Влияние народного хозяйства на географическую оболочку

опосредованное влияние, в результате чего изменяется рельеф.

Непосредственное воздействие человека на рельеф в больших масштабах

проявляется в результате добычи полезных ископаемых и создания

инфраструктуры. При открытых горных выработках создаются котлованы,

превосходящие но масштабам естественные формы рельефа. Строительство

железнодорожных и шоссейных дорог предполагает отсыпку насыпи и

соответственно создание положительной формы рельефа протяженностью в тысячи

километров. Человек всегда преобразует рельеф при городской, промышленной

застройке территории для получения достаточно ровных площадок, или,

наоборот, ступенчатых, либо каких-то иных поверхностей, заданных

коммунально-жилищными или технологическими условиями возведения

строительных объектов. В связи с этим могут быть засыпаны овраги, речные

протоки или созданы арыки, каналы и целые водохранилища.

Значительные изменения в строении земной поверхности происходят в

результате косвенного воздействия человека. Для примера возьмем

водохозяйственную деятельность. Создание крупных водохранилищ на реках

вызывает серию негативных явлений, влияющих на весь комплекс

рельефообразования:

1) абразионные процессы; 2) Оползневые процессы; 3) термоабразионные

процессы;4) карстовые процессы; 5) аккумулятивные процессы;б) всплывание

торфяников с образованием плавающих торфных островов; 7) подтопление,

затопление и заболачивание территорий примыкающих к водохранилищу, явления

проседания поверхности.

4. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА АТМОСФЕРУ

4.1. Масштабы загрязнения атмосферного воздуха

Атмосфера — одна из оболочек Земли, состоит из газов, и ее, общая

масса составляет около 5,15 • 10 т. Основные компоненты атмосферы — азот

(78 %), кислород (21), аргон (0,93), углекислый газ (0,03 %). Содержание в

воздухе других газов ничтожно — тысячные и миллионные доли процента.

Атмосфера является необходимым условием существования жизни на Земле. Живые

организмы для своей жизнедеятельности используют отдельные газы воздуха.

Особенно активен в этом процессе кислород. На высоте 20 — 25 км в атмосфере

располагается озоновый экран. Он защищает все живое на Земле от

коротковолновой ультрафиолетовой солнечной радиации.

Долгое время казалось, что воздушный бассейн в силу огромных размеров,

происходящих в нем динамических процессов сможет сам справиться с

антропогенными выбросами, составляющими менее одной десятитысячной доли

процента от массы атмосферы. Однако со временем загрязнители накапливаются,

а в некоторых местах (чаще в крупных городах) концентрируются и влияют на

все живое, в том числе и на человека. Результаты антропогенного воздействия

на атмосферу в крупных городах начали проявляться с 40 — 50-х гг. XX в. В

1948 г. смог окутал г. Донара (штат Пенсильвания, США). Из смеси тумана с

дымом . и копотью выпала сажа, покрывшая дома, тротуары и мостовые черным

"покрывалом". В течение следующих четырех дней из 14 тыс. жителей города

заболело около 6 тыс. человек, 20 человек умерло. Печально известен в этом

отношении крупный город США Лос-Анджелес. В нем уже в течение нескольких

десятилетий, как правило, летом или ранней осенью стал появляться туман с

влажностью около 70 %, который называют фотохимическим смогом. Основной

причиной образования смога лос-анджелесского типа является сильное

загрязнение воздуха газовыми выбросами предприятий химической

промышленности и транспорта. В Лос-Анджелесе скопилось свыше 4 млн

автомобилей, которые выбрасывают в воздух около 1 тыс. т окиси азота в

сутки. Кроме того, здесь часты температурные инверсии (до 260 дней в году).

способствующие застою воздуха над городом. Фотохимический туман возникает в

загрязненном воздухе в результате реакций, протекающих под действием

коротковолновой солнечной радиации на газовые выбросы. Многие из этих

реакций создают вещества, значительно превосходящие исходные по своей

токсичности. Основные компоненты фотохимического смога — фотооксиданты

(озон, органические перекиси, нитраты, нитриты), окись азота, окись и

двуокись углерода, углеводороды и др. Эти вещества в меньших количествах

всегда присутствуют в воздухе больших городов; в фотохимическом смоге их

концентрация часто намного превышает предельно допустимые нормы.

Другим видом смога является лондонский смог. Он состоит из смеси дыма

и тумана. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он

становится вредным, когда чрезвычайно загрязнен токсическими примесями. В

декабре 1952 г. смог над Лондоном погубил более 4 тыс. человек. Основным

отравляющим веществом послужил сернистый ангидрид, который в смоге

лондонского типа присутствует в количестве 5 -10 мг/м3 и выше.

Подобного рода ситуации в воздушных бассейнах крупных городов

характерны почти для всего мира. Однако за последние десятилетия в развитых

странах (США, Японии, ФРГ, Великобритании и др.) в результате принятых

крупномасштабных мер по экологическому оздоровлению ситуация изменилась в

лучшую сторону. В этих странах создаются новые модели экологически более

чистых двигателей для автомобилей, принимаются жесткие предельно допустимые

нормы содержания отдельных соединений в выхлопных газах, строго

наказываются. за экологические преступления предприятия и фирмы.

В настоящее время общее количество поступающих в атмосферу

антропогенных загрязнителей огромно и оценивается следующими величинами

(млн т): сернистый ангидрид — более 110, окиси углерода — более 140, окислы

азота — около 40, углеводороды — около 20, взвешенные частицы — более 25.

Значительная доля выбросов приходится на капиталистические и развивающиеся

страны. Страны Восточной Европы (Польша, Чехия и Словакия) и страны СНГ

выбрасывают большое количество сернистого ангидрида, что связано с

использованием низкосортных серосодержащих углей на тепловых

электростанциях.

Особой загрязненностью отличаются крупные промышленные центры. По

оценкам специалистов, концентрации вредных газов и пыли в воздухе среднего

города в 150 раз, а в сельской местности в 10 раз выше, чем над океаном.

Степень загрязненности воздуха в каком-либо конкретном городе зависит

не только от количества вредных выбросов, но и от способности атмосферы

рассеивать и переносить последние. Антициклональная погода над населенными

пунктами и образование температурных инверсий способствуют концентрации

вредных газов. Это характерно для Якутска, Верхоянска, Владикавказа и

других городов. Высокая загрязненность воздушного бассейна над промышленно

развитыми странами в результате глобальной циркуляции атмосферы сказывается

на территории соседних государств. В процессе перемещения в атмосфере

выбросы окислов серы и азота, а также летучих углеводородов превращаются в

серную и азотную кислоты, соли и озон. Они выпадают на землю иногда за

тысячи километров от источника выброса. Исследования результатов данных

осадков показали, что ими наносится огромный вред растительности, почве,

водным ресурсам, животным и др. Впервые ущерб стал очевидным в 60-е гг.,

отразившись на тысячах озер в Европе, в частности в Южной Скандинавии, и на

сотнях озер в Северной Америке.

Над территорией России загрязненность атмосферы остается высокой,

несмотря на то, что начиная с 1989 г. по 1991 г. происходило снижение

выбросов от стационарных источников на 4 — 7 % ежегодно и в 1991 г. общая

эмиссия в атмосферу составила около 32 млн т вредных веществ. При этом

выбрасывается наибольшее количество диоксида серы (9,2 млн т), оксида

углерода (7,6 млн т) и твердых веществ (6,4 млн т) [49].

Вызывает тревогу состояние воздушного бассейна российских городов,

особенно тех, в которых расположены предприятия металлургии, химии,

нефтехимии, производства удобрений, лесоперерабатывающей промышленности. В

14 городах и промышленных центрах России в 1991 г. неоднократно

регистрировались уровни загрязнения воздуха выше 10 ПДК. К наиболее

загрязненным городам относятся Березники, Братск, Екатеринбург, Красноярск,

Липецк и др. Высокий уровень загрязнения часто создается низкими и

неорганизованными источниками выбросов специфических (для различных

отраслей) вредных веществ. По-прежнему происходит загрязнение воздуха

фтористым водородом (в районах алюминиевых заводов), сероуглеродом (в

районах предприятий по производству химволокна) и другими вредными

веществами. Во многих городах России экологическое состояние воздушного

бассейна оценивается как критическое. С этим связывают резкий рост

определенных заболеваний, детской смертности, уменьшение продолжительности

жизни и пр. He радует и тенденция к уменьшению абсолютного количества

выбрасываемых веществ, так как она связана с резким падением промышленного

производства в России, а не с мероприятиями эклогизации производства. Не

следует ожидать в ближайшие годы и каких-либо кардинальных сдвигов,

поскольку внедрение экологических технологий требует многомиллиардных

вложений, что порой не под силу нашей экономике.

Тревожным является тот факт, что следы человеческой деятельности

обнаруживаются в самых удаленных от промышленных центров регионах Земли,

таких, как Гималаи и Антарктида. Острая транспортирующая роль при этом

принадлежит воздушным массам, переносящим в результате глобальной

циркуляции загрязненные вещества на тысячи километров.

4.2. Загрязнение атмосферы транспортом

С полным правом мы можем считать XX в. веком развития всех видов

транспорта. Автомобили ежегодно выбрасывают в атмосферу порядка 280 млн т

окиси углевода, более 56 млн т углеводородов и более 28 млн т окиси азота.

С выхлопными газами в воздух поступает около 200 вредных примесей:

углекислый, угарный, сернистые газы, окислы азота, разные углеводороды,

альдегиды, соединения свинца, хлора, брома и пр. При сгорании 1 л бензина

расходуется 10 — 12 тыс. л воздуха, а при среднем годовом пробеге в 15 тыс.

км автомобили выбрасывают из выхлопных труб 3,4 т углекислого газа [39 ].

На территории России наибольшее количество выбросов от автотранспорта

фиксируется в Москве (801 тыс. т в год), Санкт-Петербурге (244 тыс. т в

год), Краснодаре (150 тыс. т в год). Общая эмиссия от автотранспорта в 1990

г. составила 21 млн т, т. е. более 60 % выбросов от стационарных

источников. При этом на первом месте стоят окислы углерода (16,8 млн т).

Весьма значительны и объемы выбрасываемых углеводородов (3,2 млн т) и

оксидов азота (1 млн т) [38]. В Москве воздух более всего загрязнен

формальдегидом: средняя концентрация по городу составила 4 — 6 ПДК,

максимальная — более 15 ПДК. Максимальные значения были обнаружены в

районах с интенсивным движением автотранспорта в сухую безветренную погоду

летом. Концентрации пыли и двуокиси азота превышают допустимые в 25 — 55 %

городов [5].

По прогнозам специалистов, эмиссия в воздушный бассейн от

автотранспорта в пределах России будет повышаться, поскольку в ближайшие

годы предполагается довольно значительное увеличение автопарка. Кроме того,

в России используется низкоактановый бензин типа А-76, который в развитых

странах уже вышел из употребления.

Особое беспокойство вызывает использование свинца в качестве

антидетонатора жидкого топлива. Проблема устранения свинцовых добавок из

горючего с целью предотвращения отравления окружающей среды токсичными

выхлопными газами все больше привлекает внимание ученых.

Из года в год растет парк современных летательных аппаратов -

самолетов, ракет, причем воздействие их на атмосферу становится

значительнее и ощутимее. Самолетами в воздух выбрасывается много окиси

углерода, особенно при взлете.

В связи с проблемой уменьшения озонового слоя и обнаружения озоновых

"дыр", все больше появляется сообщений о влиянии на стратосферу

сверхзвуковых самолетов, которые выделяют множество окислов азота, резко

уменьшая содержание озона в атмосфере.

4.3 Загрязнение атмосферы выбросами промышленных предприятий

Отрасли черной металлургии выбрасывают в воздух различные газы. Выброс

пыли в расчете на 1 т передельного чугуна составляет 4,5 кг, сернистого

газа—2,7 кг и марганца—0,5 — 0,1 кг. В выбросах в результате доменного

процесса содержатся соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, редких

металлов, пары ртути, цианистый водород и смолистые вещества. Значительным

источником загрязнения воздуха являются агломерационные фабрики. Во время

агломерации происходит выгорание серы из пиритов. Сульфидные руды содержат

до 10 % серы, а после агломерации ее остается менее 0,2 — 0,8 %. Выброс

сернистого газа при агломерации составляет 190 кг на 1 т руды [39 ].

Мартеновский и конверторный сталеплавильные процессы выбрасывают при

подаче кислорода в расплавленный металл 25 — 52 г/м пыли на 1 т стали, до

60 кг окиси углерода и до 3 кг сернистого газа. При коксовании 1 т угля

образуется 300 — 320 м коксового газа, в состав которого входят: водород —

50 — 62 % (объемных); метан — 20— 34; окись углерода — 4,5 — 4,7;

углекислый газ — 1,8 — 4,0; азот — 5 — 10 ; углеводороды — 2,0 — 2,6 и

кислород — 0,2 — 0,5 %. Основная масса этих выбросов при производстве

улавливается, но 6 % попадает в атмосферу. Иногда в силу технологического

нарушения режима работы коксовых батарей в атмосферу выбрасываются

значительные объемы неочищенного газа [39].

Предприятия цветной металлургии выбрасывают в атмосферу сернистый и

углекислый газ, окись углерода и пыли окислов разных металлов. При

получении металлического алюминия электролизом с отходящими газами от

электролизных ванн в атмосферных воздух выделяется значительное количество

газообразных и пылевидных фтористых соединений. В частности, при получении

1 т алюминия в зависимости от типа и мощности электролизера расходуется от

33 до 47 кг фтора, при этом около 65 % его попадает в атмосферу [31].

Цементная промышленность "поставляет" в атмосферу особенно много пыли

при измельчении клинкера (обожженной сырьевой смеси для изготовления

цемента) в шаровых мельницах, в дробилках с сушильной установкой.

Химическая и нефтеперерабатывающая отрасли дают разнообразный спектр

загрязнителей. При производстве серной кислоты из пиритов происходит выброс

токсичных пылей пирита и мышьяковистых соединений, а также серного

ангидрида. При производстве из сульфидов меди и цинка загрязнителей меньше,

но есть газы с соединениями серы. Производство азотной кислоты поставляет

окислы азота. Производство бумаги сопровождается выбросами меркоптанов

(тиолов), копоти, сернистого ангидрида, сероводорода и др.

4.4 Проблема «парникового эффекта»

В середине XX в. среди ученых, занимающихся проблемами изменения

климата, широко распространилось мнение об антропогенной обусловленности

повышения температуры на Земле, которое активно поддерживается и

обсуждается на различных уровнях до настоящего времени. Повышение

температуры связывается с парниковым эффектом, вызванным увеличением

содержания углекислого газа в атмосфере из-за интенсивного сжигания

ископаемого топлива. За XX в. количество углекислого газа в атмосфере

увеличилось на 10 %. В доиндустриальный период концентрация составляла 280

частей углекислого газа на 1 миллион частей воздуха по объему. Эта цифра

достигла в 1980 г. 340 и предполагается, что она удвоится между серединой и

концом следующего столетия. Другие газы также играют важную роль в

парниковом эффекте, и их роль значительно возрастает. "Вклад" отдельных

газов в парниковый эффект оценивается следующим образом: водяной пар — 62

%, углекислый газ — 1,7, озон — 7,2, закись азота — 4,2, метан — 2,4,

остальные газы (аммиак, фреоны, четыреххлористый углерод, закись азота,

молекулярный азот) — 2,4 % [22]. Заметную роль в парниковом эффекте начали

играть метан, закись азота, фреоны, аммиак. Их эффективность в ряде случаев

значительно превышает даже эффект углекислого газа. Так, добавление в

атмосферу 1 молекулы фреона дает такой же эффект, как 10000 молекул

углекислого газа [37 ].

Если современные тенденции будут сохраняться, то суммарная

концентрация углекислого и других "парниковых" газов в атмосфере будет

эквивалентной удвоению содержания первого по сравнению с уровнем

доиндустриального периода, возможно, уже к 2030 г., что может привести к

повышению глобальных средних температур в большем размере, чем это когда-

либо было в истории человечества. Повышение температур на поверхности земли

оценивается в пределах 1,5—4,5 °С, причем более значительным оно будет

зимой в высоких широтах, чем у экватора [39]

Повышение температур приведет к активному таянию ледников и,

следовательно, к повышению уровня Мирового океана. Будут затоплены обширные

низменности вдоль побережья морей и океанов, где располагаются крупные

города и сельскохозяйственные районы. В итоге будут нарушены экономические,

социальные и политические структуры. Предполагается коренное изменение

режима осадков, ландшафтные зоны продвинутся значительно севернее. Какие

произойдут изменения в отдельных экосистемах? На этот вопрос пока нет

ответа.

Малая изученность механизма колебания климата и недостаток

фактических данных для понимания данной проблемы хотя и могут служить

основанием для критики выводов о неизбежности роста концентрации

углекислого газа в атмосфере за счет человеческой деятельности, но не

подвергают сомнению разумность призывов ко всемирному сокращению выбросов в

атмосферу углекислого и других "парниковых" газов, прекращению уничтожения

биосферы, ее сохранению и умножению.

5. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГИДРОСФЕРУ

5.1 Общие запасы, размещение и использование водных ресурсов

Весь объем гидросферы составляет около 1 386 млн км . Основная масса

воды сосредоточена в Мировом океане -1 338 млн км3 (96,5 %). Объем пресных

вод на Земле оценивается величиной около 35 млн км . Большая доля

приходится на ледники и постоянно залегающий снежный покров — 24 млн км

(69,5 %). Подземные воды составляют 3 млн км3. Почвенная влага в отличие от

подземных вод сильно колеблется в зависимости от сезона года, погоды. Она

практически вся содержится в верхнем двухметровом слое, и ее общие запасы

составляют 16500 км3.

Водные ресурсы распределяются по земному шару неравномерно

"многоводной" считается Бразилия, которая имеет запасы воды 9 230 км.

Россия занимает второе 4 270 км3.

В России водообеспеченность на 1 км2 территории колеблется от 125

тыс. м3 в Центрально-земном районе до 576,5 — в Волго-Вятском, а на одного

жителя от 2,7 тыс. м3 в Центральночерноземном до 90,6 — в Северном.

Недостаточно обеспечены собственными водными ресурсами Ростовская,

Астраханская, Липецкая, Воронежская, Курская области. Республика Калмыкия

и некоторые ее территории [38]. И, наоборот, в районах, слабо развитых

экономически и малозаселенных, таких, как северные районы Сибири, северо-

восток страны, протекают крупнейшие реки: Обь, рей, Хатанга, Лена, Яна,

Индигирка, Колыма и др.

Человечество может использовать для своих нужд только около 37-45 тыс.

км3 ежегодно, т.е. ту часть общего круговорота воды, которая приходится на

речной сток и соответственно возобновляется.

Кроме того, используется около 13 тыс.км подземных вод. Современное

водопотребление в мире составляет 2 600- 3 320 км3 в год.(Таблица 5.1)

Таблица 5.1

Динамика водопотребления в мире по видам хозяйственной деятельности

|Водопотребите|1900,|1960, |1980 |2000 |

|ль | |км3 в | | |

| |км3 в|год | | |

| |год | | | |

| | | |Км3 в |% |Км3 в |% |

| | | |год | |год | |

|Сельское |525/4|1550/1|2290/173|68,9/88|3250/250|62,6/86,2 |

|хозяйство |09 |180 |0 |,7 |0 | |

|Промышленност|36,2/|330/24|710/61,9|21,4/3.|1280/117|24,7/4,0 |

|ь |3,5 |,9 | |1 | | |

|Коммунальное |16,1/|8/20,3|200/41,1|6,1/2.1|441/64,5|8,5/2,2 |

|хозяйство |4,0 | | | | | |

|Водохранилища|0,3/0|23/23 |120/120 |3,6/6,1|220/220 |4,2/7,7 |

| |,3 | | | | | |

|Итого |578/4|1985/1|3320/194|100/100|5191/290|100/100 |

|(круглено) |17 |248 |7 | |1 | |

Примечание: в числителе- полное, в знаменателе - безвозвратное

водопотребление.

Основным потребителем воды является сельское хозяйство. Oднако,

наметилась тенденция к снижению его доли в водопотреблении: в начале века

на сельское хозяйство приходилось 88 "/ суммарного водопотребления, сейчас

— 73, а к 2000 г. предполагается уменьшение до 58 % [31]. Для орошения 1 га

земли забирается в Западной Европе 4000 — 6000 м3 воды, в США и Мексике —

7000 — 8000, в Индии и Индонезии — 9000 -10000 и, в бывшем Союзе — 12500 м3

(601. Для производства 1 т зерна требуется 100 м3 пресной воды, 1 т риса —

400, 1 кг мяса — 27, 1 л молока —4м3 .

Промышленностью ежегодно потребляется более 600 км3 пpесной воды.

Возросшее, водопотребление за последние десятилетия связано с развитием

водоемких отраслей — теплоэнергетики, нефтехимической, целлюлозно-бумажной,

на нужды которых расходуется 80 — 90 % всех промышленных водозаборов.

Страницы: 1, 2, 3