Степановских А.С. Экология

Подождите немного. Документ загружается.

необычайно сильной вспышки солнечной активности в марте в течение

полутора месяцев в Евразии зарегистрировано по меньшей мере 12

значительных землетрясений силой от 4 до 9 баллов (по 12-балльной шкале), в

том числе и в зонах, считавшихся сейсмически стойкими. Затем последовали

извержения вулкана на острове Итуруп, сильнейшие сходы лавин, оползни и

сели в Аджарии, наводнение в Западной Украине, резкое похолодание в

Средней Азии со снегопадами и массовой гибелью скота, небывало сильный

градобой в Ставрополе и Восточной Грузии.

В 1996 г. на Земле произошло 600 различных природных катастроф, в том

числе 200 ураганов, 170 наводнений и 50 землетрясений. Стихия унесла 11 тыс.

человеческих жизней, материальный ущерб от нее составил 60 млрд долл. В

результате землетрясения в Северном Афганистане, произошедшего 3 февраля

1998 г., 4 тыс. жителей провинции Тахор погибли, 15 тыс. остались без крова,

имеются большие разрушения.

Крупнейшие землетрясения 1999г.:

• Острова Санта-Круз в Карибском море — февраль, более 7 баллов.

• Папуа-Новая Гвинея— май, два толчка, около 7 баллов. Малая

заселенность этих районов не привела к большому количеству жертв.

• Мехико — июнь, около 6,5 баллов. Меры сейсмоустойчивости снизили

число жертв до 100—200 человек.

• Турция — август, 7,6 балла, 17 тыс. жертв. Самая крупная катастрофа

года.

• Греция — сентябрь, около 7 баллов, 2 тыс. погибших.

• Тайвань — сентябрь, более 7 баллов, 2 400 погибших.

• Алжир—декабрь, 6 баллов, 30 погибших.

• Крупнейшее землетрясение в России за последние годы было в 1995

году на Сахалине, когда погибло более 2 тысяч человек. В России в 1991 г.

было зарегистрировано 166 природных катастроф, в результате которых

погибло 112, пострадало 13486 человек. Количество природных катастроф в

1997 г. по сравнению с 1996 г. увеличилось на 29,7%.

Наибольшую опасность представляли смерчи, ураганы, наводнения.

Суммарный ежегодный социально-экономический ущерб от аварий в

высокорисковых отраслях составляет около 15—19 млрд рублей. Такой же

порядок имеет социально-экономический ущерб от природных катастроф

(землетрясений, наводнений, селей, оползней и т. д.). Ежегодные потери от

аварий и катастроф техногенного и природного характера измеряются

тысячами человеческих жизней и невосполнимым ущербом природной среде.

Анализ техногенных аварий и природных катастроф приводит к заключению,

что главные источники опасности для человека проистекают из созданной им

среды.

13.10. Экологическая ситуация

Экологическая ситуация — это локальное или региональное ухудшение

окружающей среды, например, загрязнение вод, воздуха, деградации почв и т.

431

д., рассматриваемое как общественно неоправданное или опасное. Термин

«экологическая ситуация», как правило, применяют к антропогенным, а не

природным явлениям.

Острота проявления региональных экологических проблем определяется

показателями изменения природных условий, которые: а) влияют на санитарно-

гигиеническую обстановку; б) ведут к истощению природных ресурсов; в)

нарушают и видоизменяют естественные ландшафты. Здесь учитывается

загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение вод, эрозия почв, нарушение

земель горными разработками, снижение и потеря рекреационных качеств

ландшафта, деградация лесов и естественных кормовых угодий, истощение

рыбных ресурсов, нарушение режима особо охраняемых территорий (рис.

13.27).

ёРис. 13.27. Экологическая ситуация на территории

Российской Федерации

Все ареалы экологических ситуаций по степени остроты делятся на две

категории: острые и очень острые. Эти зоны в 90-х годах XX столетия занимали

около 20% территории России, в них проживала пятая часть россиян. Очень

острые экологические ситуации возникают там, где состояние природной среды

начинает прямо угрожать условиям жизни населения, а отдельные

432

экологические проблемы достигают критической, кризисной или

катастрофической степени остроты. Создаются зоны чрезвычайной

экологической ситуации и зоны экологического бедствия. Например, научные

открытия и развитие физико-химических технологий в XX столетии привели к

появлению искусственных источников радиации, представляющих

потенциальную опасность для человечества и биосферы. По Т.А. Акимовой,

В.В. Хаскину (1994), многолетняя деятельность ПО «Маяк» (Челябинская

область) привела к накоплению чрезвычайно, больших количеств

радионуклидов и загрязнений Уральского региона (районов Челябинской,

Свердловской, Курганской и Тюменской областей). Сброс отходов

радиохимического производства в 1949—1951 гг. в открытую гидрологическую

систему Обского бассейна через реку Теча, а также в результате аварий 1957 и

1967 гг. в окружающую среду было выброшено 23 млн кюри. Радиационное

загрязнение охватывало территорию 25 тыс. км

с населением более 500 тыс.

человек (рис. 13.28).

Рис. 13.28. Карта-схема «Уральского радиоактивного следа»,

связанного с аварией на ПО «Маяк» (Челябинская область)

Опаснейшими загрязнениями природной среды являются ТЭЦ, на

которых сжигаются огромные объемы топлива. Миллионы кубометров вредных

и опасных отходов от работы тепловых электростанций практически целиком

поступают в природную среду.

В 1997 г. число чрезвычайных ситуаций на химических производствах по

сравнению с 1996 годом выросло на 3 8%, а в системах жизнеобеспечения на

24,5 %.

В пределах России в конце XX в. отмечалось 13 регионов с очень острой

экологической ситуацией. В табл. 13.4 представлены регионы Российской

Федерации с очень острой экологической ситуацией. Дана краткая

433

характеристика их экологических проблем.

Таблица 13.4

Регионы Российской Федерации с очень острой экологической

ситуацией (по состоянию на 1991 г.)

Регион Экологические проблемы, вызванные

антропогенным воздействием

1. Кольский полуостров Нарушение земель горными разработками, истощение и

загрязнение вод суши, атмосферы, деградация лесных массивов и

естественных кормовых угодий, нарушение режима особо

охраняемых природных территорий.

2. Московский регион Загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение вод суши,

утрата продуктивных земель, загрязнение почв, деградация

лесных массивов

3. Северный Прикаспий Нарушение земель разработками нефти и газа, истощение и

загрязнение вод суши, морей, истощение рыбных ресурсов,

вторичное засоление и дефляция почв, загрязнение атмосферы,

нарушение режима особо охраняемых территорий

4. Среднее Поволжье и Прикамье Истощение и загрязнение вод суши, нарушение земель горными

разработками, эрозия почв, оврагообразование, загрязнение

атмосферы, обезлесение, деградация лесных массивов

5. Промышленная зона Урала Нарушение земель горными разработками, загрязнение

атмосферы, истощение и загрязнение вод суши, почв, утрата

продуктивных земель, деградация лесных массивов

6. Нефтегазопромысловые районы

Западной Сибири

Нарушение земель разработками нефти и газа, загрязнение почв,

деградация оленьих пастбищ, истощение рыбных ресурсов и

промысловой фауны, нарушение режима особо охраняемых

территорий

7. Кузбасс Нарушение земель горными разработками, загрязнение

атмосферы, истощение и загрязнение вод суши, почв, утрата

продуктивных земель, дефляция почв

8. Районы озера Байкал Загрязнение вод, атмосферы, истощение рыбных ресурсов,

деградация лесных массивов, оврагообразование, нарушение

мерзлотного режима почвогрунтов, нарушение режима особо

охраняемых природных территорий

9. Норильский промышленный

район

Нарушение земель горными разработками, загрязнение воздуха и

вод, нарушение мерзлотного режима почвогрунтов, нарушение

режима охраняемых лесов, снижение природно-рекреационных

качеств ландшафта

10. Калмыкия Деградация естественных кормовых угодий, дефляции почв

11.Новая Земля

Радиоактивное загрязнение

12. Зона влияния аварии на

Чернобыльской АЭС

Радиационное поражение территорий, загрязнение атмосферы,

истощение и загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение

вод, суши, почв

434

13.Рекреационные зоны

побережий Черного и Азовского

морей

Истощение и загрязнение вод суши, загрязнение морей,

атмосферы, снижение и потеря природно-рекреационных качеств

ландшафта, нарушение режима особо охраняемых территорий

На экологическую ситуацию в России большое влияние оказывает

состояние окружающей среды сопредельных государств. Пример тому –

взрывы, пожар и извержение продуктов аварии в 1986 г. на четвертом

энергоблоке Чернобыльской АЭС (Украина) стали катастрофой глобального

масштаба. Было выброшено из разрушенного реактора около 7,5 т ядерного

топлива и продуктов деления с суммарной активностью не менее 50 млн кюри.

Чернобыльским выбросом в разной степени загрязнены 80 % территории

Белоруссии, северная часть Правобережной Украины, 17 областей Российской

Федерации (рис. 13.29).

Рис. 13.29. Карта-схема территории с наиболее интенсивным

загрязнением радионуклидами выброса в результате аварии на Чернобыльской

АЭС в 1986 году:

435

1 — изолинии активности 15 кюри/км

; 2 — зоны с активностью более 40 кюри/км

; 3 — границы 30-

километровой зоны; 4 — государственные границы (по Т. А. Акимовой, В. В. Хаскину, 1994)

Таким образом, трансграничный перенос и «экспорт» загрязнения

затрагивают интересы соседних стран, поэтому только широкое

межнациональное сотрудничество позволит обеспечить экологически

безопасную деятельность человека.

14. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

14.1. Структура и состав атмосферы

Атмосфера — газообразная оболочка планеты, состоящая из смеси

различных газов, водных паров и пыли. Через атмосферу осуществляется обмен

вещества Земли с Космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный

материал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли

насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, определяющей тепловой

режим поверхности планеты, вызывающей диссоциацию молекул атмосферных

газов и ионизацию атомов. Атмосфера имеет четко выраженное слоистое

строение (см. рис. 2.2). Нижний, наиболее плотный слой воздуха —

тропосфера. В зависимости от широты Земли ее высота 10—15 км. Здесь

содержится 80 % массы атмосферы и до 80% водяного пара, развиваются

физические процессы, формирующие погоду и влияющие на климат различных

районов нашей планеты. Над тропосферой до высоты 40 км расположена

стратосфера. В ней находится озоновый слой, поглощающий большую часть

ультрафиолетовой радиации и предохраняющий жизнь на Земле. Выше

находится ионосфера, которая обладает повышенной ионизацией молекул газа.

Этот слой высотой до 1300 км также оберегает все живое от вредного

воздействия космической радиации, влияет на отражение и поглощение

радиоволн. Далее до 10 000 км простирается экзосфера, где плотность воздуха

с увеличением высоты убывает, приближаясь к разреженности вещества в

максимальном пространстве.

Принято выделять постоянные и переменные компоненты атмосферы в

зависимости от длительности пребывания в атмосфере. Таким примером

является вода, находящаяся в атмосфере в разных формах и концентрациях. В

то же время такое подразделение составных частей атмосферы является

относительным, так как в течение длительных интервалов времени все

компоненты атмосферы оказываются переменными. Приблизительный состав

атмосферы представлен в таблице 14.1.

Главными составными частями атмосферы являются азот, кислород,

аргон и углекислый газ.

Одним из важнейших компонентов атмосферы является озон (О-). Его

образование и разложение связаны с поглощением ультрафиолетовой радиации

Солнца, которая губительна для живых организмов. Он же задерживает 20%

436

инфракрасного излучения Земли, повышая утепляющее действие воздушного

покрывала. Основная масса озона располагается на высотах 22—24 км.

Озоновый слой часто называют «озоновым экраном» (рис. 14.1).

Таблица 14.1

Приблизительный состав атмосферы

Элементы и газы Содержание в нижних слоях

атмосферы, %

по объему

по массе

Азот

ислород

Аргон

Неон

Гелий

риптон

Водород

Углекислый газ (в среднем)

Водяной пар:

в полярных широтах

у экватора

Озон:

в тропосфере

в стратосфере

Метан

Окись азота

Окись углерода

78,084

20,946

0,934

0,0018

0,000524

0,000114

0,00005

0,034

0,2

2,6

0,000001

0,001-0,0001

0,00016

0,000001

Тысячные доли, в воздухе

городов - до 0,000008

75,5

23,14

1,28

0,0012

0,00007

0,0003

0,000005

0,0466

0,00009

0,0000003

0,0000078

Таким образом, мощность воздушной оболочки, защищающей жизнь на

нашей планете от безжизненного космоса, по земным масштабам, значительна

— 1,5 тыс. км, или около 1/4 радиуса Земли, по масштабам космическим

ничтожна — составляет 1/100000 расстояния от Земли до Солнца. 3/4 воздуха

сосредоточено в нижнем ее слое — тропосфере.

Плотность атмосферы существенно падает с высотой, но даже у самого

уровня моря — около 0,001 г/см

, т. е. почти в 1000 раз меньше плотности воды

— она, по житейским нашим меркам, вообще не укладывается в средства

защиты. И тем не менее именно «невесомый» воздух — безотказная защита

планеты от губительных для живого воздействия космоса. Пробить эту

«броню» в состоянии лишь крупные, с исходной массой в десятки и сотни тонн

метеориты — явление чрезвычайное.

Количество пыли в атмосфере зависит от интенсивности вулканизма,

Таблица отражает только порядок чисел (например, массу атмосферы оценивают от 5,15 до 5910

т),

поскольку количество атмосферных примесей непрерывно меняется (растет содержание СО

и других газов и т.

п.).

437

антропогенных выбросов и скорости осаждения частиц, поэтому трудно

определимо.

438

Рис. 14.1. Распределение и перенос озона (1), воды (2) и примесей (3) в атмосфере Земли (Newell, 1971)

14.2. Источники и состав загрязнения

атмосферного воздуха

Проблема чистоты атмосферы не нова. Она возникла вместе с

появлением промышленности и транспорта, работающих на угле, а затем на

нефти. В течение практически двух столетий задымление воздуха носило

местный характер. Дым и копоть сравнительно редких заводских, фабричных и

паровозных труб почти полностью рассеивались на большом пространстве.

Однако быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в XX в.

привел к такому увеличению объемов и токсичности выбросов, которые уже не

могут быть «растворены» в атмосфере до безвредных для природной среды и

человека концентраций.

Загрязнение атмосферы имеет естественное и искусственное

происхождение (рис. 14.2).

Рис. 14.2. Источники загрязнения воздуха (Roger, 1965)

Среди естественных факторов выделяются:

а) внеземное загрязнение воздуха космической пылью и космическим

излучением;