очередь, нарушает нормальные обменные процессы.
Перечень вредных веществ, появляющихся в атмосферном воз духе, которым мы дышим, и описание их негативного воздействия на здоровье людей можно было бы продолжить. Однако сказанного выше достаточно, чтобы понять, что антропогенное загрязнение атмосферы совсем не безобидно для человека. Это требует от каждого из нас гражданской ответственности в соблюдении правил и мер по охране атмосферы.
К прямому вредному влиянию на организм человека следует отнести воздействие воздуха, насыщенного пылью разнообразного происхождения — частицами горных пород, почвы, сажи, золы. Общее количество пыли, ежегодно поступающей в атмосферу Земли, оценивается в 2 млрд. т, причем антропогенные аэрозоли составляют 10—20%.
При длительном вдыхании запыленного воздуха у людей и домашних животных возникает болезнь, получившая название пыльной пневмонии.
Запыленность воздуха в городах оказывает вредное косвенное воз действие. С увеличением запыленности атмосферы над крупными го родами снижается прямая солнечная радиация. В их центрах суммарная солнечная радиация на 20—50% ниже, чем в пригородах. Существенно уменьшается поступление ультрафиолетовых лучей. Это приводит к увеличению в городском воздухе болезнетворных бактерий. В запыленном воздухе резко возрастает число ядер конденсации воды. В результате этого количество туманных и облачных дней в крупных городах в несколько раз больше, чем за их пределами.
Влияние загрязненного воздуха на растения и животных. Загрязненность атмосферы отрицательно сказывается на растительности городов и их окрестностей. Особенно большой вред растениям приносит присутствие в воздухе диоксида серы, фтора, хлора, их соединений, других окислителей, угарного газа и др. Промышленные газы воздействуют на ассимилирующий аппарат зеленых растений. Они разрушают корневую систему растений, цитоплазму и хлоропласты в клетках листьев, угнетают деятельность устьиц, в 1,5—2 раза снижая интенсивность транспирации, фотосинтеза. Особенно подвержены вредному воздействию загрязнителей атмосферы хвойные деревья: сосна, ель, пихта, кедр, которые первыми погибают от загрязнения атмосферы в крупных промышленных районах.
Отрицательное влияние на растения оказывают выбросы предприятий цветной металлургии и кислотных заводов, В окрестностях заводов, производящих серную кислоту и алюминий, гибнут сады и виноградники, вблизи цементных заводов гибнут плодовые деревья и кустарники, около свинцово-цинковых комбинатов — посевы и т. д.
Загрязнение воздуха сопровождается образованием устойчивых аномалий повышенного содержания загрязнителей в воде, почве, растениях. Параметры очагов загрязнения различны. В Канаде вокруг металлургического комплекса Садбери, в воздушных выбросах которого содержится диоксид серы, вся растительность уничтожена на площади около 60 км Токсичные газопылевые выбросы промышленных предприятий центральной части Великобритании, Русского бассейна и некоторых других районов Центральной Европы достигают Скандинавских стран, и кислотные дожди вызывают (особенно в южной части Норвегии) деградацию лесной растительности на обширных территориях. Гибель рыб и других водных животных во многих озерах. Мощное угнетающее воздействие на растительность оказывает Норильский металлургический комбинат в России.
Так как концентрация загрязнителей возрастает по цепям питания, то в окрестностях химических заводов она в теле животных, в десятки раз выше, чем в окружающем воздухе.
Атмосферного воздуха
Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы служат: разработка и внедрение очистных фильтров на предприятиях, использование экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение городов и поселков.
Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Промышленные выбросы в атмосферу очищаются путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Такими способами улавливаются пыль, копоть, пары и газы.
Эффективность работы очистных сооружений зависит от физико-химических свойств загрязнителей и от совершенства применяемых методов и аппаратов. При грубой очистке промышленных выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей, при средней очистке - до 95 - 98% и при тонкой - 99% и выше.
Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского металлургического комбината обеспечивает санитарную очистку и получение дополнительно многих тысяч тонн дешевой серной кислоты. На Ангарском цементном заводе очистными сооружениями улавливается до 98% выбросов цементной пыли, а фильтрами соседнего алюминиевого завода — 98% ранее терявшегося фтора, что дает 300 тыс., долларов прибыли в год.
Безотходная технология производства. Решить проблему охраны атмосферы только с помощью очистных сооружений невозможно. Необходимо применение комплекса мероприятий и прежде все го внедрение в промышленную практику безотходных технологий.
Безотходная технология эффективна в том случае, если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цикличное безотходное промышленное производство, сопоставимое с циклическими процессами в биосфере, — это будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды.
Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения — переход на новые экологически безопасные источники энергии. Например, строительство электростанций, использующих энергию приливов и отливов, тепло недр, применение гелиоустановок и ветряных двигателей для получения электроэнергии. В 1980-е годы перспектив НЫМ источником энергии считались атомные электростанции (АЭС). После чернобыльской катастрофы число сторонников широкого использования атомной энергии уменьшилось. Эта авария показала, что атомные электростанции требуют повышенного внимания к системам их безопасности. Альтернативным источником энергии академик А. Л. Яншин, например, считает газ, которого в России в перспективе можно добывать около 300 трлн. кубометров.
Защита воздуха от выхлопных газов автомобилей. Частные решения этой проблемы — установка фильтров для очистки выхлопных газов и дожигающих углеводороды устройств, замена содержащих свинец антидетонаторных добавок, такая организация движения транспорта, которая уменьшает и исключает частую смену ре жимов работы двигателей: создание дорожных развязок, расширение дорожного полотна, строительство переходов и т. д. Кардинально проблема может быть решена при замене двигателей внутренне го сгорания на электрические. Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается замена бензина другими видами горючего, например смесью различных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили.
Озеленение городов и промышленных центров. Зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарников оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60% диоксида серы. Поэтому в парках, скверах и садах в воздухе содержится пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в значительной мере регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий огромный вред здоровью людей.
для поддержания чистоты воздуха большое значение имеет планировка города. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов буферной зоной, состоящей из зеленых насаждений. Следует учитывать направление основных ветров (розы ветров), рельеф местности и наличие водоемов. Лучше располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участках. Промышленные зоны необходимо помещать вдали от жилых кварталов или за пределами города.
Правовые основы охраны атмосферы
Рациональное использование атмосферы определяется законодательными и нормативными правовыми актами. В них регламентируются условия и ограничения при различных видах производственной деятельности людей, которые сводят к минимуму вероятность загрязнения атмосферы.
Основными законодательными и нормативными правовыми актами природоохранной деятельности служат:
• Воздушный кодекс Российской Федерации, в котором особые требования предъявляются к состоянию полетной техники в части снижения загрязнения атмосферы;
• Федеральный закон «Об уничтожении химического оружия» — устанавливает правовые основы проведения комплекса работ по обеспечению защиты окружающей среды, в том числе атмосферы, при наземных способах уничтожения химических веществ;
• Уголовный кодекс (1997)— имеет ряд статей, касающихся атомной промышленности, содержит определение «экологические преступления»;
• Федеральный закон «О радиационной безопасности населения». В целях его реализации Правительством РФ был принят ряд постановлений, предотвращающих загрязнение атмосферы и касающихся правил размещения радиоактивных веществ и радиоактивных от ходов, их хранения и перевозки;
• Федеральный закон «Об использовании атомной энергии». В феврале 1997 г. в него внесены изменения и дополнения;
• В России утвержден ряд ГОСТов, которые регламентируют нормы выбросов в атмосферу, рекомендуют методы измерений содержания в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, правила размещения пунктов наблюдения, состав, частоту и программы наблюдений. Разработан ГОСТ терминов и определений, имеющих отношение к охране атмосферного воздуха, к составу загрязняющих веществ по токсичности.
Основными документами, регулирующими охрану и рациональное использование атмосферного воздуха, служат ГОСТы ряда «Ох рана природы. Атмосфера»:
- Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями;
- Нормы и методы измерений дымности отработанных газов тракторных и комбайновых дизелей;
- Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;
- Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями;
- Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;
- Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и экспертизы воздухоохранных мероприятий и выдаче разрешений на выброс загрязняющих веществ в атмосферу.
Кроме общегосударственной нормативной базы, регулирующей глобальные вопросы охраны атмосферы и ее рациональное использование, государственное природопользование регулируется также в каждом субъекте Федерации. Это обеспечивается нормативными документами на уровне области или республики Российской Федерации сопровождается соответствующими санкциями и экономическими р Рациональное природопользование контролируется государственными комитетами экологии и природных ресурсов, комитетами по геологии и использованию недр, территориальными комитетами государственного мониторинга геологической среды.
Важным элементом рационального использования атмосферы и охраны ее от загрязнения является система слежения (мониторинг) за составом и качеством атмосферного воздуха.
Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы.
В состав сети наблюдений за радиоактивным загрязнением окружающей природной среды входит около 1,5 тыс. гидрометеостанций и постов, на которых производятся следующие измерения:
мощности экспозиционной дозы гамма-излучения на местности — 1,4 тыс., пунктов; количества выпадений радиоактивных аэрозолей из атмосферы — 0,5 тыс., пунктов; концентрации аэрозолей в приземном слое атмосферы — более 50 пунктов. На 30 пунктах делаются наблюдения за содержанием трития в атмосферных осадках, на 82- стронция-90 и других долгоживущих радионуклидов в водах суши и морей. Оперативными группами проводятся маршрутные и экспедиционные обследования радиационной обстановки в районах, прилегающих к радиационно-опасным объектам. При этом осуществляются аэрограмм-спектрометрические съемки. Система была введена после аварии на Чернобыльской АЭС и показала большую эффективность.
Контроль радиационной обстановки осуществляется путем непосредственного измерения экспозиционной дозы гамма-излучения на местности, анализа проб атмосферных выпадений и аэрозолей, а также с помощью отбора и анализа проб атмосферных осадков, поверхностных вод суши, морской воды.
Сеть мониторинга качества атмосферного воздуха создана и осуществляется в системе организаций Росгидромета. Она включает 260 городов России. Регулярные наблюдения за качеством атмосферного воздуха проводятся на 710 станциях. Контрольно-наблюдательная сеть других ведомств включает еще 50 станций. В составе Государственной службы наблюдения за состоянием атмосферного воздуха действуют также специализированные подсистемы мониторинга, в частности станции в биосферных заповедниках, в местах трансграничного переноса загрязняющих воздух веществ.
Особую роль выполняют контрольные замеры, осуществляемые в рамках совместной программы наблюдений и оценки распространения загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе (Программа ЕМЕП). По программе работают страны, подписавшие Конвенцию о трансграничном загрязнении воздуха на большие рас стояния.
Некоторые наблюдательные станции, действующие в составе подсистем мониторинга, включены в состав международных систем наблюдения, например станции мониторинга фонового загряз нения атмосферы.
На «фоновых» станциях и в биосферных заповедниках обязательным является определение следующих химических веществ в воздухе:
взвешенные частицы (аэрозоли), диоксид серы, озон, оксиды углерода, оксиды азота, углеводороды, бенз(а)пирен, хлорорганические со единения (ДЦТ и др.), тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, мышьяк), фреоны. В атмосферных осадках дополнительно определяют биогенные элементы (азот, фосфор), радионуклиды (Израэль, 1984).
Мониторинг важнейших компонентов атмосферы, кроме того, осуществляется в составе глобальных международных наблюдательных сетей. Состав наблюдаемых компонентов и количество пунктов наблюдения таковы: определение озона — 130 наземных станций, искусственный спутник Земли «Метеор» с озонометрической аппаратурой, определение оптической плотности аэрозоля 10 станций, оценка атмосферно-электрических характеристик — З станции.
Создана соответствующая подсистема мониторинга для оценки современного состояния и прогноза содержания парниковых газов в атмосфере (СО2, СН4 хлорфторуглеводородов).
РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
И ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу — одну из мощных сфер нашей планеты. Вода находится также в литосфере и атмосфере. Гидросфера объединяет Мировой океан, моря, реки и озера, болота, пруды, водохранилища, полярные льды и горные ледники, подземные воды; почвенную влагу и пары атмосферы. Водные ресурсы слагаются из статических (вековых) запасов и возобновляемых ресурсов.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА НЕДР
Недра в узком смысле слова — это верхняя часть земной коры, в которой при современном уровне развития техники добываются полезные ископаемые. Иногда в природоохранной литературе используют термин «геологическая среда», что почти совпадает с понятием «недра». Под геологической средой обычно понимают часть земной коры, включающую горные породы, циркулирующие в них растворы, газы, расплавы и связанные с ними геологические процессы, оказывающие влияние на состав и функционирование биоценозов. Существует много способов графического изображения и картирования структуры геологической среды, один из них изображен на схеме 5.
РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
И ОХРАНА РАСТИТЕЛЬНОСТИ
И охрана лесов в России
Основная задача охраны лесов - это рациональное их использование и воспроизводство. К первоочередным мерам по выполнению этой задачи относятся: научно обоснованный расчет и распределение лесосечного фонда, экономное расходование древесины, воспроизводство и повышение продуктивности лесов, защита от пожаров, вредителей и других неблагоприятных факторов.
Распределение лесосечного фонда и нормирование рубок. При правильном ведении лесного хозяйства рубки на отдельных участках должны повторно проводиться через 80-100 лет, когда лес достигнет полной спелости. Расчеты показывают, что ежегодно можно вырубать 1500 млн. м3 древесины. Заготавливается менее 1/4 расчетной лесосеки. Благополучно обстоит дело только в лесах третьей группы. Что касается лесов центральных, южных и западных районов России (леса второй группы), то они сильно оскудели в результате избыточной рубки. Рубка лесов, превышающая расчетную лесосеку, к сожалению, продолжается в густонаселенных центральных, западных и южных областях европейской части России. Значительное превышение вырубок над приростом привело к тому, что - леса на больших площадях потеряли свое климато- и водорегулирующее значение.
Все сказанное позволяет заключить, что для охраны лесов важно строгое научное нормирование.
Была проведена большая работа по перебазированию лесозаготовок в восточные, богатые лесом районы нашей страны, однако фабрик и заводов, но переработке древесины больше в европейской части России. Возникают трудности по транспортировке и переработке древесины к местам переработки. Лесоперерабатывающая промышленность не поспевает за ростом лесозаготовок, и это создает разрыв между объемом заготовленной древесины и ее использованием внутри лесного района.
Неправильная эксплуатация лесов на протяжении длительного времени привела к тому, что в европейской части России возросла доля мелколиственных насаждений за счет снижения доли хвойных, а вторичные леса составляют около 40 млн. га. Перерубки приводят к существенному уменьшению запасов спелых насаждений, поэтому в целях правильного распределения лесосечного фонда для каждого района устанавливаются научно обоснованные нормы вырубки. Они учитывают разнообразное значение лесов и фактическую возможность их освоения. Недопустимы рубки неспелого леса, уменьшающие выход древесины, и перестой лесов. Перестойные леса - источник распространения вредителей и болезней, снижающих качество древесины.
Борьба с потерями древесины. Немаловажное значение в сохранении лесов имеет их бережное использование. К сожалению, потери древесины при заготовке, транспортировке и использовании достигают таких размеров, каких не допускает в отношении своего сырья ни одна отрасль промышленности. Наибольшие потери происходят при заготовке древесины. На местах рубок остается много ветвей и хвои, которые могут использоваться для приготовления хвойной муки - основы витаминных и протеиновых концентратов для сельскохозяйственных животных. Кроме хвойной муки из отходов получают эфирные масла.
Немало древесины теряется в результате недорубов при условно-сплошных рубках. При этом лесосечный фонд используется не полностью: на лесосеках сохраняются больные деревья и малоценные лиственные породы, захламляющие лес, способствующие смене растительности и размножению вредителей.
Ежегодно теряется несколько миллионов кубометров древесины на лесосплаве. Затонувшие бревна накапливаются в руслах рек, мешают судоходству и наносят ущерб рыбному хозяйству. Нерациональный молевый сплав (без объединения в плоты) запрещен.
Воспроизводство и повышение продуктивности лесов. Одним из важнейших условий сохранения лесных ресурсов является своевременное воспроизводство лесов. Мероприятия по посадке я выращиванию лесов вместе с научно обоснованным расчетом и размещением лесосечного фонда составляют основу их охраны. Из ежегодно вырубаемых в России лесов только треть восстанавливается естественным путем, остальные требуют активных мер по возобновлению. На 50% площади лесов России достаточно содействия естественному возобновлению. На остальной территории необходимы посев и посадка леса.
Неэффективность воспроизводства леса часто объясняется прекращением самосева, уничтожением подроста, разрушением почвы при рубках леса и транспортировке древесины. Положительно на воспроизводстве леса сказывается очистка лесосек от ветоши (ветвей, частей стволов, коры, остающейся после рубки). Если ветошь нельзя использовать, ее надо сжигать.
Особый вред лесу и его воспроизводству наносит трелевка древесины слесосек, когда тракторами или тяжелыми машинами срубленные деревья волокут по земле, оставляя глубокие борозды и колеи. В результате развивается заболачивание на ровной местности при суглинистой почве, а на холмистой - прогрессирующая эрозия. Трелевочные дороги, по которым древесину вывозят с лесосек, хорошо видны даже с космических кораблей. Кроме того, отмечено, что такие борозды и колеи быстро зарастают «сорными» деревьями и кустарниками (ольхой, орешником, ивой).
Большую роль в воспроизводстве леса играют лесоосушительная мелиорация, введение почвоулучшающих древесных, кустарниковых и травянистых растений, использование удобрений, рациональная обработка почв, улучшение микроклимата с помощью системы рубок главного и промежуточного пользования.
Мелиорация лесов способствует их быстрому росту и улучшению качества древесины, состава травянистой растительности, а также позволяет включить площади осушенных лесов в хозяйственный оборот. Продуктивность лесных насаждений повышается биологической мелиорацией за счет посева люпина многолетнего в междурядья посадок сосны, ели, дуба.
Важное значение имеют работы по облесению вырубок, на которых естественного возобновления леса не происходит. Здесь производится рыхление почвы, подсев семян или подсадка молодых деревьев, выращенных в питомниках, прополка, охрана молодых деревьев. Восстанавливают леса на гарях, полянах и других участках, лишенных леса.
Продуктивность леса зависит от ухода за ним. Санитарные рубки - по существу, метод массовой селекции (отбора) деревьев по составу пород, форме крон и стволов, качеству древесины и быстроте роста.
В настоящее время усилия специалистов сосредоточены на сокращении сроков выращивания ценных лесных пород. Для этого используются достижения селекции, опыт интродукции и акклиматизации деревьев. Большие масштабы принимает у нас работа по реконструкции лесов, внедрению в них высокопродуктивных древесных пород, замене малоценных мелколиственных хвойными.
Борьба с лесными пожарами. Лесные пожары наносят огромный ущерб лесным ресурсам, полностью или частично уничтожая лесной биоценоз. Поврежденный пожаром лес теряет свои охранные, защитные и другие полезные свойства. В результате происходит массовое размножение вредных насекомых, лес поражается грибковыми заболеваниями. На лесных гарях, как и после рубки, развивается иной тип растительности, что приводит к смене фауны. В поврежденном лесу угнетается охотничье-промысловая фауна и побочная продукция леса {грибы, ягоды и т.д.).
Главная причина лесных пожаров - небрежное обращение человека с огнем (костры, горящие спички, тлеющие пыжи и окурки). Вызывают пожары сельскохозяйственные палы, пламя из выхлопных труб тракторов и автомашин и огневая очистка лесосек. По данным мировой статистики, 97% лесных пожаров происходит по вине людей.
Борьбе с пожарами в России придается важное государственное значение. Разработана система мер, которая подразделяется на три группы: предупредительную, дозорно-сторожевую службу и борьбу с огнем. К предупредительным мерам относятся противопожарная техническая пропаганда среди населения, чистка лесосек, предупреждение и ликвидация захламленности леса, противопожарное устройство лесов. Создаются противопожарные просеки и дороги пожарного назначения, пропахиваются полосы и рвы.
Дозорно-сторожевая служба необходима для своевременного обнаружения очагов пожара. Она занимается регулярными обходами леса, наблюдениями с противопожарных вышек, самолетов и вертолетов, что особенно важно в слабонаселенных районах.
Непосредственная борьба с огнем проводится различными методами. Применение современной техники значительно повысило ее эффективность. Для ликвидации пожаров используют пожарные самолеты, парашютистов-пожарных и бригады, организованные из местного населения. В ряде лесных районов созданы пожарные станции со специальными машинами и техническим оснащением. Защита лесов от вредителей и болезней. К основным вредителям лесов относятся разнообразные насекомые, грибки, грызуны. Они приносят большой вред. Размножение насекомых-вредителей охватывает огромные территории. Так, сибирский шелкопряд в 1896-1909 гг. уничтожил в иркутской тайге 268 тыс. га хвойных лесов, а в Восточной Сибири им было поражено 565 тыс. га леса. Существенные убытки связаны с прекращением сбора кедровых орехов и пушного промысла. Велики потери леса от грибковых заболеваний. В некоторых случаях они превышают потери, наносимые вредными насекомыми. Так, например, корневой губкой бывает повреждено до миллиона гектаров сосновых насаждений Сибири. Ежегодно гибнет около тысячи гектаров сосны, не достигшей технической спелости. Болезни леса, вызываемые паразитическими грибками, ржавчиной, омелой, вирусами и нематодами, служат причиной порчи примерно 45% общего объема пиломатериалов, что превышает разрушение древесины по другим причинам.
Экономический ущерб, наносимый лесу вредителями и возбудителями болезней, нередко превышает урон от лесных пожаров. В годы с благоприятными условиями количество вредных насекомых быстро растет, усиливается их вредоносная деятельность. Они повреждают различные части растений, поражая кору и древесину деревьев, способствуют заражению растений грибными заболеваниями. Вредоносная деятельность грызунов тоже усиливается в годы массового размножения. Особо ощутимый урон они наносят молодым посадкам, сеянцам и семенам в питомниках. Чтобы не допустить распространения вредителей и болезней, необходимо своевременно выявлять очаги их размножения и принимать соответствующие меры по их ликвидации, проводя ее систематически, всеми доступными методами и средствами. К важнейшим методам по предупреждению и ликвидации вредителей и болезней леса относятся: физико-механические, химические, биологические, а также специальные лесохозяйственные мероприятия.
Физико-механические методы борьбы сводятся к прямому сбору и уничтожению вредных насекомых на разных стадиях развития. Разработаны способы борьбы с сумеречными и ночными насекомыми при помощи световых ловушек и ультразвука. Применяют простейшие механические приспособления - приманки, ловчезаградительные канавки или производят сбор насекомых вручную. Эти методы имеют ограниченное распространение на небольших площадях в отношении особо опасных вредителей.
Химический метод борьбы состоит в уничтожении вредителей ядохимикатами (пестицидами). Он прост, эффективен, относительно дешев и с применением авиации может использоваться на обширных территориях. Ядовитые вещества в виде порошка, мелких капель или аэрозолей разбрасывают на зараженную площадь с самолетов, машин или с помощью ручного аппарата.
По характеру действия ядохимикаты делятся на три группы: фумигаты, контактные, кишечные. Первая группа воздействует на органы дыхания насекомых. Контактные, или наружные, яды убивают насекомых, попадая на поверхность тела, кишечные, или внутренние, действуют на вредителей, проникая в пищеварительную систему вместе с пищей. Многие химикаты функционируют одновременно как кишечные и контактные, а иногда и как фумиганты. Уничтожение мышевидных грызунов обычно проводится путем разбрасывания отравленных приманок.
Неумелое применение и чрезмерное увлечение ядохимикатами часто приводит к отрицательным результатам. Дело в том, что вместе с вредителями гибнет и полезная фауна. Сохранившаяся в местах укрытий часть вредителей размножается быстрее, чем полезные насекомые, так как не подвергается контролю со стороны своих естественных врагов, и дает новую вспышку численности. Нередок и другой вариант. При подавлении численности одного вредного насекомого увеличивается популяция других, которые до этого угнетались своими естественными врагами. После гибели от химикатов полезных животных эти вредители оказываются в более благоприятных условиях и заметно увеличивают свою численность.
Лес, который постоянно обрабатывается химическими веществами, оказывается ослабленным, теряет свою естественную сопротивляемость по отношению к заболеваниям и паразитам. Такой лес чаще страдает от вредителей. Химические меры защиты леса следует использовать только в крайних случаях. В сложных лесных биогеоценозах они обычно дают отрицательные последствия. Об этом нужно помнить, когда речь идет об охране природной среды в целом.
Биологический метод основан на уничтожении вредителей их естественными врагами. Для этого используют хищных и паразитических насекомых (насекомых-энтомофагов), хищных клещей и нематод, болезнетворные микроорганизмы (вирусы, грибки, бактерии), птиц, земноводных, пресмыкающихся и зверей.
С точки зрения охраны природы биологические методы перспективны и заслуживают наибольшего внимания, однако их успешное применение требует хорошего знания межвидовых и внутривидовых взаимоотношений в биоценозах и экологических особенностей их
компонентов.
Хорошо разработаны методы использования насекомых-энтомофагов - жужелиц, стафилин, божьих коровок, чернотелок, стрекоз, хищных клопов, муравьев и др. В очагах заражения создают высокую концентрацию энтомофагов, обеспечивая им благоприятные условия для размножения, или выпускают насекомых, выращенных в лабораториях.
Среди энтомофагов особо следует отметить рыжих лесных муравьев ( Formica rufa), уничтожающих огромное количество вредителей. Муравьи крупных муравейников за сезон уничтожают от 3 до 8 млн. вредных насекомых, защищая около 1 га леса. К сожалению, в густонаселенных районах численность рыжих лесных муравьев под влиянием антропогенных факторов заметно падает. Учитывая большую роль в защите леса, муравьев искусственно расселяют.
Широкое распространение получило использование бактерий. В качестве бактериальных препаратов у нас применяется энтобактерин и дендробацилин. Препарат энтобактерин основан на бактериях, выделенных из гусениц пчелиной огневки; он вызывает гибель многих вредителей. Препарат дендробацилин готовят из споровой культуры, полученной из гусениц сибирского шелкопряда; он предназначен специально для борьбы с этим вредителем. И тот и другой препараты выпускают в виде сухого порошка.
Методы использования вирусов и грибков разработаны пока недостаточно.
Для борьбы с вредителями лесных растений привлекают насекомоядных птиц. Поедая насекомых, они приносят значительную пользу, которая особенно заметна в те годы, когда резко возрастает численность вредителей. Птицы концентрируются в очагах массового размножения насекомых, уничтожая яйцекладки, личинок, куколок и взрослых особей. Эффективность использования птиц в борьбе с вредителями повышается в период выкармливания птенцов. Так, пара больших синиц за 18-19 дней приносит птенцам более 19 тыс., а пара лазоревки - 28 тыс. различных насекомых. Особая заслуга птиц в том, что они постоянно регулируют численность вредителей, не допуская их массового размножения.
Для привлечения птиц в лесные участки им создают благоприятные условия гнездования: развешивают искусственные гнезда, оставляют при рубках дуплистые деревья и подлесок. Ухаживая за лесом, необходимо беречь места гнездований и охранять гнезда птиц.
Биологический метод борьбы с вредителями дешев, безвреден и эффективен. Его следует сочетать с другими методами, чтобы вместе они представляли единую систему защиты лесов.
Лесохозяйственные мероприятия состоят в подборе здорового посадочного и посевного материала, выращивании насаждений, стойких против вредителей и болезней, поддержании насаждений в здоровом состоянии путем своевременного удаления зараженных и больных деревьев, уборке бурелома, растительной ветоши, соблюдении правил хранения древесины и т.д.
Защита леса от химических загрязнений. Значительный урон лесному хозяйству естественной растительности наносят химические загрязнители. Например, в некоторых районах Дании под влиянием интенсивного использования земли и применения гербицидов исчезли полевые цветы. Во многих странах на десятки километров вокруг заводов гибнут леса от выбрасываемых в воздух диоксида серы, хлористого водорода, оксидов азота. Промышленные выбросы действуют на зеленые части растений и через почву на корневую систему. Одни вещества замедляют рост, другие вызывают гибель растений. ДДТ и радиоактивные вещества, попадая в растения, делают их непригодными для человека и животных.
ОХРАНА ЛАНДШАФТОВ
Особо охраняемые территории
Особо охраняемые природные территории (ООПТ) относятся к объектам общенационального достояния. Это участки земли, водной поверхности и воздушного пространства, представляющие собой природные комплексы особого научного, культурного, эстетического, рекреационного и оздоровительного назначения. Решением государства или муниципалитета ООПР изымаются из хозяйственного использования полностью или частично и на них устанавливается режим особой охраны.
Различают государственные природные заповедники, в том числе биосферные; национальные парки; природные парки; государственные природные заказники; памятники природы; дендрологические парки и ботанические сады; лечебно-оздоровительные местности и курорты.
С целью сохранения ООПР, эталонов естественных природных ландшафтов, начиная со второй половины XIX в. в разных районах земного шара стали создавать особо охраняемые природные территории. К 1975 г. в мире насчитывалось свыше 1350 различных особо охраняемых территорий. Наибольшее количество их находится в США, Австралии, России, Японии и Канаде. Особенно увеличилось число охраняемых территорий за последние десятилетия.
Многие охраняемые территории имеют обширную площадь. Самый большой в мире - Гренландский национальный парк, созданный в 1975 г. на площади 7 млн. га. Несколько меньшую площадь занимают Центральнокалахарский резерват в Ботсване (Африка) -5,3 млн. га, Большой Гобийский заповедник в Монголии (Азия) -5 млн. га и Национальный парк Бут-Буффало в Канаде (Северная Америка)-4,5 млн. га. В настоящее время охраняются не только участки суши, но и участки акватории. Таких охраняемых аквальных (водных) природных комплексов в мире более 150.
Государственные заповедники, в том числе биосферные, - наиболее эффективная форма охраны ландшафтов. Это участки территорий суши или акваторий, навечно изъятые из хозяйственного пользования. В заповедниках охраняются все природные объекты, присущие территории или акватории, и все взаимосвязи между ними, весь природно-территориальный комплекс в целом, т. е. участок естественного ландшафта со всеми его компонентами.
При создании заповедников отдастся предпочтение тем участкам, которые в наименьшей степени затронуты хозяйственной деятельностью человека. Необходимо, чтобы территория или акватория, отводимая под заповедник, была типичной для данной климатической зоны, типа рельефа и т. д. На ней должно быть представлено максимально возможное количество типов естественных природных сообществ. Площадь заповедника должна обеспечивать процессы естественной саморегуляции и не подвергаться хозяйственной деятельности людей (рубке леса, сенокошению, выпасу скота, добыче полезных ископаемых, сбору ягод, грибов, образцов минералов и горных пород). Поэтому многие заповедники имеют охранные, буферные зоны, в которых она ограничена, также недопустимо проникновение на территории заповедников интродуцированных растений и акклиматизированных животных. Эти основные требования для отечественных заповедников полностью приняты для биосферных заповедников мира.
Часто заповедники создаются для охраны уникальных явлений: месторождение минералов в Ильменском заповеднике, Долина Гейзеров на Камчатке, колонии водоплавающих птиц в Астраханском заповеднике, реликтовая флора в Пинежском заповеднике и т.д.
Нередко заповедники играют роль резерватов по охране редких и исчезающих видов животных и растений. Кандалакшский заповедник охраняет гнездовья ценного вида птиц - гаги. В Воронежском заповеднике проводилась работа, способствующая сохранению, восстановлению численности и расселению бобра, в Баргузинском, Кроноцком, Печоро-Илычском - по восстановлению численности соболя.
Полностью исключить всякую деятельность людей на территории заповедника невозможно. В некоторых случаях вмешательство человека необходимо, чтобы предотвратить деградацию природной среды. Так, в задачу сотрудников заповедника входит борьба с пожарами и другими стихийными бедствиями (ураганами, селями и пр.). Они производят санитарные рубки перестойного леса. Широко известно перерождение степных участков, исчезновение типичной для них растительности при прекращении хозяйственной деятельности человека (сенокосов, умеренного выпаса скота), как бы заменившей функции диких копытных, ранее обитавших в степях.
Заповедники России - государственные научные учреждения со штатом научных работников, егерей, лесников, администрацией, охраной. Исследования проводят штатные сотрудники, коллективы ученых других научно-исследовательских учреждений, преподаватели и студенты вузов по координированным планам, по договоренности с управлениями заповедников. Основные задачи комплексной научной работы заключаются в изучении естественного хода природных процессов. В каждом заповеднике ведется «Летопись природы», где ежедневно регистрируется ход фенологических явлений. Данные этих летописей позволяют судить об устойчивости и продуктивности естественных биоценозов, давать прогнозы развития фенологических явлений, численности животных.
В заповедниках сосредоточено множество видов животных и растений, используемых в селекционной работе. Их посещает множество экскурсантов, проводимые для которых лекции, беседы способствуют пропаганде биологических знаний, природоохранительному просвещению населения. Количество посетителей строго регламентировано и находится в соответствии с площадью и конкретной » обстановкой на охраняемой территории. В России на начало 1998 г. существовало 98 заповедников общей площадью около 33 млн. га, или 1,55% территории страны. Первыми заповедниками, появившимися в России, были Супутинский (Уссурийский) (1911), Астраханский (1919) и Ильменский "; (1920). Самые крупные заповедники на территории России - Кроноцкий (964 тыс. га), Алтайский (864 тыс. га) и Печоро-Илычский (721 тыс. га).
Для наблюдений за состоянием биосферы, и в частности за его изменением под воздействием хозяйственной деятельности человека, создается сеть биосферных заповедников: 30-40 на суше и 10-15 в морях и океанах. Основная задача, которая преследуется при этом, сохранение эталонов определенных участков биосферы и слежение за их состоянием в связи с глобальными и местными изменениями природной среды.
Территории с наиболее строгим режимом охраны природы в зарубежных странах называют резерватами. Они составляют самую ценную, как правило, центральную, часть обширных охраняемых территорий - заповедников, национальных парков. В резерватах не только полностью запрещена всякая хозяйственная деятельность, но они закрыты для посещения экскурсантами и туристами.
Заказники - это территории (или акватории) с частичным или временным режимом охраны природы. В них допускается использование отдельных природных ресурсов. Чаще встречаются охотничьи заказники, где в течение нескольких лет или в отдельные сезоны запрещается охота на определенные виды животных до восстановления их численности. Заказники организуются для охраны мест нереста рыб (ихтиологические), скоплений птиц во время линьки и сезонных миграций (орнитологические). Есть ботанические и даже геологические заказники.
В последние годы практикуется создание учебных заказников как баз для прохождения полевой практики студентами биологических, географических и других специальностей. Примером таких заказников могут служить биостанции МГУ им. Ломоносова под Звенигородом и Беломорская у пос. Пояконда.
Широко пропагандируется создание школьных учебных заказников (Заровный, 1983). Несомненна их польза в изучении предметов естественно-научного цикла, при обучении учащихся природоохранным и трудовым навыкам. Вместе с тем из-за отсутствия лиц, отвечающих за состояние учебных заказников, а также сезонности и кратковременности работы в них студентов сохранность отдельных природных объектов, например растений и животных, оказывается недостаточной. Население плохо информировано о ценности той или иной территории и природоохранительных правилах при нахождении людей в заказнике.
В зарубежных странах наиболее распространенным типом охраняемых территорий являются национальные парки. Их границы обычно проходят по естественным рубежам: рекам, горным хребтам, ущельям и т. д. Площадь национального парка позволяет обитать на его территории большим стадам крупных животных: слонов, антилоп, бизонов, тигров и т. п. Территория разделена на зоны: заповедную, демонстрационную, хозяйственно-бытовую. Осмотр достопримечательностей парка проводится только с дорог, троп, смотровых площадок. Национальные парки обеспечивают сохранение малоизмененных человеком живописных природных ландшафтов, редких и ценных видов растений и животных, служат прекрасным местом отдыха и туризма, полностью окупают расходы на их содержание и приносят значительный доход. Аналогом национальных парков в Скандинавских странах служат природные парки.
Национальный парк должен соответствовать международным критериям, принятым МСОП в 1969 г.: площадь не менее 1000 га, соответствующее зонирование территории, наличие ценных природных объектов, относительная сохранность природы, прекращение эксплуатации природных ресурсов, возможность посещения населением на определенных условиях, подчиненность центральному государственному органу. Основная задача национальных парков -организация рекреации при максимальном сохранении ландшафта. Опыт зарубежных национальных парков показывает, что в зависимости от природных условий и уровня посещаемости предельно допустимая нагрузка на 1000 га в год составляет от 1 до 5 тыс. человек. На закрытые для посещения участки заповедной зоны и места проведения рекультивации ландшафта приходится не менее 75 % территории. Национальные парки должны занимать площадь не менее 0.4% территории нашей страны.
Памятники природы - уникальные объекты, ценные в научном, эстетическом, историческом и культурном отношении и взятые под охрану. Памятниками природы могут быть водопады, гейзеры, источники, пещеры, геологические обнажения, палеонтологические находки, рощи реликтовых деревьев и даже отдельные деревья, имеющие историческую или эстетическую ценность. Например Мамонтова пещера в США, Куигурская ледяная пещера на Урале, «Чертово городище» близ Екатеринбурга и др.
Немногие знают, очевидно, что памятники природы есть даже на территории Москвы. Например, в Коломенском - это до сих пор сохранившаяся древняя старица реки Москвы, обнажения коренных юрских глин. На одном из склонов лежит крупный обломок песчаника, прикоснувшись к которому можно услышать шум прибоя юрского моря. А рядом можно отыскать окаменелые останки древних головоногих моллюсков белемнитов («чертовы пальцы») и аммонитов. В Теплом Стане находится моренный холм - самое высокое место столицы с сохранившимся на нем триангуляционным знаком. В Москве есть несколько тщательно оберегаемых родников-источников.
Велика также эстетическая значимость памятников природы.
Кроме этого специально охраняются дендрологические парки и ботанические сады, леса в верховьях и поймах рек. полезащитные лесополосы, леса курортных районов, зеленые зоны вокруг городов и поселков Эти территории изъяты из промышленной эксплуатации.
В РОССИИ
Региональная политика является неотъемлемой частью системы государственного управления и регулирования в сфере изучения, воспроизводства, использования и охраны природных ресурсов. Координация и проведение государственной политики по охране природы возложена на Министерство природных ресурсов (МПР) России. Реализация этой политики обеспечивается созданными в период с 1993 по 1998 г. территориальными центрами и органами управления.
Охрана природы осуществляется одновременно с рациональным природопользованием в следующих двух важнейших направлениях:
сведение к минимуму вредных последствий производственной деятельности;
осуществление мер, стимулирующих нормальное функционирование биосферы и составляющих ее экосистем.
В последние десятилетия проводились исследования особенностей структуры и закономерностей функционирования многих естественных природных экосистем, степени их устойчивости к антропогенным воздействиям. Были изучены механизмы поддержания оптимального динамического равновесия газов в атмосфере, гидрологического режима в биосфере, оптимизации почвообразовательных процессов. Человек научился создавать высокопродуктивные искусственные экосистемы.
Достижения экологии и охраны природы имеют огромное значение потому, что мы вступаем в период, когда любую производственную деятельность необходимо соизмерять с возможностями биосферы, учиться управлять процессами, происходящими в ней. По мнению академика С.С.Шварца, «экология на наших глазах становится основой поведения человека индустриального общества в природе». Это должны обеспечивать законодательные акты, международные соглашения, практическая деятельность государственных и общественных организаций.
В Российской Федерации охрану, контроль и регулирование рационального использования природных ресурсов и окружающей среды осуществляют федеральные органы исполнительной власти -Министерство природных ресурсов (МПР России), до 17 мая 2000 г. осуществлял Государственный комитет РФ по охране окружающей среды (Госкомэкологии России), с этого времени его функции переданы МПРРФ, Государственный комитет по метеорологии и мониторингу окружающей среды (Госгидромет), Федеральная служба лесного хозяйства России (Рослесхоз), Государственный комитет санитарно-эпидемиологического надзора РФ, соответствующие департаменты Министерства сельского хозяйства и продовольствия (Департамент по охране и рациональному использованию ресурсов охотничьих животных и Департамент по рыболовству), Министерство здравоохранения и др.
В 89 субъектах РФ за рациональное использование природных ресурсов и охрану окружающей среды отвечают органы исполнительной власти регионов и территориальные органы МПР России, Госкомэкологии (до 2000 г.), Минсельхозпрода, Рослесхоза и др. Все эти органы были созданы в последнее десятилетие. Необходимо иметь в виду, что они претерпевают систематические реорганизационные мероприятия, связанные с поиском оптимальной управленческой структуры.
Для национальной политики в области охраны природы и рационального природопользования на современном этапе развития России характерно реформирование органов управления и внедрение в практику преимущественно экономических методов воздействия на деятельность предприятий, организаций, объединений, основанных на платности природопользования, на возмещении нанесенного природе ущерба.
Деятельность государственных органов исполнительной власти осуществляется на основе законов, постановлений и решений, имеющих законодательный характер. Общегосударственные правовые е установления в отношении рационального природопользования и, охраны окружающей среды содержатся в Конституции Российской Федерации (1993).
До 2000 г. активно совершенствовалось природно-ресурсное законодательство и нормативно-правовое обеспечение природопользования и охраны природы. Законодательство России пополнилось федеральными законами, десятками законодательных актов, более чем 200 постановлений и распоряжений, принятых Правительством Российской Федерации. Подробно назначение законодательных актов изложено в соответствующих главах пособия. Обратим здесь внимание на некоторые из них.
Большое значение для комплекса природоохранных проблем имеет ныне действующий Закон РСФСР «Об охране окружающей природной среды» (декабрь 1991). В 1993 г. был издан постатейный комментарий к нему. В соответствии с этим законом оценку состояния окружающей среды, в том числе и в чрезвычайных экологических ситуациях, необходимо проводить не только с позиций здоровья населения, но и в зависимости от состояния естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных. Законом предусматривается организация экологического контроля за состоянием окружающей природной среды, за уровнем загрязнений атмосферного воздуха, водоемов, почв и последствиями этих загрязнений для растений, животных и человека.
Практический интерес представляют вышедшие в 1997 г. комментарии к этому и другим законодательным актам природноресурсного блока.
Закон Российской Федерации «О недрах» (март 1995 г.) регулирует минерально-сырьевую политику, которая является гарантом экономической безопасности России. В нем изложены основы рационального природопользования и охраны недр.
Земельный кодекс РФ (май 1991) упростил порядок изъятия земельных участков в пользование, собственность и аренду земель в лесах первой группы для государственных и общественных нужд. Новое земельное законодательство обеспечивает сохранение наиболее ценных природных объектов, особо охраняемых природных территорий.
В Лесном кодексе РФ (январь 1997) изложены правовые основы рационального использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов, повышения их экологического и ресурсного потенциала. Леса подразделяются на группы и категории в соответствии с их экологическим, социальным и экономическим значением. Это важно для рационального использования и охраны лесных ресурсов.
Лесным кодексом установлены общие требования к ведению лесного хозяйства: сохранение и усиление средообразующих, водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических, оздоровительных и иных полезных свойств лесов; воспроизводство, улучшение породного состава и качества лесов и др.
Важным правовым актом, регламентирующим рациональное использование и охрану водных ресурсов, является Водный кодекс РФ (октябрь 1995), которым устанавливается государственная собственность на большинство водных объектов.
К полномочиям государственных органов управления по использованию и охране водных объектов относятся; определение порядка установления водоохранных зон, прибрежных защитных полос водных объектов, режима использования их территорий, а также режима особо охраняемых водных объектов, находящихся в федеральной собственности, проведение государственной экспертизы предпроектных и проектных документов на строительство и реконструкцию хозяйственных и других объектов, влияющих на состояние водных объектов; государственный мониторинг водных объектов, их охрана от загрязнения.
Водоохранные зоны водных объектов, которые служат источниками питьевого водоснабжения или местами нереста ценных видов рыб, объявляются особо охраняемыми территориями в порядке, установленном Правительством России.
Федеральный закон «О животном мире» (апрель 1995) регулирует отношения в области охраны и использования животного мира, сохранения и восстановления среды обитания животных в целях обеспечения биологического разнообразия, создания условий для его существования, сохранения генетического фонда диких животных и иной защиты животного мира как неотъемлемого элемента природной среды.
Происходящая перестройка государственного управления природопользованием и охраной окружающей среды, формирование современного эколого-природоохранного законодательства должны создать благоприятные условия для перехода к охране целостных природных комплексов (в отличие от преобладавшей ранее поресурсной формы охраны природы): упорядочению системы особо охраняемых природных территорий (отказ от их избыточной множественности); усилению охраны «живой природы» (на равных с «неживой» самостоятельным природным блоком).
МЕЖДУНАРОДНОЕ
СОТРУДНИЧЕСТВО В ОБЛАСТИ
И ОХРАНЫ ПРИРОДЫ
История международного природоохранного движения
Необходимость согласовывать с соседними странами использование природных ресурсов, а также вопросы, касающиеся мигрирующих животных, осознали еще в ХТХ в., поэтому европейские государства заключили ряд двусторонних соглашений и международных конвенций: о ловле устриц (Франция и Англия, 1839), охране полезных птиц (Австро-Венгрия и Италия, 1875) и морских котиков (Россия, США и Япония, 1897), регулировании лова рыбы в Северном море (1882) и на участках Дуная, пограничных между Россией и Румынией (1902), и др.
В начале XX в. предпринимаются попытки координации действий общественности в разных странах по сохранению природных ресурсов. Важная веха этого движения - Первая конференция по международной охране природы, созванная по инициативе швейцарского защитника природы П. Саразина в 1913 г. в Берне (Швейцария), где принимали участие делегаты 17 стран, в том числе и России (академик И.П.Бородин). Конференция осудила массовое уничтожение животных и истощение других природных ресурсов, образовала консультативную комиссию по международной защите природы. Но из-за двух разрушительных мировых войн осуществление идей этой конференции задержалось на 35 лет. 30 сентября 1948 г. во французском городке Фонтенбло вблизи Парижа при поддержке ЮНЕСКО был создан Международный союз охраны природы, активно действующий до настоящего времени. Но старейшиной интернационального природоохранного движения справедливо считается специализированная организация - возникший в 1922 г. Международный совет по охране птиц. В послевоенные годы появилось еще несколько авторитетных организаций природоохранной направленности: Программа при ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Всемирный фонд охраны дикой природы (ВВФ), Фонд ООН по проблемам народонаселения, Гринпис, Римский клуб и многие другие. В результате их деятельности население мира узнало о глобальных и региональных экологических проблемах, об их последствиях для природы и человечества.
Современный этап международного природоохранного движения, охватывающий три последних десятилетия XX в., характеризуется активным включением всех государств в решение социально-экологических проблем в общемировом масштабе. Началом этого процесса стала Конференция ООН по проблемам окружающей среды, открывшаяся в Стокгольме (Швеция) 5 июня 1972 г. Именно эта дата ежегодно отмечается как Всемирный день защиты окружающей среды. Решения Стокгольмской конференции стали важным ориентиром для правительств, государственных органов и общественных объединений в координации действий по сохранению и улучшению окружающей среды, разумному использованию природных ресурсов Земли. Принятая конференцией Декларация принципов четко провозгласила требование сочетать социально-экономическое развитие с мерами по сохранению природной среды, всесторонне учитывая при этом интересы как экономически развитых, так и развивающихся стран. Хотя в эти годы среди защитников природы часто доминировали настроения алармизма (от англ. alarm -тревога) и экологического пессимизма, Стокгольмская конференция определенно декларировала курс на неотложное решение самых острых глобальных проблем, провозгласила принцип компромисса развития человечества и охраны природы, согласование интересов Севера (развитых стран) и Юга (стран развивающихся), общества и человека. Суть конференции отражена в ее основополагающей идее («Только одна Земля») и в первом принципе, который, в частности, гласит: «Человек имеет право на благоприятную окружающую среду и несет ответственность за охрану и улучшение окружающей среды на благо нынешнего и будущих поколений». Для претворения в реальную жизнь принятых принципов конференция утвердила план мероприятий, который включал свыше 100 конкретных рекомендаций, и создала специальную организацию для их реализации - ЮНЕП. Для координации международной природоохранной деятельности были сформированы разнообразные комитеты и комиссии, ежегодно созывались сотни конгрессов, конференций и рабочих совещаний. Особое внимание уделялось экологическому образованию. В этот же период были осуществлены многие успешные кампании по спасению редких видов животных: тигра в Индии, белого носорога в Африке, маврикийской пустельги, также в Новой Зеландии, дрофы в России, сокола-сапсана в США и др.; по снижению уровня загрязненности территорий и акваторий в ряде регионов; по управлению стихийными демографическими процессами в отдельных развивающихся странах (Китай, Индия). Главные природоохранные итоги XX в. и программа деятельности на XXI в. обсуждались на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (Бразилия) в июне 1992 г. Этот всемирный форум подтвердил целесообразность продолжения курса на оптимальное сочетание экономического развития и сохранения природной среды, провозглашенного Стокгольмской конференцией. Вместе с тем впервые на столь высоком уровне было декларировано, что именно глобальные экологические проблемы стали главной угрозой человечеству, а их решение - приоритетом для всего мирового сообщества. «Если экологические проблемы планеты не будут решены в течение ближайших десятилетий, жизнь на Земле может прекратиться даже без ядерных бомбардировок», - жестко заявлено в Декларации Рио. Конференция, в которой участвовали свыше 18 тыс. делегатов и экспертов из 179 стран, провозгласила свод принципов, определяющих права народов на развитие и их обязанности по сохранению общей окружающей среды. В их числе такие основополагающие положения:
люди имеют право на здоровую и полноценную жизнь в гармонии с природой;
нынешнее развитие не должно осуществляться во вред будущим поколениям;
для достижения устойчивого развития защита окружающей среды не может рассматриваться в отрыве от него;
государства сотрудничают в целях сохранения, защиты и восстановления целостности экосистем Земли;
экологические вопросы наиболее эффективно решаются с участием всех заинтересованных граждан;
устойчивое развитие требует глубокого научного познания экологических проблем;
мир, развитие и охрана окружающей среды взаимозависимы и неразделимы.
Конференция еще раз подтвердила, что основу сегодняшнего и будущего жизнеобеспечения человечества составляет концепция устойчивого развития. Она жестко и безальтернативно выразила взаимозависимость экологии и экономики: экология без экономики - это всеобщая нищета, но экономика без экологии - это всеобщее самоуничтожение.
Важнейший документ форума в Рио - «Конвенция о биологическом разнообразии», однозначно требующая от всех государств сохранения биоразнообразия и устойчивого использования его компонентов. Эта конвенция положена в основу региональных и национальных стратегий сохранения животного и растительного мира, целостности экосистем и биосферы Земли. Программа действий -Повестка дня на XXI век - всеобъемлющий документ объемом 700 страниц, содержащий конкретные рекомендации по решению глобальных экологических проблем: защита атмосферы и водных ресурсов, рациональное использование земель и лесов, борьба с опустыниванием, утилизация радиоактивных и токсичных отходов, сохранение биоразнообразия и экосистем, развитие экологического просвещения и научных исследований, управление демографическими процессами, вовлечение населения, общественных и государственных организаций, финансовых и деловых кругов в деятельность по охране природы.
Современный этап международного природоохранного движения завершается оформлением механизмов и процедур реализации решений Всемирного форума в Рио-де-Жанейро. В XXI в. человечество входит с ясным пониманием жизненной значимости экологических проблем и с обоснованной уверенностью в их решении во благо всех народов мира и природы Земли.
Соглашения
Основным инструментом согласования интересов разных стран в сфере сохранения окружающей среды и устойчивого использования природных ресурсов являются соответствующие договоры и конвенции. В ряде глобальных конвенций экологического характера участвует и Россия. Конвенция о международной торговле видами дикой флоры и фауны, находящимися под угрозой исчезновения, СИТЕС (аббревиатура англ. названия), подписана в Вашингтоне (США) в 1973 г. Советский Союз присоединился к ней в 1976 г. Текст конвенции сопровождается тремя списками видов животных и растений с разным статусом. Приложение I содержит перечень видов, запрещенных в международной торговле (за исключением особей, разводимых в неволе), в который включено около 500 видов животных (почти 200 видов млекопитающих, 150 видов птиц, 50 видов рептилий) и свыше 100 видов растений; в России обитают около 30 видов животных, включенных в приложение I СИТЕС. Торговля видами из приложений II и III регулируется административными органами СИТЕС, назначаемыми правительствами стран - участниц Конвенции. Эти списки пересматриваются раз в три года на конференциях СИТЕС, но они все еще далеки от совершенства. За время действия конвенции достигнуты определенные успехи в спасении таких коммерчески ценных видов, как носороги, слоны, некоторые попугаи и др. Но в России за последние годы вывоз за рубеж животных как контрабандным путем, так и из-за несоответствия приложений СИТЕС реальному состоянию популяций редких видов и несовершенства механизмов осуществления Конвенции в нашей стране резко возрос. Наглядный пример тому - хищные птицы. Относительно благополучные виды (орлан-белохвост, орел-могильник и др.) состоят в «жестком» приложении I, a сотнями вылавливаемые для нелегальной продажи иностранным сокольникам и потому стремительно исчезающие балобаны по-прежнему находятся в более «мягком» приложении II. Те же самые проблемы касаются видов млекопитающих, спрос на препараты из которых (медвежья желчь, мускус кабарги, рога сайгаков и оленей) диктует восточная медицина. Протест природоохранной общественности вызывает и массовый экспорт (десятками тысяч особей ежегодно) из России пока еще обычных видов птиц, рептилий и амфифибий, которые не защищены конвенцией СИТЕС.
Конвенция о биологическом разнообразии подписана в 1992 г. в Рио-де-Жанейро; Россия ратифицировала ее в 1995 г. Провозглашая общей задачей человечества, сохранение биоразнообразия и устойчивое использование всех биологических ресурсов в интересах нынешнего и будущих поколений, конвенция рекомендует государствам-участникам разрабатывать соответствующие национальные стратегии и принимать необходимые законодательные акты, формировать системы охраняемых территорий, содействовать сохранению экосистем и жизнеспособных популяций, принимать меры по восстановлению редких видов, поощрять экологическое просвещение и научные исследования биоразнообразия. Одна из статей конвенции посвящена мерам по подготовке научных и просветительских кадров для всестороннего изучения, сохранения и устойчивого использования биоразнообразия. Особо отмечается обязательность проведения экологических экспертиз экономических проектов с участием природоохранной общественности. Для осуществления конвенции сформированы необходимые международные структуры и фонды, разработаны национальные и межгосударственные программы и планы действий. Реализуется, например, Пан-Европейская стратегия сохранения биологического и ландшафтного разнообразия, начинается формирование евразийской экологической сети, действует поддержанный Глобальным экологическим фондом проект по сохранению биоразнообразия в России.
Из других важных соглашений заслуживают упоминания конвенции: о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение главным образом в качестве местообитаний водоплавающих птиц (Рамсарская конвенция); об охране всемирного культурного и природного наследия (в мире выделено более 500 объектов, в России - II, включая три природных: девственные леса Коми, озеро Байкал, вулканы Камчатки); об охране дикой природы и естественных местообитаний в Европе: об охране мигрирующих видов диких животных. Россия участвует в ряде соглашений об охране отдельных видов (белый медведь) и групп животных (морские котики, китообразные), крупных регионов (Антарктика), а также в двусторонних и многосторонних договорах о совместном использовании и охране биологических ресурсов, о сотрудничестве в области охраны окружающей среды с США, Японией, Францией, Великобританией, Швецией, Норвегией, Канадой, Индией и другими странами. Сохранение природной среды предусматривают десятки международных конвенций и договоров. Мировой океан и внутренние моря защищают от загрязнения нефтью и другими отходами конвенции по морскому праву, предотвращению загрязнения моря, охране среды Северо-Восточной Атлантики, защите от загрязнения Черного, Балтийского и Средиземного морей. Охрана атмосферы регулируется прежде всего Конвенцией о трансграничном загрязнении воздуха, а также дополняющими ее протоколами о контроле над выбросами серы и окислов азота. Хотя опасность сокращения озона выявлена недавно, ООН и ЮНЕП созвали в 1985 г. специализированную конференцию, где была принята Конвенция по защите озонового слоя, а затем и протоколы, ограничивающие производство фреонов. Общие рекомендации по регулированию влияния на атмосферу Земли хозяйственной деятельности содержит Конвенция об изменении климата. Особое значение имеют соглашения, направленные на защиту планеты от глобальных последствий военных конфликтов. В 1977 г. по инициативе СССР была принята Конвенция о запрещении военного или любого иного враждебного воздействия на природную среду, а в 1963 г. - Московский договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Этот договор положил начало разрядке международной напряженности, предотвратил необратимое радиоактивное загрязнение окружающей среды.
Конспект лекций
по дисциплине
Экологические основы природопользования
Для всех специальностей
Форма обучения: очная, заочная (дистанционная), экстернат
2012_ г.
Содержание:
1) ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………..4
a) Экологические кризисы и экологические катастрофы ……………………………..5
b) Современный этап охраны природы …………………………………………………..9
2) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА АТМОСФЕРЫ…………………………………………….10
a) Последствия загрязнения и нарушения газового баланса атмосферы…………….16
b) Меры по предотвращению загрязнения и охране атмосферного воздуха…………17
3) РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ…………...20
a) Природная вода и ее распространение………………………………………….20
b) Роль воды в природе и хозяйственной деятельности людей…………………21
c) Истощение и загрязнение водных ресурсов…………………………………….21
d) Рациональное использование водных ресурсов, меры по предотвращению их истощения и загрязнения………………………………………………………………..23
e) Рациональное использование подземных вод………………………………….24
f) Очистные сооружения и оборотные системы водоснабжения……………….25
g) Правовая охрана водных ресурсов………………………………………………25
h) Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды……………….26
4) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА НЕДР………………………………………………………..26
1). Полезные ископаемые и их распространение………………………………..27
2). Исчерпаемость минеральных ресурсов…………………………………………28
Дата: 2019-02-02, просмотров: 486.