Воздействие на литосферу

Литосфера — верхняя твердая оболочка Земли. Человеческая деятельность влияет в основном на состояние самого верхнего слоя Земли, на почвенный покров. Он служит защитным слоем земной коры, в нем происходит газовый обмен между атмосферой и подземной частью гидросферы. Литосфера не обладает свойством быстрого рассеивания попадающих в нее извне загрязнителей.

Почва — рыхлый слой поверхностных твердых пород вместе с включенными в него водами, воздухом, животными организмами и продуктами их жизнедеятельности.

Площадь земельного фонда России составляет 1709,8 млн га. Его структура по категориям земель отражена на рис. 5.34.

Анализ качественного состояния земель показывает, что такие процессы, как опустынивание, переувлажнение, заболачивание, подтопление, затопление, зарастание кустарником и мелколесьем, ослабление функций плодородного слоя почвы (гумоса), засоление и промышленное использование, существенно снижают площади земель сельскохозяйственного назначения, качественное состояние почв. Для урбанизированных территорий наиболее характерными являются такие проявления, как разрушение почвенного покрова, химическое загрязнение и захламление земель промышленными и бытовыми отходами.

Химическое загрязнение почв обусловлено следующими причинами:

атмосферным переносом зафязняющих веществ (тяжелые металлы, кислотные осадки);

  • — сельскохозяйственным зафязнением (удобрения, пестициды);
  • — наземным загрязнением (производственные и бытовые отходы, отвалы топливно-энергетических комплексов, загрязнение нефтью и нефтепродуктами).

Тяжелые металлы поступают в почву (табл. 5.22) преимущественно из атмосферы с выбросами промышленных пред-

Структура земельного фонда России но категориям

Рис. 534. Структура земельного фонда России но категориям

земель

ириятий. Из атмосферы в почву тяжелые металлы попадают чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяются, переходя в гидроксиды, карбонат или в форму обменных катионов.

Таблица 5.22

Города России с разной категорией опасности загрязнения почв металлами

Населенный

пункт

Год

наблюде

ния

Зона обследования вокруг предприятий- источников загрязнений радиусом, км

Приоритетные

металлы

Опасная категория загрязнения

Бай мак

2005

0-1

Цинк, кадмий, свинец, медь

Окончание табл. 5.22

Населенный

пункт

Год

наблюдения

Зона обследования вокруг предприятий- источников загрязнений радиусом, км

Приоритетные

металлы

Кировоград

2008

0-1

Цинк, свинец, медь, кадмий

Мончегорск

1997

Территория

города

Никель, медь

Нижний Новгород

2003

Сормовский

район

Свинец, медь, хром, никель

Рудная Пристань

2007

0-1

Свинец, кадмий, цинк

Ревда

2008

Участок многолетних наблюдений — 0,5

Свинец, кадмий, цинк, медь

Умеренно опасная категория загрязнения

Асбест

2004

Территория

города

Никель, хром, цинк

Дальнегорск

2007

0-5

Свинец, цинк, кадмий

Екатеринбург

2000

Территория

города

Медь, цинк, хром, никель, свинец

Ижевск

2004

Территория

города

Свинец, цинк, молибден

Нижний Тагил

2006

0-1

Медь, свинец, цинк

Полевской

2008

to

1

о

Никель, хром, цинк

Первоуральск

2004

Территория

города

Медь, свинец, цинк, кадмий

Свирск

2002

0-1

Свинец, цинк

Учалы

2005

Территория

города

Кадмий, свинец, цинк, медь

Наибольшую опасность в результате седиментации токсичных веществ из атмосферы представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их

выбросами имеют радиусы около 20—50 км, а превышение ПДК достигает 100 раз. Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетраэтилсвинец, ртуть, диоксины, бенз[а]гшрен и т.п. Выбросы ТЭС содержат бенз[а]пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения около трубы имеют радиусы 5 км и более.

На европейской территории России с осадками выпало следующее количество загрязняющих литосферу веществ: оксидов серы и азота — 2,4 млн т, свинца и его соединений 2,739 тыс. т, ртути — 68,8 т, бенз[а]пирена — 80 т.

Оценка уровня химического загрязнения почв проводится по показателям, разработанным при исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются: коэффициент концентрации химического вещества К, которым определяется отношение фактического содержания определяемого вещества в почве С, мг/кг, к региональному фоновому содержанию С(|,:

суммарный показатель загрязнения Z, равный сумме коэффициентов концентраций химических элементов-загрязнителей:

где п — число суммируемых веществ; Kt — коэффициент концентрации г-го компонента загрязнения.

Анализ распределения геохимических показателей, полученных в результате апробирования почв, дает пространственную структуру загрязнения селитебных территорий и воздушного бассейна.

Оценка степени опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю Z, отражающему загрязнения воздушного бассейна городов как металлами, так и другими наиболее распространенными ингредиентами (пыль, окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид), проводится в табл. 5.23.

Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв но суммарному показателю загрязнения Z

Таблица 5.23

Категории

загрязнения

почв

Величина Z

Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения

Допустимая

Менее

16

Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений

Умеренно

опасная

16-32

Увеличение общей заболеваемости

Опасная

32-128

Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы

Чрезвычайно опасная

Более

128

Изменения показателей здоровья населения, увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикозов беременности, числа преждевременных родов, мертво- рождаемости, гипотрофий новорожденных)

Важным показателем почв является их кислотность. Источниками кислот и оснований являются продукты распада органических соединений, гидролиз неорганических соединений и загрязнения, вносимые в почву из атмосферы и гидросферы. В зависимости от величины pH почвы относятся к кислым (pH < 7) и щелочным (pH >7).

Подкисление почвы способствует переходу соединений тяжелых металлов в растворимые соединения. Соединения тяжелых металлов и повышенная кислотность обладают синергетическим действием на растения.

Песчаные почвы устойчивы к загрязнению, они не обладают способностью связывания тяжелых металлов, легко пропускают их через себя с фильтрующимися водами. На таких почвах возрастает опасность загрязнения подземных вод.

Глинистые почвы обладают способностью прочно связывать тяжелые металлы, предохраняя от загрязнения грунтовые воды, растительность. Так, например, общее количество свинца, которое может задержать метровый слой такой почвы на одном гектаре, достигает 500—600 т.

Закисление почвы снижает скорость разложения органических веществ, так как большинство почвенных бактерий и грибков угнетаются в кислой среде. Степень кислотности влияет на растворимость алюминия в почвенном слое. Алюминий широко распространен в земной коре, присутствует в значительных количествах во многих почвенных минералах, входит в состав глинистых почв (каолин). При повышении кислотности происходит растворение соединений алюминия и переход в раствор. Образующиеся соединения обладают токсичностью для корневой системы растений.

Распространенными загрязнителями почвы являются пестициды и родственные им соединения. Без их применения потери урожая от сорняков, вредителей и болезней могут достигать 60%. В мире производится около 1500 наименований пестицидов. В окружающую среду поступают все пестициды, производимые мировой промышленностью. В то же время они наносят вред живым организмам.

Для оценки относительной опасности того или иного пестицида ввели характеристику «продолжительность жизни» его в биосфере.

По этому параметру выделяют несколько групп пестицидов — препараты с продолжительностью сохранения в окружающей среде 18,12,6,3 и менее 3 месяцев. Наиболее стабильны в природе (сохраняются в течение нескольких лег) хлорорга- нические пестициды. Они накапливаются в пищевых цепях.

Нефть представляет собой один из наиболее крупных видов органических загрязнителей литосферы. В состав нефти входит более 150 различных углеводородов (75% общего состава нефти). Кроме того, в нефти содержатся азот, сера, кислородсодержащие соединения и в зависимости от ее месторождения в ней могут также присутствовать железо, никель и медь.

Нефть и нефтепродукты попадают в почву мри различных обстоятельствах: при разведке и добыче, при авариях на нефтепроводах, на транспорте, на нефтебазах и бензозаправках.

Предприятиями нефтегазового комплекса России к 2012 г. накоплено огромное количество нефтяных отходов. Ежегодное увеличение их количества составляет около 3 млн т.

Нефтяное загрязнение почв относится к числу наиболее опасных, поскольку оно принципиально изменяет свойства почв. Нефть обволакивает почвенные частицы, в результате чего почва не смачивается водой, гибнет микрофлора, расте-

ни я не получают должного питания. Частицы почвы слипаются, а сама нефть постепенно переходит в иное состояние, ее фракции становятся более окисленными, затвердевают, и при высоких уровнях загрязнения почва напоминает асфальтоподобную массу.

Остановимся на загрязнении почвы промышленными и бытовыми отходами. Ежегодно из недр Земли извлекается огромное количество горной массы, вовлекается в оборот около трети, используется в производстве около 7% объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапливается в отвалах.

Образование твердых отходов при добыче полезных ископаемых составляет:

год.............................................2005 2007 2009

всего отходов, млн т...........2506,2 2785,2 3066,5

Примерами значительного накопления отходов, связанных с добычей полезных ископаемых, могут служить терриконы угольных шахт, отвалы вблизи карьеров при наземной добыче руд. Наиболее остро стоит вопрос утилизации отходов в угольной промышленности, поскольку на некоторых шахтах добыча 1 тыс. т угля сопровождается подъемом из шахт до 800 т породы, идущей в отвал.

Отвалы различных производств, топливно-энергетических комплексов занимают немалые площади, выводя из пользования земельные угодья, и представляют опасность для окружающей природной среды. Так, например, отвалы многих горных пород содержат пирит FeS2, который самопроизвольно на воздухе окисляется до серной кислоты, и в период дождей или снеготаяния образуются сильно загрязненные кислотные территории.

Ежегодно отмечается рост количества образовавшихся промышленных отходов. Более половины объема промышленных отходов (рис. 5.35) приходится на угольную отрасль; около трети — на металлургическое производство. Источниками загрязнения соединениями фтора являются алюминиевые заводы в Братске, Иркутске и др., предприятия по производству фосфорных удобрений и т.п.

Образование отходов (млн т) в обрабатывающих производствах составляет:

год.............................................2005 2007 2009

всего ТПО, млн т.................309,9 243,9 252

Доля отраслей в объеме образования отходов промышленностью

Рис. 535. Доля отраслей в объеме образования отходов промышленностью

В настоящее время одной из самых острых проблем является утилизация и захоронение радиоактивных отходов АЭС. Опасны и значительны отходы сельскохозяйственного производства — навоз, остатки ядохимикатов, кладбища животных.

Распределение отходов по классам опасности представлено на рис. 5.36. Отходы V класса опасности (практически неопасные) составляют 90%, IV класса (малоопасные) — 9%.

Оценивая динамику изменения количества образовавшихся токсичных отходов (рис. 5.37), можно сделать вывод о постоянстве этого показателя в промышленности России.

Практически весь объем образующихся токсичных отходов (95%) имеет промышленное происхождение, а остальные (5%) отходы этой категории распределяются почти поровну между сельским хозяйством (3,7 млн т) и ЖКХ (3,4 млн т). По дан-

Распределение объема образовавшихся отходов по классам опасности

Рис. 5.36. Распределение объема образовавшихся отходов по классам опасности

Образование отходов в промышленности

Рис. 5.37. Образование отходов в промышленности:

1 — токсичные отходы; 2 — всего отходов в промышленности

ным Росстата, в стране уже накоплено более 2 млрд т токсичных отходов.

Ежегодно в России образуется около 3,5 млрд т твердых бытовых отходов. По прогнозам ежегодное накопление ТБО возрастет, что объясняется увеличением доли тары и упаковки в массе продуктов и товаров. К ТБО относятся бумага и картон, полимерные материалы, стекло, древесина, металлы и др.

Эффективность использования и обезвреживания отходов составляет около 50% (ТБО — 3%). В России имеется

2,9 тыс. мест захоронения токсичных отходов общей площадью 22 тыс. га.

В связи с недостаточным количеством полигонов для складирования и захоронения промышленных и бытовых отходов широко распространена практика размещения их в местах неорганизованного складирования, что представляет особую опасность для окружающей среды.

В табл. 5.24 приведены основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы.

Источники и вещества, загрязняющие почву

Таблица 5.24

Вещества

Источники загрязнения почвы

промышленность

транспорт

ТЭС

АЭС

сельское

хозяйство

Тяжелые металлы и их соединения (Hg, РЬ, Cd и др.)

+

+

-1-

+

Циклические углеводороды, бенз[а] пирен

+

+

-1-

+

Радиоактивные вещества

+

-

+

+

-

Нитраты, нитриты,

фосфаты,

пестициды

+

Техногенное воздействие на почву сопровождается:

— отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия. По данным ООН, ежегодно в мире выводится из строя около 6 млн га плодородных земель;

чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания растительного и животного происхождения. В настоящее время до 70% токсичного воздействия на человека приходится на пищевые продукты;

  • — нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;
  • — загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >