Экологические проблемы природопользования

Введение …………………………………………………………………. 3
1.Воздействие человека на литосферу …………………………………4
1.1. Воздействия на почвы ……………………………………..……. 5
1.2. Воздействия на горные породы ………………………..…... …. 12
1.3. Воздействия на недра ………………………………...………….14
1.4. Охрана и рациональное использование земельных ресурсов……………………………………………………………16
2. Использование и охрана лесов ……………………………………….18
2.1. Лес как важнейший растительный ресурс планеты…………………………………………………..……….18
2.2. Антропогенное воздействие на лесные ресурсы планеты и его последствия ……………….……………………………………. 22
2.3. Рациональное использование, воспроизводство и охрана лесов…………………………………………………………….. 22
Заключение ………………………………………………………………29
Список литературы ……………………………………………………… 30

Экологические проблемы природопользования

Загрязнение почвы химическими веществами, изменение ее кислотности и состава
Уничтожение лесов
Усиление ветровой и водной эрозии, усиление испарения
Вывоз органических отходов на поля
Загрязнение почв опасными организмами, изменение их состава
Шум и вибрация
Замедление роста растений, гибель живых организмов
Энергетические излучения
Замедление роста растений
1.2. Воздействия на горные породы
В процессе инженерно-хозяйственной деятельности человека горные породы, слагающие верхнюю часть земной коры в той или иной степени, претерпевают сжатие, растяжение, сдвижение, водонасыщение, осушение, вибрации и другие воздействия.
Детальное изучение изменений, происходящих в породах при различных воздействиях, необходимо для прогноза возможного развития опасных геологических процессов, негативно влияющих на экологическую обстановку.
К числу основных антропогенных воздействий на породы относятся: статические и динамические нагрузки, тепловое воздействие, электрические воздействия и др.
Статические нагрузки. Это наиболее распространенный вид антропогенного воздействия на горные породы. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений, достигающих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород, достигающая глубин 70 – 100 м. При этом наибольшие изменения наблюдаются: 1) в вечномерзлых льдистых породах, на участках залегания которых часто наблюдаются оттаивание, пучение и другие процессы; 2) в сильносжимаемых породах, например, заторфованных, илистых и др.
Динамические нагрузки. Вибрации, удары, толчки и другие динамические нагрузки типичны при работе транспорта, ударных и вибрационных строительных машин, заводских механизмов и т. д. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы (пески, торф и др). Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются (равномерно или неравномерно), структурные связи нарушаются, возможно внезапное разжижение и образование оползней, отвалов, плывущих выбросов и других неблагоприятных процессов.
Другим видом динамических нагрузок являются взрывы, действие которых сходно с сейсмическими воздействиями. Горные породы разрушают взрывным способом при строительстве автомобильных и железных дорог, гидротехнических плотин, добыче полезных ископаемых и т. д. Очень часто взрывы сопровождаются нарушением природного равновесия – возникают оползни, обвалы и т. п. Так, по данным А. А. Махорина (1985)1, в результате взрыва многотонного заряда в одном из районов Кыргызстана при строительстве каменно-набросной плотины, на склонах образовалась зона нарушенных пород с трещинами от 0,2 до 1 мм ширину и до 200 м в длину. По ним произошли смещения горных пород объемом до 30 тыс. м3.
Тепловое воздействие. Повышение температуры горных пород наблюдается при подземной газификации углей, в основании доменных и мартеновских печей и др. В ряде случаев температура пород повышается до 40 – 50 °С, а иногда и до 100 °С и более (в основании доменных печей). В зоне подземной газификации углей при температуре 1000 – 1600 °С породы спекаются, «каменеют», теряют свои первоначальные свойства.
Как и другие виды воздействия, тепловой антропогенный поток влияет не только на состояние горных пород, но и на другие компоненты окружающей природной среды. Изменяются почвы, подземные воды, растительность.
Электрическое воздействие. Создаваемое в горных породах искусственное электрическое поле (электрифицированный транспорт, ЛЭП и др.) порождает блуждающие токи и поля. Наиболее заметно они проявляются на городских территориях, где имеется наибольшая плотность источников электроэнергии. При этом изменяются электропроводность, электросопротивляемость и другие электрические свойства пород. [4, 5, 7]
1.3. Воздействия на недра
Основное природное богатство недр – минерально-сырьевые ресурсы, т. е. совокупность полезных ископаемых, заключенных в них. Добыча (извлечение) полезных ископаемых с целью их переработки – главная цель пользования недрами.
Недра – источник не только минеральных ресурсов, но и огромных энергетических запасов. По подсчетам ученых, в среднем из недр к поверхности поступает 32,31012 Вт геотермальной энергии. В нашей стране сосредоточены огромные запасы полезных ископаемых, в том числе и геотермального тепла. Ее потребности в минеральных и других природных ресурсах могут быть полностью обеспечены за счет собственных национальных ресурсов.
Тем не менее, непрерывный рост потребления минерального сырья повышает значение научно обоснованного, эффективного использования полезных ископаемых, требует от всех организаций и граждан бережного отношения к богатству недр. Иначе говоря, необходимы рациональное использование недр и их охрана.
Важно подчеркнуть также, что в наши дни недра должны рассматриваться не только в качестве источника полезных ископаемых или резервуара для захоронения отходов, но и как часть среды обитания человека.
Экологическое состояние недр определяется, прежде всего, силой и характером воздействия на них человеческой деятельности. В современный период масштабы антропогенного воздействия на земные недра огромны. Только за один год на десятках тысяч горнодобывающих предприятий мира извлекается и перерабатывается более 150 млрд т горных пород, откачиваются миллиарды тонн кубических метров подземных вод, накапливаются горы отходов. Только на территории Донбасса расположено более 2000 отвалов пород, вынутых из пустых шахт – терриконов, достигающих высоты 50 –80 м, а в отдельных случаях и более 100 м, объемом 2-4 млн м2. В России действуют несколько тысяч карьеров для открытой разработки полезных ископаемых, из них самые глубокие – Коркинские угольные карьеры в Челябинской области (более 500 м). Глубина угольных шахт нередко превышает 1500 м. Приведенные данные показывают, что недра нуждаются в постоянной экологической защите, в первую очередь от истощения запасов полезных ископаемых, а также от загрязнения их вредными отходами, неочищенными сточными водами и т. д.
С другой стороны, разработка недр оказывает вредное воздействие практически на все компоненты окружающей природной среды и ее качество в целом (табл. 2)1. Нет в мире другой отрасли хозяйства, которую можно было бы сравнить с горнодобывающей промышленностью по силе негативного воздействия на природные экосистемы, исключая разве что природные и техногенные катастрофы, подобные аварии на Чернобыльской АЭС.
Окружающая природная среда испытывает значительные негативные изменения и при транспортировке минерального сырья, его переработке, строительстве горнорудных предприятий, подземных сооружений и т. д. [4, 5, 10]
Табл. 2. Негативные изменения в окружающей природной среде при освоении недр
Сфера воздействия
Виды изменений
Литосфера
1) Изменение рельефа местности (карьерные выемки, терриконы, отвалы и др.)
2) Активизация опасных геологических процессов (оползни, подтопление, карст) оседание и сдвижение горных пород
3) Изменение физических полей (геотемпературного и др.), особенно в районах вечной мерзлоты
4) Химическое загрязнение и механическое нарушение почв
Гидросфера
1) Истощение водоносных горизонтов и ухудшение качества подземных и поверхностных вод
2) Снижение расходов малых рек, чрезмерное осушение болот, почв и горных пород
Атмосфера
1) Загрязнение атмосферного воздуха выбросами метана, серы, оксидов углерода из горных выработок
2) Газовыделение (оксидов азота, серы, углерода) и горение отвалов, терриконов, газовые и нефтяные пожары
3) Выбросы пыли при взрывах в карьерах, обогащение пыли рудными элементами
Животный
и растительный мир
1) Вырождение растительности, гибель рыбы из-за ухудшения качества поверхностных вод при водоотливах и сбросе сточных вод
2) Нарушение растительного покрова при строительстве карьеров, захоронение травяного покрова под отвалами, терриконами и др.
1.4. Охрана и рациональное использование земельных ресурсов
Охрана земель и их рациональное использование осуществляются на основе комплексного подхода к угодьям как к сложным природным образованиям (экосистемам), с учетом их зональных и региональных особенностей.
Система рационального использования земель должна носить природоохранный, ресурсосберегающий характер и предусматривать сохранение почв, ограничение воздействий на растительный и животный мир, геологические породы и другие компоненты окружающей среды.
Охрана земель предусматривает:
- защиту земель от водной и ветровой эрозии, подтопления, заболачивания, вторичного засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения отходами производства, других процессов разрушения;
- рекультивацию нарушенных земель, повышение их плодородия и других полезных свойств;
- снятие и сохранение плодородного слоя почвы, с тем чтобы использовать его для рекультивации земель или повышения плодородия малопродуктивных угодий;
- установление особых режимов пользования для земельных участков, имеющих природоохранное и историко-культурное значение.
Все землевладельцы, землепользователи и арендаторы, независимо от форм и сроков использования земель, осуществляют работы по защите и повышению качества земель за счет собственных средств и несут ответственность за ухудшение экологической обстановки на своем земельном участке и сопряженной территории, связанное с их деятельностью. [3, 5, 6, 9]
2. Использование и охрана лесов
2.1. Лес как важнейший растительный ресурс планеты
Лес – это совокупность земли, древесной, кустарниковой и травяной растительности, животных, микроорганизмов и других компонентов окружающей среды, биологически взаимосвязанных и влияющих друг на друга в своем развитии.1
Леса, в том числе посаженные людьми, покрывают около трети поверхности суши. Площадь их немногим более 40 млн км2. Это широкий пояс тайги в Северном полушарии, смешанные и лиственные леса умеренного пояса, вечнозеленые субтропические и влажные тропические леса. Большая часть лесов приходится на тропики; тайга и лесотундра составляют 32 %, смешанные и лиственные леса умеренного пояса – 17 %. На планете 30 % хвойных и 70 % лиственных лесов.
Лесной покров оказывает воздействие на все компоненты биосферы, играет огромную средообразующую роль. Леса влияют на газовый баланс и состав атмосферы, водный и тепловой режим земной поверхности, подземный и поверхностный сток, формируют и сохраняют почвенный покров, регулируют численность и разнообразие животного мира. Лесной покров взаимосвязан с климатом: он уменьшает силу ветра, смягчает высокие и низкие температуры, аккумулирует влагу. Обеспечивая круговорот веществ и потоки энергии, леса стабилизируют динамическое равновесие в биосфере. Они образуют весьма продуктивные растительные формации. Доля лесов в глобальной продуктивности фотосинтеза оценивается в 70 млрд т сухого органического вещества в год, что составляет 65 % годовой биологической продукции суши и 42 % биосферы.
Лес широко используется в разных отраслях народного хозяйства. Ни одна отрасль не может развиваться без применения лесных материалов. Лес служит источником различных химических веществ, получаемых при переработке древесины, коры, хвои. Из этого универсального сырья можно изготовить свыше 15-20 тыс. изделий и продуктов. Почти половина всей потребляемой в мире древесины пока расходуется на топливо, а треть идет на производство строительных материалов.
Лес поставляет техническое и лекарственное сырье, пищевые продукты, живицу и т.д. Мировая заготовка леса составляет 121 млрд м3/год. Дефицит древесины уже остро ощущается во многих промышленно развитых странах.
В последние десятилетия все большее внимание уделяется санитарно-гигиенической и рекреационной роли лесов. В некоторых регионах мира «несырьевые» функции леса отодвинули на второй план значение лесных территорий как лесозаготовительной базы. В России леса тоже стали широко использоваться как несырьевой ресурс. Это зеленые зоны городов, природные или национальные парки, курортные зоны.
Общеизвестно благотворное влияние сосновых боров на больных туберкулезом, вызываемое дезинфицирующими свойствами терпенов. Древесные насаждения в городах поглощают из воздуха избыток диоксида углерода и восстанавливают в нем необходимый для жизни кислород. Они служат хорошим фильтром – в парках количество пыли бывает в десятки раз меньше, чем на улицах города. Листья и цветы деревьев выделяют фитонциды, многие из которых обезвреживают городской воздух, убивают вредные микроорганизмы, задерживают развитие возбудителей инфекций, предупреждая распространение инфекционных заболеваний. Зеленые насаждения хорошо поглощают звуки, способствуют борьбе с шумом. Неоценимо психологическое воздействие леса на человека. [3, 4]
2.2. Антропогенное воздействие на лесные ресурсы планеты
и его последствия
Сведение лесов началось на заре развития человечества и продолжается в настоящее время. По мере развития человеческого общества, когда потребность в древесине и других продуктах леса быстро возрастала, усиливалась и эксплуатация лесов. Наиболее сильно пострадали мировые лесные ресурсы с наступлением промышленно-технической революции. За последние 10 тыс. лет на земном шаре сведено 2/3 всех лесов, причем в наиболее населенных регионах. За историческое время колоссальная площадь в 500 млн га превратилась из лесов в бесплодные пустыни (Рябчиков, 1980)1.
Еще в 1997 году, когда был подписан Киотский протокол2, на планете уже исчезли около 80% лесов. Большинство оставшихся приходилось на Бразилию, Канаду, Центральную Африку, Юго-Восточную Азию и Россию.
Говоря о судьбе тропических лесов, нужно отметить, что, по мнению экспертов, в районах с быстрыми темпами вырубки практически все первичные леса будут неузнаваемо изменены в ближайшие десятилетия. Подсчитано, что ежесекундно в мире влажные тропические леса уничтожаются на площади, равной площади футбольного поля3. Преобразование же всех лесов тропиков при современном их использовании завершится в начале XXI в. По предварительным подсчетам, в первые десятилетия XXI в. общая площадь лесов сократится до 50 % их нынешнего состояния. Резкое сокращение лесов на планете вызвало тяжелые последствия: обмеление рек и озер, разрушительные наводнения, эрозию почв, селевые потоки, изменение климата.
Сокращение водоносности рек и высыхание озер под влиянием рубки лесов известно с давних пор. Известно, что обезлесение Сицилии и других средиземноморских стран резко сократило водоносность рек еще в античное время. Сейчас обмеление рек и озер – широко распространенное явление во многих странах мира. Оно отрицательно сказывается на рыбных запасах и сельском хозяйстве.
Другим последствием истребления лесов является рост частоты и мощности наводнений. Особенно часто они бывают в Китае, Индостане, Северной и Южной Америке, Западной Европе.
Вырубка лесов в горах приводит к возникновению катастрофических селевых потоков. Особенно губительным последствием вырубки лесов является эрозия почв, которая широко распространена на земном шаре и стала бичом сельского хозяйства. Наконец, уничтожение лесов на обширных территориях ухудшает климат, делает его более сухим и континентальным, способствует аридизации территорий, быстрому опустыниванию, распространению суховеев.
Рекреационное значение лесов. Слово «рекреация» в переводе означает отдых, восстановление сил человека. Многие лесные массивы, в первую очередь пригородные, стали местами массового отдыха. Рекреационное лесопользование имеет огромное значение для повышения ресурсного потенциала нашего общества: отдых на природе, снятие рабочего напряжения, оздоровляющие физические нагрузки положительно сказываются на работоспособности человека.
Лес всегда привлекал к себе охотников, грибников, сборщиков ягод. С развитием массового туризма число посетителей леса выросло во много раз, вред, который человек наносит лесам, стал еще более ощутимым. Ежегодно для отдыха миллионы людей устремляются в пригородные леса. Туристы проходят по одним и тем же маршрутам, превращая прежде мало затронутые места в хорошо выраженные тропы. Подмосковные леса в выходной солнечный день посещают до 4 млн отдыхающих. За летний сезон они вырубают лес, по площади равный четверти древостоя Центрального парка культуры им. Горького в Москве.
Для упорядочения использования рекреационных лесов разработаны предельно допустимые нормы рекреационной нагрузки для различных природных комплексов. Это предотвращает чрезмерную концентрацию отдыхающих в лесных угодьях. Установлены правила поведения людей в лесу, определены размеры штрафов, взимаемых за порчу природных объектов.
Одной из важных форм борьбы за охрану рекреационных лесов служит широкая природоохранная пропаганда. В ней принимают участие туристические, профсоюзные и другие общественные организации. Большая роль в организации и координации этой работы принадлежит сельской, районной и городской администрации.
Особое санитарно-гигиеническое и эстетическое значение имеют городские зеленые насаждения. Большую работу по озеленению городов проводят специалисты коммунального хозяйства и трестов озеленения. В этой работе принимают участие общественные организации, школы, средние профессиональные учебные заведения, внешкольные детские учреждения. Они сажают деревья, кустарники, цветы, охраняют их от повреждения и вытаптывания. В последние 50 лет в городах и поселках нашей страны высажены декоративные деревья и кустарники, созданы аллеи, озеленены бульвары, дворы, разбиты парки, организованы зеленые зоны вокруг городов и т. д. Необходима целенаправленная дальнейшая работа по озеленению. [2, 3, 5]
2.3. Рациональное использование, воспроизводство и охрана лесов
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. Значительное превышение вырубок над приростом приводит к тому, что леса на больших площадях теряют свое климато- и водорегулирующее значение. Таким образом, для охраны лесов важно строгое научное нормирование.
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.