МИНИСТЕРСТВО ПО РАЗВИТИЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОММУНИКАЦИЙ

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ЗЕМЛЯ, ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЕЕ ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

ТАШКЕНТ 2020

Авторы: Абдуллаева С.М., Амурова Н.Ю., Борисова Е.А.

Учебное пособие по дисциплине “Земля, окружающая среда и ее глобальные изменения”.- Ташкент: ТУИТ. 2020.- 310c.

Напечатано по решению учебно-методического Совета ТУИТ. (протокол № ___ от _________________)

ВВЕДЕНИЕ

Современные  аспекты   рационального припродопользования и охраны окружающей среды являются одними из наиболее актуальных направлений в формировании экологической культуры и профессиональной экологической грамотности будущего специалиста. В связи с этим особую значимость и приоритетность приобретают знания в области естественнонаучных дисциплин. Программа предназначена для изучения учебной дисциплины «Земля, окружающая среда и ее глобальные изменения» и обеспечивает базовую подготовку студентов, необходимую для принятия грамотных решений в области рационального природопользования, анализа и прогноза экологической обстановки, изучения основных закономерностей развития окружающей среды с учетом антропогенного влияния, а также для решения вопросов региональных и локальных проявлений экологических проблем современности, изучение которых направлено на соблюдение и обеспечение экологического равновесия между постоянно растущими потребностями человечества и природно-ресурсным потенциалом Земли.

Изучение дисциплины «Земля, окружающая среда и ее глобальные изменения»в рамках данной программы будет способствоватьповышениюфундаментальной подготовкиспециалистов,способных в ходе профессиональной деятельности осуществлять интеллектуальное,образовательное и инженерное обеспечение сохранения устойчивого состояния окружающей среды, экологического разнообразия, национального природноресурсного потенциала, способствовать созданию ресурсосберегающих технологий.

II.Цели и задачи дисциплины

Пререквизиты (перечень дисциплин, необходимых для усвоения данной дисциплины): экология в объеме программы средней школы.

Постреквизиты (перечень дисциплин, для изучения которых необходима данная): Ботаника, Зоология, Биология.

- приобретение знаний по основным закономерностям развития окружающей среды в неразрывном единстве слагающих компонентов;

- изучение принципов рационального природопользования и охраны окружающей среды, разумного управления экологической деятельностью;

- систематизация знаний об экологических проблемах, возникающих в процессе хозяйственной деятельности человека;

- формирование умений и навыков прогнозирования влияния производственной деятельности человека на окружающую среду и связанных с ней рисков;

- овладение методами научного мышления на основе методологии естественных наук.

Цели преподавания ”Земля,окружающая среда и её глобальные изменения“:

- рассмотрение различных подходов к изучению изменений окружающей среды,

- происходящих в ходе естественных тенденций ее развития и антропогенного воздействия,

- экологических аспектов функционирования природных и природно-антропогенных систем,

- анализ локальных, региональных и глобальных проблем,  возможные пути их решения.

            В результате изучения дисциплины ”Земля,окружающая среда и её глобальные изменения“ формируются следующие компетенции:

   а) Общие:

-  уметь применять базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических задач;

-  владеть системным и сравнительным анализом;

- уметь работать самостоятельно;

- уметь учиться, повышать свою квалификацию в течение всей жизни;

- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;

- владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий;

- на научной основе организовывать свой труд, самостоятельно оценивать результаты своей деятельности;

            б) профессиональные:

- анализировать и оценивать собранные данные;

- организовывать работу малых коллективов исполнителей для достижения поставленных целей;

- взаимодействовать со специалистами смежных профилей;

-проводить обучение и подготовку специалистов по вопросам оценки угроз и рисков для объектов и персонала;

-выполнять анализ технических и расчетно-теоретических разработок, их соответствия требованиям законов в области промышленности, экологии, технической, радиационной и ядерной безопасности и другим нормативным актам;

-обеспечивать выполнение требований энергосбережения;

-обеспечивать условия безопасной жизнедеятельности.

      В результате изучения учебной дисциплины студент должен:

             знать:

– закономерности развития и изменения жизненно важных процессов и явлений на Земле и принципы устройства биосферы;

– физические свойства и особенности физических процессов, происходящих в твердых оболочках, на поверхности и в атмосфере Земли;

– причины и последствия антропогенного воздействия на состояние окружающей среды;

уметь:

– объяснять геофизические, геохимические и геодинамические процессы и явления, происходящие на Земле;

– анализировать опасные факторы природного и техногенного происхождения, взаимозависимость между деятельностью человека и состоянием окружающей среды;

– давать оценку прогнозируемого состояния окружающей среды и происходящих в ней под действием антропогенных факторов изменениям и процессам.

владеть:

– методами и способами рационального природопользования, приоритетных направлений в области охраны окружающей среды.

Лекция №1

Предмет, цели, задачи курса «Земля, окружающая среда и ее глобальные изменения»

План:

1. Цель и задачи курса «Земля, окружающая среда и ее глобальные изменения»

2. Сведения о Земле

3. Тектоническая периодизация истории Земли

Современное распространение живых организмов определяется в первую очередь условиями среды, в которой они обитают. Все живые и неживые объекты, окружающие растения и животных и непосредственно взаимодействующие с ними, называются средойобитания.

Под термином окружающая среда (или окружающая природная среда) обычно понимается та часть природы, на которую простирается влияние человека.

Элементы среды, воздействующие на живые организмы, называются экологическими факторами. По своему происхождению и специфике влияния экологические факторы делят на три основные группы:

— абиотические факторы – это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы, определяя условия их существования (температура, свет идругая лучистая энергия, влажность игазовый состав воздуха, атмосферное давление, осадки, снежный покров, ветер, солевой состав воды, почвы, рельеф местности и т.п.);

— биотические факторы –это все формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм испытывает прямое или косвенное влияние других особей, вступает во взаимоотношения с представителями своего или иных видов (растений, животных, микроорганизмов), зависит от них или сам оказывает воздействие;

— антропогенные факторы – все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на условиях их существования. К таким факторам относится воздействие промышленности, сельскохозяйственного производства, транспорта и всех других форм ведения хозяйства. Антропогенные воздействия на живоймир планеты продолжают возрастать.

Любой из экологических факторов может то проявляться как непосредственная причина изменения обмена веществ, то действовать косвенно, влияя на жизнедеятельность организмов, изменяя среду обитания.

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ есть ряд общих закономерностей. К ним относится реакция организмов на интенсивность или силу воз действия фактора. Как недостаточное, так и избыточное действие его отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Для представителей разных видов условия, в которых они себя особенно хорошо чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения (влаголюбивые) предпочитают очень влажную почву (капуста, кабачки), другие – переносят засушливую погоду. Одни любят сильную жару (дыня), другие предпочитают тень, прохладу (цветная капуста). Эти факторы очень существенно влияют на рост и состояние растений. Точка, при которой наблюдается их максимальный рост, называется оптимумом. Обычно это относится к диапазону температур. Благоприятная сила воздействия фактора (дозировка) называется зонойоптимумафактора для организма, данного вида. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которой еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости. Точки, ограничивающие его, то есть максимальная и минимальная пригодная для жизни температура – это пределы устойчивости, или пределы выносливости вида. Степень выносливости по отношению к данному экологическому фактору называют экологическойвалентностью. Экологическая валентность организма представляет собой его способность заселять разнообразные среды.

По мере приближения к точкам предела устойчивости, если действие фактора уменьшается или возрастает, жизнедеятельность снижается вплоть до полного угнетения или гибели живого существа (в нашем примере – растения), то есть речь идет о стрессовых зонах в рамках диапазона устойчивости. Аналогичное влияние могут оказывать и другие факторы.

Для каждого вида растений и животных существуют оптимум, стрессовые зоны, или зоны угнетения, и пределы устойчивости (выносливости) в отношении каждого фактора окружающей среды (рис. 1.1).

Разбирая пример с температурой, мы рассматривали изменение только одного фактора, полагая, что все остальные как бы соответствуют зоне оптимума. Мы наблюдали действие закона лимитирующих факторов, сформулированного Ю. Либихом. Фактор, который за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма, называют лимитирующим. К изменениям этого фактора организмы особенно чувствительны. Нередко лимитирующими факторами оказываются биотические, то есть воздействие одних видов животных и растений на другие. Например, недостаток пищи лимитирует развитие и распространение различных видов животных. К лимитирующим факторам развития растений относятся температура, свет водообеспеченность и т.д.

Рис. 1.1. Зависимость результатов воздействия фактора от его интенсивностиодиночку.

Все организмы при взаимодействии со средой должны поддерживать динамическое равновесие, или гомеостаз.

Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки "эври" (от греческого eurys– широкий). Например, эвритермный вид – выносящий значительные колебания температуры. Узкая экологическая валентность обозначается приставкой "стено" (от греческогоstenos– узкий) – стенотермный. Виды, которые могут приспособиться к колебаниям различных экологических факторов в широких пределах, называются эврибионтными; виды, для существования которых необходимы строго определенные условия, называются стенобионтными.

Под воздействием экологических факторов живые организмы объединяются в определенные иерархические системы, которые представляют собой разные уровни организации живого вещества: популяции, сообщества и экосистемы.

Популяцией называютгруппу особей одного вида, занимающую определенное пространство и обладающую необходимыми возможностями для поддержания своей численности в постоянно изменяющихся условиях среды. Слово "популяция" происходит от латинского populus– народ, население.

В природе популяции разных видов объединяются в системы более высокого ранга – сообщества. Сообщество (биотическое) – это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Сообщества организмов связаны энергетическими связями с неорганической средой. Растения, например, могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Наименьшей единицей, к которой может быть применен термин "сообщество", является биоценоз (термин введен К. Мёбиусом в 1877 г.). Биоценозами называют группировки совместно обитающих и взаимосвязанных организмов. Масштабы биоценозов различны – от сообществ нор, муравейников, листвы деревьев до населения целых ландшафтов – лесов, степей, пустынь и т.п. Термин "биоценоз" употребляют чаще всего применительно к населению территорий, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности, например, биоценоз еловых лесов, пшеничного поля и т.п.

Б и о т а (от греческого biote– жизнь) – совокупность видов растений, животных и микроорганизмов, объединенных общей областью распространения. В отличие от биоценоза, может характеризоваться отсутствием экологических связей между видами.

Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально-энергетическими связями. Пространство, занимаемое биоценозом, называется биотопом. Биоценоз и его биотоп представляют собой два нераздельных элемента, образующих более или менее устойчивую систему, именуемую биогеоценозом. "Понятие биогеоценоз (от греческого bios– жизнь, ge– земля, koinos– общий) введено в науку русским ученым В.Н. Сукачевым в 1940г.

Идея о взаимосвязи и единстве всех явлений и предметов на земной поверхности возникла почти одновременно в СССР и за рубежом с той лишь разницей, что в СССР она развивалась как учение о биогеоценозе, а в других странах – как учение об экосистемах. Экологическая система, или экосистема – это единый природныйкомплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором все компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.

Биогеоценоз и экосистема – понятия сходные, но не тождественные. И то, идругое понятие подразумевает совокупность живых организмов и среды обитания, но экосистема – понятие безразмерное. "От капли до океана" – так образно охарактеризовал ее автор термина "экосистема" английский биолог А. Тенсли. Муравейник, аквариум, пруд, болото, кабина космического корабля – все это экосистемы (рис. 1.2).

Рис. 1.2.Схематическое строение экосистемы

Биогеоценоз в отечественной литературе принято характеризовать как экосистему, границы которой очерчены ареалом распространения растительного покрова – фитоценоза. Например, степные, болотные, луговые и т.п. биогеоценозы. Иными словами, биогеоценоз – это частный случай экосистемы, всегда явление естественное, даже в случае воздействия на него человека. Экосистема же может быть целиком искусственной (аквариум, космический аппарат и т.п.).

Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Жизнь на Земле существует благодаря энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими растениями (автотрофами) в химические связи органических соединений. Все остальные организмы получают энергию с пищей. Перенос энергии пищи от ее источника (автотрофов) через ряд организмов, происходящий путем поглощения одних организмов другими, называется пищевой(трофической)цепью (рис. 1.3).

Каждая экосистема содержит совокупность животных и растительных организмов, которые по формам питания можно разделить на две группы:

♦ автотрофы(кормящие себя сами) – зеленые растения, способные осуществлять фотосинтез и использующие минеральные элементы для роста и воспроизводства. Фотосинтез – это сложный процесс превращения воды и углекислого газа в сахара с помощью солнечной энергии. Из образованных таким образом Сахаров и минеральных элементов питания, получаемых из почвы или воды, растения синтезируют сложные вещества, входящие в состав их организмов. Иными словами, простые химические вещества, из которых состоят воздух, вода и минералы горных пород и почвы, превращаются в сложные соединения типа белков, жиров и углеводов, называемые органическими. Автотрофные растения – это продуценты экосистемы (от латинского producens– производящий), создающие органические вещества из неорганических. Из этих органических веществ и образуются ткани растений и животных. Фотосинтезирующие

Рис. 1.3. Схема, иллюстрирующая пищевые цепи в экосистеме (Т.А. Акимова, В.В. Хаскин, Основы экоразвития. М., 1994.)

растения продуцируют пищу для всех остальных организмов экосистемы, поэтому их и называют продуцентами;

♦ гетеротрофы(питающиеся другими) – организмы, которым для питания необходимы органические вещества. Эти организмы имеют значительно более сложный обмен веществ. В свою очередь все гетеротрофы подразделяются на организмы-потребители (консументы) и организмы, разлагающие органические вещества на исходные неорганические компоненты (редуценты).

Консументы (от латинского consume– потребляю) – это организмы, потребляющие органические вещества. К ним относятся как простейшие, черви, рыбы, моллюски, насекомые и другие членистоногие, пресмыкающиеся, птицы, так и млекопитающие, включая человека. Различают консументы первого порядка – растительноядные животные, будь то слон или клещ (или первичные консументы), консументы второго, третьего и более высоких порядков, потребляющие животную пищу, – хищники (или плотоядные), а также всеядные (или эврифаги), которые могут поедать как растительную, так и животную пищу (лисы, свиньи, тараканы и др.).

Редуценты (от латинского reducers– возвращающий, восстанавливающий) – организмы, разлагающие мертвое органическое вещество. К ним относятся всевозможные сапрофитные бактерии, грибы и животные – детритофаги, питающиеся мертвым или частично разложившимся органическим веществом – детритом. В почве это мелкие беспозвоночные, питающиеся отбросами, например, мелкие клещи, земляные черви, многоножки; в водных экосистемах – моллюски, крабы и черви; при гниении – бактерии; при разложении растительного опада — грибы. По составу и активности сообщества редуцентов не менее разнообразны, чем другие сообщества, но гораздо менее знакомы обычному человеку.

Очевидно, что ни один организм не существует вне связи с другими. Каждый может жить, только взаимодействуя с окружающей средой, в рамках определенной экосистемы. Наглядным примером в этом смысле является лес. В экологической системе все связи между организмами соединены между собой и образуют сложную цепь пищевых взаимоотношений, или трофические цепи (продуценты – консументы – редуценты), поскольку пища – важнейший фактор жизнедеятельности организмов.

У животных и растений возникло огромное количество взаимных адаптации (приспособлений), определяемых трофическими или пищевыми связями. Существует четкая экологическая закономерность, называемая пирамидойчисел, согласно которой количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев, неуклонно уменьшается. Например, на 1 волка в северных лесах приходится около 100 лосей, на каждого крупного хищника (льва, леопарда, гепарда) в саваннах Африки – от 350 до 1000 диких животных. Располагая данными о численности волка и его суточной потребности в пище, приблизительно рассчитано, что в течение календарного года 2400 особей изымают 7480 кабанов, 5560 лосей, 4020 косуль. Последовательное уменьшение количества животных в цепи питания сопровождается соответственным снижением их общей биомассы, а это приводит к сокращению потока энергии в экосистеме.

Особая трофическая связь в биоценозе – паразитизм, при котором один вид – хозяин – служит для другого – паразита – не только источником пищи, но и местом постоянного или временного обитания (например, фитофтора). Существуют и взаимополезные связи между видами (бобовые – клубеньковые бактерии), называемые симбиозом. Совокупность множества параметров среды, определяющих  условия существования того или иного вида и его функциональные характеристики (преобразование им энергии, обмен информацией со средой и с себе подобными и др.) представляет собой экологическуюнишу. Экологическая ниша включает не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, трофический уровень, или место в пищевой цепи) и его положение относительно абиотических условий существования (температура, влажность и т.п.). По Н.Ф. Реймерсу, экологическая ниша – это совокупность условий жизни внутри экологической системы, предъявляемых к среде видом или его популяцией. Таким образом, каждый вид в среде, где он обитает, занимает место, которое обусловлено его потребностью в пище, территории, связано с функцией воспроизводства. Такие экологические связи создают определенную структуру биоценоза. Биоценозы – динамические системы, они находятся в постоянном развитии, им свойственна сукцессия.

Сукцессия (от латинского succession– преемственность) – последовательная смена одного биоценоза другим. Суть этого явления заключается в том, что под влиянием внутреннего развития биоценозов, их взаимодействия с окружающей средой они постепенно "стареют" и сменяются другими типами биоценозов. Так, озеро, зарастая, превращается в болото; болото, высыхая, трансформируется в луг; в лесу после пожара сменяются породы.

Процесс сукцессии включает этапы:

♦ возникновение не занятого жизнью участка;

♦ миграция на этот участок различных организмов;

♦ приживание организмов;

♦ формирование структуры биоценоза путем конкуренции;

♦ преобразование местообитания для стабилизации условий среды и отношений между организмами.

Важное экологическое положение состоит в том, что чем разнороднее и сложнее биоценоз, тем выше его устойчивость, способность противостоять различным внешним воздействиям.

Устойчивость природных биоценозов определяется тем, что слагающие их виды в процессе эволюции приспособились друг к другу настолько, что стали, как бы заботиться о целостности, структуре своего биогеоценоза. Взаимоотношения между хищником и его добычей, или жертвой, является примером так называемой обратной связи, при которой один вид наносит ущерб другому и не может жить без него. Еще один пример. В годы, когда растительная пища для какого-либо вида насекомого в избытке, популяция его быстро размножается и резко повышается его численность. В системе проявляется положительная обратная связь, которая стремится вывести ее из равновесия. Но резко возросшая численность популяции приводит к столь же резкому снижению запасов растительной пищи, в результате нехватки которой в системе обнаруживается отрицательная обратная связь, возвращающая ее в исходное состояние. Устойчивость экосистем характеризует так называемый принцип Ле Шателье. Суть его состоит в том, что при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется (действуют отрицательные обратные связи).

Экосистемой высшего ранга на Земле является биосфера– оболочка планеты, населенная живым веществом.

Понятие биосферы появилось в биологии в XVIII в., однако первоначально оно имело совсем иной смысл, чем теперь. Биосферой именовали небольшие гипотетические глобулы (ядра органического вещества), которые якобы составляют основу всех организмов. К середине XIX ст. в биологии уточняются позиции научных представлений о реальных органических клетках, и термин "биосфера" утрачивает свой прежний смысл. К идее биосферы в ее современной трактовке пришел Ж.-Б. Ламарк (1744-1829), основатель первой целостной концепции эволюции живой природы, однако данный термин он не использовал. Впервые в близком к современному смыслу понятие "биосфера" ввел австрийский геолог Э. Зюсс, который в книге "Происхождение Альп" (1875) определил ее как особую, образуемую организмами оболочку Земли. В настоящее время для обозначения этой оболочки используются понятия "биота", "биос", "живое вещество", а понятие "биосфера" трактуется так, как его толковал академик В.И. Вернадский (1863-1945).

Целостное учение о биосфере представлено в его ставшей классической работе "Биосфера" (1926). В.И. Вернадский определил биосферу как особую охваченную жизнью оболочку Земли. В физико-химическом составе биосферы В.И. Вернадский выделяет следующие компоненты:

♦ живое вещество – совокупность всех живых организмов;

♦ косное  вещество – неживые  тела или явления (газы атмосферы, горные породы магматического, неорганического происхождения и т.п.);

♦ биокосное вещество – разнородные природные тела (почвы, поверхностные воды и т.п.);

♦ биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых организмов (гумус почвы, каменный уголь, торф, нефть, сланцы и т.п.);

♦ радиоактивное вещество;

♦  рассеянные атомы;

♦  вещество космического происхождения (космическая пыль, метеориты).

Согласно воззрениям В.И. Вернадского весь облик Земли, все ее ландшафты, атмосфера, химический состав вод, толща осадочных пород обязаны своим происхождением живому веществу. Жизнь – это связующее звено между космосом и Землей, которое, используя энергию, приходящую из космоса, трансформирует косное вещество, создает новые формы материального мира. Так, живые организмы создали почву, наполнили атмосферу кислородом, оставили после себя километровые толщи осадочных пород и топливные богатства недр, многократно пропустили через себя весь объем Мирового океана. В.И. Вернадский не занимался проблемой возникновения жизни, он понимал ее как естественный этап самоорганизации материи в любой части космоса, приводящий к возникновению все новых форм ее существования. Учение В.И. Вернадского нацеливало на изучение живых, косных и биокосных тел в их неразрывном единстве, что сыграло значительную роль в подготовке естествоиспытателей к целостному восприятию природных систем.

С учетом современных представлений, биосфера включает оболочку Земли, которая содержит всю совокупность живых организмов и часть вещества планеты, находящуюся в непрерывном обмене с этими организмами. Иными словами, биосфера – это область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы.

Структурабиосферыпредставляет собой совокупность газообразной, водной и твердой оболочек планеты и живого вещества, их населяющего. Масса биосферы составляет приблизительно 0,05 % массы Земли, а ее объем – 0,4 % объема планеты. Границы биосферы определяет распространение в ней живых организмов. Несмотря на различную концентрацию и разнообразие живого вещества в разных районах земного шара, считается, что горизонтальных границ биосфера не имеет. Верхняя же вертикальная граница существования жизни обусловлена не столько низкими температурами, сколько губительным действием ультрафиолетовой радиации и космического излучения солнечного и галактического происхождения, от которого живое вещество планеты защищено озоновым экраном. Максимальная концентрация молекул озона (трехатомарного кислорода) приходится на высоту 20-25 км, где толщина озонового слоя составляет 2,5-3 мм. Озон интенсивно поглощает радиацию на участке солнечного спектра с длиной волны менее 0,29 мкм.

Поскольку граница биосферы обусловлена полем существования жизни, где возможно размножение, то она совпадает с границей тропосферы (нижнего слоя атмосферы), высота которой от 8 км над полюсами до 18 км над экватором Земли. Однако в тропосфере происходит лишь перемещение живых организмов, а весь цикл своего развития, включая размножение, они осуществляют в литосфере, гидросфере и на границе этих сред с атмосферой.

В состав биосферы полностью входит вся гидросфера (океаны, моря, озера, реки, подземные воды, ледники, снежники), мощность которой составляет 11 км. Наибольшая концентрация жизни сосредоточена до глубины 200 м, в так называемой эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет и возможен фотосинтез. Именно здесь сконцентрированы все фотосинтезирующие растения и продуцируется первичная биологическая продукция. Глубже начинается дисфотическая зона, где царит темнота и отсутствуют фотосинтезирующие растения, но активно перемещаются представители животного мира, непрерывным потоком опускаются на дно отмершие растения и останки животных.

Нижняя граница биосферы в пределах литосферы лежит в среднем на глубине 3 км от поверхности суши и 0,5 км ниже дна океана. О более глубоком проникновении жизни в толщи литосферы сведений нет.

На границе атмо-, гидро- и литосферы сконцентрирована наибольшая масса живого вещества планеты, и эта земная оболочка названа биогеосферой, или пленкой жизни. Только в ее пределах возможны жизнедеятельность и существование человека.

Суммарная биомасса живого вещества биосферы составляет 2-3 трлн. т, причем 98 % ее – это биомасса наземных растений. Биосферу населяют около 1,5 млн. видов животных и 500 тыс. видов растений. Однако если мысленно равномерно распределить все живое вещество по поверхности планеты, то получится слой толщиной всего около 2 см. Вместе с тем в процессах самоорганизации биосферы живое вещество играет сегодня ведущую роль и выполняет следующие функции;

♦ энергетическую – перераспределение солнечной энергии между компонентами биосферы;

♦ средообразующую (газовую) – в процессе жизнедеятельности живого вещества создаются основные газы: азот, кислород, углекислый газ, метан и др.;

♦ концентрационную – извлечение и накопление живыми организмами биогенных элементов (кислорода, углерода, водорода, азота, натрия, магния, калия, алюминия, серы и др.) в концентрациях, в сотни тысяч раз превышающих их содержание в окружающей среде;

♦ деструктивную – (проявляется в минерализации органического вещества);

♦ окислительно-восстановительную (заключается в химическом превращении веществ биосферы).

Живое вещество находится в постоянном энергетическом обмене с внешним миром. Оно является основным организующим элементом в поддержании круговорота веществ, обеспечении динамического равновесия экологических систем.

Процесс создания органического вещества в биосфере происходит одновременно с противоположными процессами потребления и разложения его гетеротрофными организмами на исходные минеральные соединения (воду, углекислый газ и др.). Так осуществляется круговорот органического вещества в биосфере при участии всех населяющих ее организмов, получившиеназвание малого, или биологического (биотического), круговорота веществ в отличие от вызываемого солнечной энергией большого, или геологического, круговорота, наиболее ярко проявляющегося в круговороте воды и циркуляции атмосферы. Большой круговорот происходит на протяжении всего геологического развития Земли и выражается в переносе воздушных масс, продуктов выветривания, воды, растворенных минеральных соединений, загрязняющих веществ, в том числе радиоактивных.

Малый (биологический) круговорот начинается с возникновения органического вещества в результате фотосинтеза зеленых растений, то есть образования живого вещества из углекислого газа, воды и простых минеральных соединений с использованием лучистой энергии Солнца. Растения (продуценты) извлекают из почвы в растворенном виде серу, фосфор, медь, цинк и другие элементы. Растительноядные животные (консументы I порядка) поглощают соединения этих элементов в виде пищи растительного происхождения. Хищники (консументы II порядка) питаются растительноядными животными, потребляя пищу более сложного состава, включая белки, жиры, аминокислоты и т.д. Останки животных и отмершие растения перерабатываются насекомыми, грибами, бактериями (редуцентами), превращаясь в минеральные и простейшие органические соединения, поступающие в почву и вновь потребляемые растениями. Так начинается новый виток биологического круговорота (рис. 1.4).

В отличие от большого круговорота малый имеет разную продолжительность: различают сезонные, годовые, многолетние и вековые малые круговороты.

Биосфера является чрезвычайно сложной экосистемой, работающей в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех составляющих ее частей и процессов. Как свидетельствуют данные исследований, по крайней мере последние 600 млн. лет характер основных круговоротов на Земле существенно не менялся, изменялись лишь скорости геохимических процессов. Стабильное состояние биосферы обусловлено в первую очередь деятельностью живого вещества, обеспечивающей определенную скорость трансформации солнечной энергии и биогенной миграции атомов.

Рис. 1.4. Схема биотического круговорота в экосистеме

Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002.(стр. 19-26)

Балансовые уравнения геосиcтем.

Исследование функционирования геосистем должно основываться на функционально-динамическом подходе, а количественные характеристики функционирования и соотношение между внутренним и внешним вещественно-энергетическим обменом изучаться посредством анализа их балансовых уравнений.

Анализ балансовых уравнений геосистем является одним из главных средств их познания. Основное назначение балансового метода – изучение и количественная характеристика динамических явлений, связанных с перемещением вещества и энергии внутри геосистем и между ними в процессе их функционирования. Основными балансами, описывающими процессы функционирования геосистем, являются энергетический, водный и биогеохимический.

Энергетический баланс.Важнейший энергетический источник функционирования геосистем – лучистая энергия солнца. Доля участия других потоков энергии, связанных с излучением небесных тел, тектоническими процессами, вулканической деятельностью и т. д., весьма небольшая. Обеспеченность солнечной радиацией, ее способность превращаться в тепловую, химическую или механическую энергию определяет интенсивность функционирования геосистем. Все вертикальные и горизонтальные связи в геосистемах прямо или косвенно связаны с трансформацией солнечной энергии. Она обуславливает пространственную и временную упорядоченность метаболизма в геосистемах, цикличность их функционирования.

Радиационный баланс (R) геосистем описывается уравнением:

R = (I + i)(1-А)– (Ез – σЕа), где I – прямая и i – рассеянная солнечная радиация; А – альбедо поверхности; Ез – собственное излучение       поверхности; Еа – встречное излучение атмосферы; σ – относительный коэффициент  поглощения  длинноволновой радиации земной поверхностью.

Радиационный баланс и его составляющие являются важнейшими геоэкологическими характеристиками геосистем, позволяющими исследовать процессы их функционирования. Положительные или отрицательные величины радиационного баланса компенсируются несколькими потоками тепла. В результате перемещения этих потоков тепла в геосистемах происходит цикличное изменение температуры воздуха и почвы. Величина и интенсивность теплообмена зависят от влажности воздуха и почвы, литологического состава грунтов, растительного покрова и других факторов. Значительное количество радиационного баланса затрачивается на физическое испарение и транспирацию, т. е. суммарное испарение. Алгебраическая сумма рассмотренных выше тепловых потоков, приходящих на земную поверхность и уходящих от нее, составляет тепловой баланс геосистем и описывается выражением: R + Р + В + LЕ = 0, где R – радиационный баланс; Р – турбулентный поток тепла между земной поверхностью и атмосферой; В – поток тепла между земной поверхностью и нижележащими слоями почвы; LЕ – поток тепла, связанный с фазовыми преобразованиями воды, испарением и конденсацией.

Другие составляющие теплового баланса, не включенные в уравнение, такие как потоки тепла от диссипации энергии ветра, поток тепла переносимый ветром, расход энергии на таяние льда или снега, физическое разрушение горных пород, фотосинтез и т. п., значительно меньше основных членов баланса и обычно их не принимают во внимание при его анализе. Тем не менее, эти потоки играют существенную роль в функционировании геосистем, и более полное уравнение теплового баланса имеет вид: R = L(E + T – C) ± Р ± В ± F ± A, где E – физическое испарение; C – конденсация водяных паров; L – скрытая теплота парообразования; F – затраты тепла на фотосинтез; A – различные адвекции тепла.

Предложенная схема транспортировки лучистой энергии солнца в геосистемах охватывает почти все возможные ее потоки. Однако для разных геосистем она будет различаться в соответствии с их функционированием в конкретном состоянии.

Водный баланс. Влагооборот в геосистемах включает в себя обмен водными потоками между их компонентами и элементами. В процессе превращения, перемещения и изменения водных потоков в них образуются растворы, коллоиды, осуществляется транспортировка и аккумуляция химических элементов, происходят биогеохимические реакции. Интенсивность влагооборота и его структура индивидуальны для различных геосистем и зависят от энергообеспеченности, климатических условий, характера литогенной основы, почв, растительности и других факторов.

Процесс влагооборота в геосистемах может быть описан уравнением водного баланса, отражающим соотношение между его составляющими, то есть статьями прихода и расхода воды. Основной приходной статьей водного баланса является сумма осадков, проступающих в геосистемы из атмосферы (Θос). Часть этих осадков перехватывается растительным покровом (Θрп), остальные в основном поступают на поверхность почвы (Θп) и расходуются на поверхностный сток (Θпов.с), инфильтрацию в почве (Θин) и подземный сток (Θподз.с). К расходным статьям водного баланса геосистем также относятся затраты тепла на физическое испарение с поверхности почвы и растений (Θфи) и транспирацию (Θтр). Кроме того, заметную роль в водном балансе геосистем могут играть различные горизонтальные адвекции влаги (Θад). Таким образом, если начальное количество влаги в геосистеме принять за Θн, а конечное за Θк, то уравнение ее водного баланса примет вид: Θк – Θн = Θрп + Θп – Θпов.с – Θин – Θподз.с – Θфи – Θтр – Θад или ∆Θг = Θос – Θсс – Θси + Θад, где ∆Θг = Θк – Θн; Θос = Θрп + Θп; Θсс = Θпов.с + Θподз.с + Θин; Θсс – суммарный сток; Θси – суммарное испарение; ∆Θг – водно-балансовый индекс геосистемы.

Если за многолетний период водно-балансовый индекс больше нуля, в геосистеме наблюдается прогрессирующее увлажнение; если меньше – иссушение. Нулевое значение ∆Θг соответствует динамическому равновесию водных потоков в геосистеме.

При рассмотрении основных составляющих водного баланса геосистем не было учтено количество воды, расходуемое на фотосинтез и некоторые другие процессы, так как ее количество, как правило, меньше точности определения всех остальных составляющих водного баланса. Однако, ее роль в функционировании геосистем, формировании их геоэкологического потенциала весьма значительна.

Биогеохимический баланс. Специфическим выражением сущности геосистем, позволяющим определить внутренние причины, основу их динамики и развития, выявить значение в формировании геосистем внешних условий, являются процессы образования и разрушения органического вещества, протекающие в рамках биогеохимического цикла их функционирования.

Под биогеохимическим круговоротом понимается вся совокупность процессов обмена веществом между биотическими и абиотическими компонентами геосистем. Основные потоки движения органического вещества в процессе биогеохимического круговорота в геосистемах можно представить в виде балансового уравнения за какой-либо отрезок времени: ∆F = Fнф – Fкф  = Fос – Fтр + Fп + Fс + Fж ± Fв ± Fа, где Fнф и Fкф – соответственно начальное и конечное количество органического вещества, образовавшееся в геосистеме в результате фотосинтеза; ∆F – коэффициент эффективности биогеохимического цикла геосистемы; Fос – поступление химических элементов с осадками; Fтр – вынос химических элементов с транспирацией; Fп – переход химических элементов из отпада и опада в почву и поступление элементов питания в растения; Fс – вынос или поступление органического вещества с поверхностным, внутрипочвенным и подземным стоком; Fж – потребление химических элементов животными при поедании растений или поступление химических элементов в почву с трупами животных или их экскрементами и другими выделениями;        Fв – вынос или поступление органического вещества с воздушными массами; Fа – антропогенное  внесение  или изъятие органического вещества.

Глобальный круговорот вещества состоит из запасов (резервуаров) и потоков. Как правило, суммарная величина запасов значительно больше, чем потоков, что обеспечивает устойчивость круговорота. Одна из важных количественных характеристик–среднее время оборота вещества, вычисляемое как отношение запаса к потоку. Оно может определяться также для любой ветви круговорота. Из отдельных химических элементов важнейшими геоэкологическими характеристиками географической среды являются глобальные биогеохимические циклы углерода, азота, фосфора и серы.

При сравнении геосистем по отдельным показателям функционирования обращает на себя внимание их определенное соответствие друг другу. Анализ системы балансовых уравнений дает возможность изучить взаимосвязи и взаимообусловленность их составляющих, выразить эти зависимости в виде уравнений связи двух и более элементов балансов, исследовать процессы их взаимодействия и роль в формировании геоэкологического потенциала геосистем. Он также позволяет  выявить  наиболее   существенные  факторы,   определяющие условия жизнедеятельности человека, дает возможность количественно оценить их роль и степень участия в формировании среды его обитания.

Следует отметить, что отличительная особенность вещественно-энергетических круговоротов и балансов географической среды – высокая степень их замкнутости и сбалансированности, в то время как деятельность человека ведет к разомкнутости и, следовательно, к неустойчивости геосистем. Нарушения замкнутости как локальных геосистем, так и глобальных циклов приводят к серьезным геоэкологическим проблемам.

Биота– исторически сложившаяся совокупность живых организмов, объединенных общей областью распространения. Живые организмы играют огромную, определяющую, роль в формировании и функционировании геосистем. Именно они превратили Землю в планету, резко отличающуюся от других. Биота обеспечивает стабильность окружающей среды, поддерживая оптимальные условия ее существования.

Функционирование биоты основано на физико-химических и молекулярно-биологических закономерностях. Один из самых важных природных процессов в географической среде – фотосинтез. При образовании органического вещества в процессе фотосинтеза растения, в дополнение к углероду, водороду и кислороду, превращают в органическое вещество азот и серу. Фотосинтезированное органическое вещество – это важнейший возобновимый ресурс географической среды, основа всей жизни и мощный регулятор глобальных биогеохимических циклов.

Для фотосинтеза используется менее одного процента поступающей к поверхности Земли солнечной радиации. В то же время, по абсолютной величине суммарная энергия, затрачиваемая на фотосинтез, значительна. Она на порядок превышает количество энергии, потребляемой человеческим обществом.

Наряду с синтезом органического вещества в природе, происходит и его разложение, или деструкция, то есть распад органических структур на составные части, включая питательные (биогенные) вещества, с выделением энергии. В этом процессе биота играет определяющую роль. На глобальном уровне, главным образом вследствие деятельности биоты, устанавливается с очень высокой степенью точности баланс между продукцией и деструкцией органического вещества. Тем самым обеспечивается устойчивость цикла углерода, важнейшего биогеохимического цикла. Кроме того, биота осуществляет эффективное управление потоками и концентрацией биогенных элементов, определяя тем самым устойчивость соответствующих глобальных биогеохимических циклов.

В процессе фотосинтеза также образуется кислород. Именно благодаря деятельности биоты атмосфера Земли имеет значительное содержание кислорода. Одним из фундаментальных последствий формирования кислородной атмосферы было образование озонового слоя, отсекающего наиболее губительную для живых организмов часть ультрафиолетовой солнечной радиации, что позволило биоте в процессе ее эволюции выйти из океана на сушу. Важнейшую роль биота играет в выветривании горных пород и образовании почв: микроорганизмы обеспечивают эффективное формирование большей части мелкодисперсной фракции почв, играющей определяющую роль в плодородии почвы. Это далеко не полный перечень важнейших глобальных процессов, в которых биота играет определяющую или важную роль.Дополнительная литература (стр. 15-20): Витченко А.Н. Геоэкология: курс лекций / А.Н. Витченко. – Мн.: БГУ, 2002. – 101 с.

Геоэкологические аспектыприродопользования

Современный этап развития мирового хозяйства отличается всевозрастающими масштабами потребления природных ресурсов, резким усложнением процесса взаимодействия природы и общества, интенсификацией и расширением сферы проявления специфических природно-антропогенных процессов, возникающих вследствие техногенного воздействия на природу. В этой связи большое значение приобретает изучение проблем природопользования.

Недоучет или игнорирование принципов научно обоснованного природопользования приводит к многочисленным кризисным явлениям в природе и хозяйстве, столь характерным для многих регионов мира.

Под природопользованием понимается–совокупность всех форм эксплуатации природно-ресурсного потенциалаи мер по его сохранению. Природопользование включает извлечение и переработку природных ресурсов, их возобновление или воспроизводство; использование и охрану природных условий окружающей среды; сохранение, воспроизводство и рациональное изменение геоэкологического баланса природных систем. Природопользование бывает нерациональным, когда деятельность человека не обеспечивает сохранения природно-ресурсного потенциала; и рациональным, когда она обеспечивает экономную эксплуатацию природных ресурсов и условий и наиболее эффективный режим их воспроизводства с учетом перспективных интересов развивающегося хозяйства и сохранения здоровья людей.

Анализ природных ресурсов и разработка рекомендаций об их рациональном использовании предполагает следующие этапы научных изысканий: 1) изучение отдельных видов природных ресурсов в исследуемом регионе, их качественный и количественный учет на основе новейших методов оценки; картографирование выявленных природных ресурсов; 2) установление природно-ресурсного потенциала (ПРП) территории, т. е. совокупности естественных ресурсов, выступающих в качестве средств производства или предметов потребления в границах геосистем; 3) экономическую оценку природно-ресурсного потенциала геосистем; 4) установление приоритетных направлений в хозяйственном освоении ПРП территории; разработку схемы наиболее рационального освоения ПРП с учетом геоэкологических ограничений; 5) организацию охраны отдельных природных объектов и мероприятий по восстановлению и расширенному воспроизводству природных ресурсов. Для решения этих задач необходимо участие специалистов различного профиля– физико- и экономико-географов, экономистов, геоэкологов и др. Но полноценное, научно обоснованное решение проблемы рационального использования природно-ресурсного потенциала территории возможно лишь на основе комплексных геоэкологических работ.

В самом общем плане ресурсы – это любые источники и предпосылки получения необходимых людям материальных и духовных благ, которые можно реализовать при существующих технологиях и социально-экономических отношениях. Ресурсы принято делить на три основные группы: материальные, трудовые, в том числе интеллектуальные, и природные (естественные).

Природные ресурсы– часть всей совокупности природных условий и важнейших компонентов природной среды, которые используются либо могут быть использованы для удовлетворения разнообразных потребностей общества, поддержания условий существования человечества и повышения качества жизни. Они являются главным объектом природопользования и в интересах нынешнего и будущих поколений людей подлежат рациональной эксплуатации.

Природные ресурсы–пространственно-временная категория; их объем различается по регионам земного шара и в зависимости от стадии социально-экономического развития общества. Тела и явления природы выступают в качестве определенного ресурса в том случае, если в них возникает потребность. Но потребности в свою очередь появляются и расширяются по мере развития технических возможностей освоения природных богатств.

Территориальное расширение сферы хозяйственной деятельности человеческого общества и вовлечение в материальное производство новых видов природных ресурсов вызывало в природе разнообразные изменения, своего рода ответные реакции в виде различных природно-антропогенных процессов.

Во второй половине XX в. ресурсопотребление неизмеримо возросло, охватив практически всю сушу и известные в настоящее время природные тела и компоненты. Научно-технический прогресс непосредственным образом отразился на практике ресурсопользования. Разработаны технологии освоения таких видов природных богатств, которые до недавнего времени не включались в понятие «природные ресурсы». Возникло представление о потенциальных ресурсах или ресурсах будущего. Потенциальные или общие ресурсы – это ресурсы, установленные на основе теоретических расчетов, рекогносцировочных обследований и включающие помимо точно установленных технически извлекаемых запасов природного сырья или резервов еще и ту их часть, которую в настоящее время освоить нельзя по техническим или экономическим соображениям.

Техническое и технологическое несовершенство многих процессов извлечения и переработки природных ресурсов, соображения экономической рентабельности и недостаток знаний об объемах и величинах природного сырья заставляют при определении природно-ресурсных запасов выделять несколько их категорий по степени технической и экономической доступности и изученности. Доступные, или реальные запасы – это объемы природного ресурса, выявленные современными методами разведки или обследования, технически доступные и экономически рентабельные для освоения.

В связи с двойственным характером понятия «природные ресурсы», отражающим их природное происхождение, с одной стороны, и хозяйственную, экономическую значимость– с другой, разработаны и широко применяются в специальной и географической литературе несколько классификаций: по происхождению, по видам хозяйственного использования, по признаку исчерпаемости и др.

Природные ресурсы условно подразделяют на неисчерпаемые и исчерпаемые, заменимые и незаменимые. По отношению к тем или иным компонентам природы различают геологические, минеральные, климатические, водные, земельные, биологические и т. д. В зависимости от характера использования в производственной и непроизводственной сферах выделяют минерально-сырьевые, топливно-энергетические, промышленные, сельскохозяйственные, рекреационные и другие природные ресурсы. Несомненный познавательный и практический интерес, особенно с геоэкологических позиций, представляет характеристика природных ресурсов по источникам и местонахождению. При этом различают ресурсы: энергетические, атмосферные газовые, водные, литосферы, растений-продуцентов, консументов, редуцентов, климатические, рекреационные, познавательно-информационные, пространства и времени.

Основные отличительные признаки природных ресурсов: способность некоторых важных их видов в известных пределах и при определенных условиях к самовоспроизводству (саморегулированию) количественного и качественного состояния; способность переходить из одного качественного состояния в другое в результате естественной эволюции и под воздействием человека; связь конкретных состояний и оценок природных ресурсов с условиями жизнедеятельности человека; зависимость качественных состояний от технологического способа, характера, интенсивности производственной и непроизводственной деятельности людей; зависимость (количественная и качественная) каждого природного ресурса от других.

Пределы эксплуатации природных ресурсов определяет степень их истощения, делающая экономически нерентабельным их использование (издержки добычи, транспортировки, переработки и реализации выше получаемых доходов). Однако нередко геоэкологические пределы  эксплуатации,  связанные  с угрозой полного  исчезновения ресурса или  катастрофического  воздействия  результатов  эксплуатации  ресурса на окружающую среду, наступают раньше экономического исчерпания.

Принципы рационального использования природных ресурсов: соответствие характера и способов использования конкретным местным условиям; предвидение и предотвращение негативных последствий природопользования; повышение интенсивности освоения; сохранение научных и эстетических ценностей; соблюдение целесообразной, экономически обоснованной очередности хозяйственного освоения; комплексное использование; уменьшение или устранение потерь на всех этапах природопользования; всемерная экологизация производственных процессов. Дополнительная литература (стр. 38-41) Витченко А.Н. Геоэкология: курс лекций / А.Н. Витченко. – Мн.: БГУ, 2002. – 101 с.

Лекция №2

Современные представления о литосфере и геодинамических процессах

План:

1. Тектоническаяструктура литосферы

2. Природно-антропогенные особенности и функции литосферы

3. Современные тектонические и геоморфологические процессы и их влияние на состояние окружающей среды

4. Роль минеральных ресурсов в воспроизводственном процессе

5. Общая характеристика и классификация полезных

Ископаемых

6. Оценка полезных ископаемых Республики Узбекистан

7. Внутреннее строение Земли

8. Внутреннее тепло Земли

9. Магнетизм Земли

10.  Общая характеристика поверхности Земли

Тектоническаяструктура литосферы

Неоднородность строения литосферы, сложившаяся в результате ее развития на протяжении нескольких миллиардов лет, обусловила формирование в ее пределах различных структурных элементов. Они обладают неодинаковой степенью подвижности, отличаются свойственным им геологическим строением, рельефом и протеканием природных процессов. Строение литосферы и ее изменение под влиянием механических, тектонических движений изучает тектоника — одна из геологических наук. Крупнейшими тектоническими элементами литосферы считаются геосинклинали, платформы, щиты, краевые прогибы, плиты, срединно-океанические хребты, островные дуги и желоба.

Геосинклинали представляют собой участки земной коры, вытянутые на тысячи и десятки тысяч километров при их ширине в сотни и тысячи километров. Они состоят из геосеинклинальных прогибов, испытывающих длительное опускание и заполняющихся мощными толщами осадочных пород, горных систем и относительно малоподвижных срединных массивов — жестких глыб земной коры, которые слабо поддаются тектоническим движениям. В целом же геосинклинали характеризуются высокой подвижностью. Положительные и отрицательные движения земной коры имеют большие скорость и амплитуду.

На протяжении сотен миллионов лет геосинклинали претерпевают несколько периодов своего развития. В первый период существования геосинклинали преобладают опусканиеземной коры и накопление мощной толщи осадочных горных пород преимущественно в морских условиях. Во второй период развития геосинклинали преобладают положительные тектонические движения. Слои земной коры, сминаются в складки. Многочисленные разломы приводят к образованию трещин и раздроблению земной коры на отдельные блоки. Наблюдаются интенсивное внедрение магмы в земную кору и извержение вулканов. Горообразование и вулканизм сопровождаются сильными землетрясениями.

На всех этих этапах развития геосинклинали тектонические процессы способствуют метаморфизму (превращение) горных пород.

В дальнейшем складчатые и глыбовые горные системы геосинклиналей теряют подвижность. Экзогенные процессы приводят к их разрушению и выравниванию рельефа.

Отдельные участки геосинклинали могут находиться на разных этапах ее развития. Поэтому в пределах одной геосинклинали встречаются и территории с активным горообразованием, вулканизмом и землетрясениями, и территории, на которых развитие геосинклинали заканчивается и уже сформировались молодые платформы, или тектонические плиты.

В настоящее время находятся в стадии активного развития две геосинклинали: Тихоокеанская, окружающая кольцом Тихий океан и отделяющая от него прилегающие платформы, и Средиземноморская, протянувшаяся от Атлантического до Тихого океана и включающая север Африки (Атласские горы), Средиземное море, юг Европы со всеми ее горными системами, Черное море, юг Крыма, Кавказ, Малую Азию, Копетдаг, Памир, Гималаи и соединяющаяся с Тихоокеанской геосинклиналью в области Малайского архипелага. Урало-Монголо-Охотская геосинклиналь в современную эпоху продолжает активно формироваться только в южной и юго-восточной частях, где она разделяет Сибирскую и Китайскую платформы. В западной части она находится на заключительном этапе своего развития. Уральские горы в ее пределах уже разрушаются, а Западносибирская плита опустилась и перекрылась мощными осадочными отложениями.

П л а т ф о р м ы - это крупные структурные элементы земной коры. Они территориально компактны в отличие от линейно вытянутых геосинклиналей. Размеры их достигают нескольких тысяч километров в поперечнике. Мощная земная кора с прочным кристаллическим фундаментом обеспечивает платформам относительную тектоническую стабильность. Здесь наблюдаются лишь медленные колебательные движения земной коры с малой амплитудой.  На  платформах  в настоящее  время почти отсутствует вулканизм. Для них характерен равнинный рельеф вследствие продолжительной денудации и отложения осадочных горных пород.

Древнейшие докембрийские платформы Восточно-Европейская (Русская), Сибирская, Китайская, Индийская, Австралийская, Африканская, Антарктическая, Северо-Американская составляют основу современных материков. На этих платформах не всегда кристаллический фундамент перекрыт осадочными отложениями. На щитах-участках платформ, испытывающих преимущественно тектонические поднятия, чехол осадочных горных пород практически отсутствует. Продукты выветривания горных пород выносятся за пределы щитов в пониженные места, а на поверхность выходят более древние кристаллические породы. Примером может служить в Европе Балтийский щит, в Северной Америке — Лабрадорский щит.

Молодые платформы, или плиты образовались на месте геосинклиналей в палеозое (230—570 млн. лет тому назад) или даже в начале кайнозоя (не позднее 67 млн. лет назад). Их кристаллический фундамент перекрыт осадочными горными породами мощностью 3—5 км. Наиболее типичными молодыми платформами являются Западносибирская, Туранская, Скифская и др.  

В поздний период развития геосинклиналей на их границах с платформами возникают крупные понижения земной коры — краевые прогибы. Их формирование является следствием горообразования во внутренних областях геосинклиналей. Краевые прогибы заполняются огромными толщами осадочных пород морского и терригенного происхождения. В них содержатся различные полезные ископаемые, в том числе уголь, нефть и соли, оставшиеся на месте высохших морей.

На территории СНГ выделяются различные тектонические структуры земной коры.

В пределы Средиземноморской геосинклинали попадают Карпаты, Крымские горы, Кавказ, Копетдаг, Памир. Курильские острова и Камчатка относятся к Тихоокеанскому геосинклинальному кольцу.

Восточно-Европейская платформа располагается на европейской части СССР, за исключением Урала, Кавказа, Карпат и Крымских гор. Прочный кристаллический фундамент ее разбит трещинами на множество блоков. Одни из них подняты, другие опущены, что сказывается в значительной мере на современном рельефе. На Восточно-Европейской платформе находятся два щита — Балтийский на северо-западе и Украинский кристаллический на юго-западе. В их пределах практически отсутствует осадочный чехол и на дневную поверхность выходят древние кристаллические породы. По окраинам платформы размещаются Прикарпатский, Предкавказский, Приуральский и другие глубокие краевые прогибы, в которых мощность осадочных  пород иногда превышает 16 км.  В азиатской частиСНГ расположена Сибирская платформа. Древний кристаллический фундамент на Сибирской платформе обнажен на Алданском и Анабарском щитах. Интрузии магмы в северной части платформы привели к образованию алмазоносных кимберлитовых трубок. По окраинам платформ в Ленском, Иркутском и других краевых прогибах в толщах осадочных пород сформировались крупные месторождения углей, солей, газа и других полезных ископаемых.

Тектоническая структура океанической земной коры изучена сравнительно слабо. Основную часть океанов с глубинами более 4000 м занимают океанические платформы. Они имеют относительно незначительную мощность. На них отсутствует гранитный слой.

Ложе океанов осложняется срединно-океаническими хребтами, которые образуют единую систему горных поднятий протяженностью свыше 60 000 км. Высота их 2— 4 км при ширине 250—1000 км. Некоторые ученые считают, что образование срединно-океанических хребтов связано с глубинными разломами земной коры, растеканием ее и поднятием вещества мантии на поверхность. В центральной части срединно-океанических хребтов находятся рифтовые впадины с крутыми склонами. Глубина впадин достигает 5 км. Они возникли в результате тектонических разломов и опускания отдельных участков земной коры. Крупнейшими срединно-океа-ническими хребтами являются Северо-Атлантический, Южно-Атлантический, Аравийско-Индийский, Восточно-Индийский, Восточно-Тихоокеанское поднятие и др.

На границе континентальной и океанической земной коры в океанах возникают островные дуги — тектонические поднятия в виде подводных хребтов, вершины которых выступают над поверхностью воды. Островные дуги отделяют окраинные моря от акватории океана, как, например, Курильские, Алеутские, Антильские острова.

Рядом с островными дугами обычно находятся желоба — прогибы земной коры, в которых размещаются наиболее глубокие впадины Мирового океана: Марианский, Алеутский, Кермадек, Курило-Камчатский и др.

Незначительная толщина океанической земной коры, множество тектонических разломов в ней способствуют развитию вулканизма. Активное извержение не только вдоль островных дуг и срединно-океанических хребтов, но и в пределах океанических платформ осложняют рельеф дна Мирового океана, приводят к образованию многочисленных вулканических островов.

Земная кора под воздействием внутренних сил Земли находится в непрерывном движении.

В настоящее время существуют две концепции движения земной коры.

Сторонники гипотезы фиксизма утверждают, что земная кора подвержена в основном вертикальным движениям, и отрицают возможность перемещения отдельных ее участков на значительные расстояния в горизонтальном направлении.

Гипотеза мобилизма, впервые сформулированная в 1912 г. А. Вегенером, предполагает не только вертикальные движения, но и горизонтальные перемещения литосферных плит на значительные расстояния. Материки и обширные области океанической коры плавают по астеносфере со скоростью 1—5 см в год. Растекание океанической коры в зоне срединно-океанических хребтов приводит к расширению океанов и переформированию континентов.Дополнительная литература:Фоменко А.Н. Общая физическая география и геоморфология: учебник  /  А.Н. Фоменко, В.И. Хихлуха. – М.: Недра, 1987. (стр. 25-53)

Роль минеральных ресурсов в воспроизводственном процессе

Основой развития современной индустрии и ряда направлений научно-технического прогресса выступают минерально-сырьевые ресурсы, или ресурсы земных недр. Минерально-сырьевые ресурсы — это природные вещества минерального происхождения, используемые для получения энергии, сырья и материалов.

В отличие от геологического понятия "минерал" понятие "минеральные ресурсы" — экономическое и не находится в прямой зависимости от какого-либо определенного и неизменного содержания полезных веществ в горных породах. С развитием научно-технического прогресса и вовлечением в эксплуатацию месторождений полезных ископаемых с более низким содержанием полезных веществ, более высоким содержанием вредных примесей и менее благоприятными горно-геологическими условиями залегания круг минерально-сырьевых ресурсов расширяется.

Минеральные ресурсы как предмет труда используются в сфере производства товаров, и главным образом в промышленности, являются материальной основой и активным элементом роста производства. С достижениями науки и совершенствованием средств труда увеличивается роль минеральных ресурсов как важнейшего фактора развития и размещения производительных сил, специализации и концентрации производства.

Минеральное топливо (уголь, нефть, природный газ) — основной источник энергии в мировом хозяйстве и важнейшее промышленное сырье. Переработка минерального топлива является базой формирования многих промышленных комплексов, в том числе нефтехимических, газохимических, углехимических и т.п. Развитие ведущих отраслей тяжелой индустрии, прежде всего черной и цветной металлургии, не может обойтись без рудного сырья. Велика роль минерального сырья в химической промышленности, которая широко использует апатиты и фосфориты, поваренную и калийную соли, серу и другое горно-химическое сырье. Некоторые минералы и продукты их химической переработки применяются в виде лекарств и радиоактивных веществ для лечебных целей и т.д.

Минеральные ресурсы выступают материальной основой развития строительного комплекса, прежде всего в промышленности строительных материалов для производства цемента, кирпича, извести, в качестве заполнителей бетона и железобетона, стеновых материалов и конструкций, стекла и керамических изделий. Часть минерального сырья (песок, гравий и др.) в натуральном виде поступает непосредственно на предприятия строительной индустрии.

Для минерально-сырьевых ресурсов характерны:

—резкая неравномерность размещения;

—невозобновляемость конкретных видов ресурсов;

—возможность восполнения путем разведки и освоения новых объектов;

—большое разнообразие горнотехнических и природно-экономических условий эксплуатации;

—ограниченность крупных и относительно благоприятных месторождений при значительной их рассредоточенности.

Новыми минеральными ресурсами технического прогресса становятся редкие и редчайшие элементы земной коры. Без них невозможно развитие современной техники, многих отраслей промышленности, которые требуют высокопрочных, кислотоупорных, жаростойких, антикоррозийных и в то же время легких по весу материалов. Среднегодовая мировая добыча полезных ископаемых (включая топливно-энергетические) к концу XX ст. достигла 8—10 млрд. т. В предстоящее столетие человечеству потребуется значительно больше минеральных ресурсов, чем использовалось на предыдущих этапах его развития.

Несомненно, использование достижений научно-технического прогресса значительно расширит добычу полезных ископаемых из глубин земной коры, из океанической воды и морского Дна, где сосредоточены огромные запасы самых разнообразных минералов. Для получения минерального сырья более широко будут использоваться руды и обычные горные породы, содержащие богатейшие ресурсы различных химических элементов.

Общая характеристика и классификация полезных

ископаемых

Все ископаемые вещества (твердые, жидкие и газообразные) и геотермальная энергия сосредоточены в верхних слоях земной коры. Числовая оценка среднего содержания химических элементов в недрах Земли, различных типах горных пород производится с использованием кларка данного вещества (выражается в процентах, в г/т и др.). Более 99 % массы земной коры составляют кларки следующих элементов: кислорода — 47 %, кремния — 29,6, алюминия — 8,05, железа — 4,65, кальция — 2,96, натрия — 2,50, калия — 2,5, магния — 1,87 %. Знание кларков важно при поисках и промышленной оценке месторождений полезных ископаемых.

Полезнымископаемым(минеральным сырьем) принято называть природное минеральное образование земной коры неорганического и органического происхождения, которое может быть использовано в народном хозяйстве.

Залежи горных пород, которые обогащены одним или несколькими минералами (независимо от их практической ценности), получили название просто минеральных (геологических) месторождений.Те из них, которые представляют естественные скопления полезных ископаемых, по количеству, качеству иусловиям залегания пригодные для промышленного и иного хозяйственного использования, называются месторождениямиполезныхископаемых.Минеральные скопления с небольшими запасами или бедными рудами (что делает разработку экономически нецелесообразной) принято рассматривать как рудопроявления. В случае усовершенствования техники добычи и извлечения полезных компонентов рудопроявления могут перейти в разряд промышленных месторождений.

Полезные ископаемые, в зависимости от области хозяйственного применения, подразделяются на группы:

♦ топливно-энергетическую (нефть, природный газ, ископаемый уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды);

♦ рудную, являющуюся сырьевой основой черной и цветной металлургии (железная и марганцевая руды, хромиты, бокситы, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов и др.);

♦ горно-химическогосырья (фосфориты, апатиты, поваренная, калийные имагнезиальные соли, сера и ее соединения, барит, борные соли, бром и йодсодержащие растворы);

♦ природных (минеральных) строительных материалов и нерудных полезных ископаемых, к которым примыкают поделочные, технические и драгоценные камни (мрамор,  гранит, яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмаз и др.);

4 гидроминеральные (подземные пресные и минерализованные воды).

Группировка минерально-сырьевых ресурсов носит условный характер, так как области хозяйственного использования одних и тех же полезных ископаемых могут быть различными. Например, нефть и газ — не только экономичные виды топлива, но иважнейшее технологическое сырье для химической промышленности.

Количественная оценка минеральных ресурсов выражается запасами полезных ископаемых, выявленных и разведанных. Величина разведанных запасов минерального сырья изменяется в зависимости от размеров добычи полезных ископаемых, степени разведанности (прироста разведанных запасов), а также от развития геологических знаний о строении земной коры и возможных концентрациях полезных ископаемых в различных ее частях.

Данные геологической разведки позволяют вычислять объем тел полезных ископаемых, а при умножении объема на плотность определяются запасы полезных ископаемых в весовом исчислении. При подсчете запасов жидких и газообразных полезных ископаемых помимо объемного метода применяется способ расчета по притокам в скважинах. Для некоторых месторождений полезных ископаемых, кроме того, подсчитывается количество содержащихся в них запасов ценных компонентов, например, запасы металлов в рудах. Запасы полезных ископаемых в недрах земли измеряются в кубических метрах (строительные материалы, горючие газы и др.), в тоннах (нефть, уголь, руда), в килограммах (благородные металлы), в каратах (алмазы).

Величины запасов полезных ископаемых обладают различной достоверностью их подсчета, зависящей от сложности геологического строения месторождений и детальности их геологической разведки. По степени достоверности определения запасов они разделяются на категории. В странах СНГ действует классификация с разделением на четыре категории: А, В, С, и С₂.

Запасы категории А являются наиболее разведанными, с точно определенными границами залегания и вполне подготовленными для добычи. К категории В относятся предварительно разведанные запасы полезных ископаемых с примерно определенными границами залегания. В категорию С, включают разведанные в общих чертах месторождения с запасами, подсчитанными с помощью экстраполяции геологических данных. К категории С₂относятся перспективные запасы, выявленные за пределами разведанных частей месторождений. Как правило, Данные о запасах полезных ископаемых категорий А и В используются при разработке текущих планов и прогнозов развития народного хозяйства. Остальные категории запасов (С, и C₂,) учитываются при обосновании долгосрочных прогнозов, планировании геологоразведочных работ.

Запасы полезных ископаемых подразделяют также по их пригодности для использования в народном хозяйстве на балансовые и забалансовые. К балансовым принадлежат такие запасы, которые целесообразно разрабатывать при современном уровне техники и экономики; к забалансовым — запасы, которые при имеющейся технике не могут быть эффективно использованы. Существует также категория прогнозных — геологических запасов, оцениваемых приближенно в качестве возможных. Экономическая оценка полезных ископаемых, как и других видов природных ресурсов, основывается на исчислении дифференциальной ренты, которая здесь получила название дифференциальнойгорной ренты. Основным оценочным показателем является показатель эксплуатационной ценности ресурсов. Он представляет собой денежное выражение максимально возможного народнохозяйственного экономического эффекта, приносимого данным видом ресурсов. Эксплуатационная ценность природного ресурса определяется как разность между величиной денежной оценки продукции, полученной из ресурса, и прямыми затратами на его добычу и переработку.

Важнейший принцип экономической оценки полезных ископаемых — соблюдение народнохозяйственных интересов при выборе оптимального варианта использования ресурсов. Здесь предполагается, прежде всего, комплексное их освоение, максимальное снижение потерь при добыче и переработке, соблюдение природоохранных мероприятий.

Расчетная денежная оценка () месторождения полезных ископаемых проводится по формуле

                                   (10.1)

где  — извлекаемые запасы в пересчете на конечную продукцию;  — срок отработки запасов; Z — замыкающие затраты для данного района (или по стране в целом) на конечную продукцию, то есть предельно допустимые затраты на прирост производства данной продукции горной промышленности на прогнозируемом отрезке времени (в определенных условиях функции замыкающих затрат могут выполнять мировые цены);— расчетные текущие эксплуатационные затраты на единицу конечной продукции;  — коэффициент учета фактора времени, включая расчетный срок эксплуатации оцениваемого месторождения (рассчитывается по особой формуле); — предстоящие капитальные вложения, связанные с разведкой, разработкой, переработкой единицы годовой конечной продукции с учетом фактора времени (то есть приведенные к году оценки).

Оценка полезных ископаемых Республики Узбекистан

По состоянию на 01.01.2018г. Государственным балансом полезных ископаемых Республики Узбекистан числятся 2028 месторождений: строительные материалы – 867, подземные воды – 649, углеводороды – 244 (нефть, газ, конденсат), драгоценные металлы – 97 (золото, серебро), цветные и редкие металлы – 12, радиоактивные металлы – 38, горнорудное сырье – 37, горнохимическое сырье – 32, камнесамоцветное сырье – 30, уголь и горючие сланцы – 7, черные металлы – 5 и др. Республика Узбекистан находится в числе мировых лидеровпо обеспеченности запасами отдельных золото, уран, медь, фосфориты, молибден и др.видов полезных ископаемых:

№	Полезные ископаемые	Ед.изм.	Запасы	Добыча (2017)
	Золото	Тонн	5990,5	89,9
	Серебро	тонн	21559,9	232,3
	Уран	Тыс.тонн	96,7	3,6
	Медь	Тыс.тонн	16336,2	137,1
	Вольфрам	Тыс.тонн	123,6	-
	Нефть	Млн.тонн	178,1	0,9
	Природный газ	Млрд.тонн	2239,9	55,4
	Уголь	Млн.тонн	1950,1	3,5

Основные виды полезных ископаемых расположены в центральной
и восточной части республики. 

Основные проблемы развития геологической отрасли.

При достаточно высоком уровне обеспеченности отраслей экономики республики общими запасами ряда полезных ископаемых (медь, золото, уран, уголь и др.) в стране наблюдается явный дефицит отдельных видов минерального сырья, потребность в которых не обеспечивается собственно добычей, а удовлетворяется
за счет импорта (барит, асбест, огнеупоры, уголь и др.).

Данные по импорту товаров показывают, что несмотря на наличие
в республике сырьевых ресурсов (месторождения), потребность
по отдельным видам сырья удовлетворяется за счет импорта (графит, песок кварцевый, бентонит, глина огнеупорная, камень для памятников, уголь, йод и др.).

Недра республики располагают еще неизученными (платиноиды, хромовые руды, редкие и другие металлы, абразивы, перлиты) и не освоенными промышленностью (олово, висмут, стронций, графит, высокоглиноземное сырье, минеральные краски, фарфоровые камни, агрорудное сырье) видами полезных ископаемых, требующих постановку комплекса физико-химических, опытно-технологических и технико-экономических исследований.

Узбекистан входит в десятку стран мира по запасам важных полезных ископаемых, таких как золото, уран, газ, медь, калий, фосфаты и другие. Узбекистан является одним из ведущих производителей золота, урана и газа. За счет добычи и переработки полезных ископаемых вклад в экономики Узбекистана энергетические и минеральные запасы и ресурсы составит более 16% национального ВВП.

Республика Узбекистан является одной из ведущих стран Средней Азии с развитой горнодобывающей, нефтегазовой и др. отраслей и инфраструктурой. В целом, в республике различные виды полезных ископаемых добывается и геологоразведочные работы ведется около 30 видам полезных ископаемых и ежегодно 200 - 300 млн долларов привлекается на эти работы. Применения новейших методов и технологий комплексного геологического изучения недр, а также привлечения на взаимовыгодных условиях капиталов республиканских и зарубежных инвесторов, позволят добиться получения максимальных результатов от использования природных богатств Узбекистана.

Внутреннее строение Земли

Земля состоит из газообразных, жидких и твердых веществ. В целом наблюдается закономерное увеличение плотности и массы вещества от периферии к центру нашей планеты, в результате чего сформировалось несколько оболочек, которые отличаются между собой построению, вещественному составу и свойствам (рис. 2.1).

Изучение внутреннего строения Земли сопряжено с большими трудностями. Человек проник в недра с помощью бурения на глубину немногим более 10 км. Но, применяя косвенные методы исследования, в первую очередь сейсмические, ученые смогли заглянуть внутрь планеты. Сейсмические волны явились тем «лучом», который помог увидеть внутренние геосферы Земли.

При землетрясениях и искусственных взрывах по телу Земли распространяются колебательные движения различного характера. По земной поверхности от очага землетрясения расходятся поверхностные волны. Они похожи на волны, возникающие на водной поверхности, и имеют незначительную скорость. Поперечные волны вызываются колебанием вещества в направлении, перпендикулярном к направлению волны. Эти волны распространяются только в твердом веществе и затухают в газообразной и жидкой среде. Продольные волны возникают при растяжении и сжатии вещества, т. е. его смещении относительно своего среднего положения. Эти волны распространяются в газообразной, жидкой и твердой среде, достигая наибольшей скорости—до 14 км/с.

Анализ сейсмограмм показал, что в теле Земли разные участки волны проходят с различной скоростью. Резкое изменение скорости прохождения волн на определенных глубинах свидетельствует о границах твердого, пластичного или жидкого вещества. Затухание поперечных волн на отдельных глубинах позволяет утверждать, что дальше залегает вещество в жидком или пластичном состоянии.

Верхняя твердая оболочка Земли называется литосферой. До 60-х годов XX в. понятия литосфера и земная кора являлись синонимами и обозначали твердую оболочку Земли. В настоящее время установлено, что литосфера неоднородна. Верхнюю часть ее составляет земная кора, в которой сконцентрированы наиболее легкие химические элементы и их соединения. Нижняя часть литосферы — с у б с т р а т, залегает на глубинах до 50 км под океанами и до 100 км под материками. Вещество в нижней литосфере находится в более плотном состоянии. На глубинах от 5 до 70 км находится поверхность (или раздел) Мохоровичича, разделяющая земную кору и субстрат. Здесь резко возрастает скорость сейсмических волн — от 5 до 8 км/с.

Ниже литосферы находится мантия —самая мощная из оболочек планеты. Мантия сложена силикатными породами, содержащими оксиды кремния, магния и. железа. Вещество в мантии находится в твердом кристаллическом состоянии. Скорость прохождения сейсмических волн возрастает от 8 до 14 км/с у нижней границы мантии.

Мантия делится на верхнюю и нижнюю. Верхняя мантия простирается от границы литосферы до глубины 900 км. От кровли ее до глубины 250—350 км  находится астеносфера, или ослабленная зона. Вязкость вещества в астеносфере меньше, чём в слоях, расположенных выше ее. Поэтому предполагают, что происходит перемещение вещества в литосфере в горизонтальном направлении вследствие неравномерной нагрузки земной коры на различных участках. Этим объясняются перемещение литосферных плит, движение материков. В астеносфере протекают процессы, вызывающие вулканическою деятельность и землетрясения.

Нижняя мантия располагается на глубинах от 900 до 2900 км. Она отличается более однородным строением и высокой плотностью вещества. Атомы кристаллов в нижних слоях мантии находятся в плотнейшем состоянии вследствие высокого давления.

Центральную часть планеты занимает ядро. В составе ядра преобладают тяжелые элементы (железо и никель) с примесью более легких компонентов (серы, кремния, кислорода). Ядро делится на внешнее и внутреннее. Внешнее ядро как бы жидкое. Оно подобно воде не пропускает поперечные сейсмические волны. На границе мантии и ядра скорость продольных сейсмических волн резко падает—с 14 до 8 км/с. В пределах ядра скорость их возрастает до 11 км/с к центру. Внутреннее ядро состоит из твердого вещества. Оно располагается глубже 4980 км.

Средняя плотность вещества Земли 5,52 г/см³. Но она неоднородна и увеличивается с глубиной от 2,7 г/см³ в верхней части литосферы до 5,5 г/см³ на границе мантии и ядра. В центре земного ядра плотность вещества достигает 13 г/см³. Возрастание плотности вещества по мере приближения к центру Земли объясняется увеличивающейся концентрацией тяжелых химических элементов и плотной упаковкой атомов в условиях огромного давления, которое составляет 101 325- 10³ кПа в нижней мантии и около 303975-Ю³ кПа в центре ядра.

Земля, состоящая из достаточно большой массы материи, обладает сильным гравитационным полем—полем силы тяжести. Сила тяжести действует на любую материальную частицу в пределах нашей планеты. Она незначительно уменьшается от полюсов к экватору (на 0,5%)- На земной поверхности сила тяжести зависит от структуры литосферы и состава горных пород в ней.

Сила тяжести существенно влияет на все процессы, происходящие на Земле: формирование геосфер, структуры земной коры, рельефа, циркуляцию атмосферы и гидросферы и др. Действием гравитации объясняется шарообразная форма Земли. Сила тяжести удерживает вокруг Земли атмосферу, обеспечивает возможность существования жизни на Земле.

В результате проведения гравиметрической съемки получают характеристики гравитационного поля для различных районов Земли. Составленные по данным такой съемки гравиметрические карты используют для определения геологических структур и поисков полезных ископаемых. Гравиметрические измерения обеспечивают точное определение фигуры Земли, расчеты траекторий полетов искусственных спутников.

Внутренние геосферы Земли существенно влияют на формирование географической оболочки Земли. Постоянная дифференциация вещества в теле Земли (перемещение более тяжелых элементов вглубь и всплывание более легких на поверхность) определила химический состав литосферы, явилась одним из факторов, влияющих на ее тектоническое строение,, на рельеф земной поверхности. В течение геологического развития благодаря внутренним процессам, в том числе вулканизму, на Земле появились атмосфера и гидросфера. Современные тектонические движения земной коры, вулканизм и землетрясения являются следствием

Внутреннее тепло Земли

Земля содержит огромное количество тепловой энергии. Согласно гипотезам о происхождении Земли из звездного вещества и ее дальнейшем остывании земное тепло считали остаточным. В настоящее время в соответствии с гипотезой О. Ю. Шмидта о происхождении Земли из холодных твердых тел путем аккумуляции их вокруг наиболее твердого ядра происхождение внутреннего тепла Земли объясняется иначе.

Наиболее вероятным является разогрев первоначально холодной Земли за счет тепла, выделяющегося при радиоактивном распаде урана, тория и других элементов. Другим важным источником внутреннего тепла Земли следует считать гравитационную энергию, выделяющуюся при сжатии вещества в условиях огромных давлений внутри Земли. Определенное количество тепла образуется в результате различных хтических реакций, происходящих в геосферах Земли.

Солнечное тепло не является источником внутренней энергии Земли, так как оно проникает только в самые верхние слои земной коры. Суточные колебания температуры" почво-грунтов наблюдаются обычно до глубины 2 м, а годовые —до 20 м. Чем больше амплитуда летних и зимних температур воздуха, тем глубже в земной коре наблюдается колебание температуры по сезонам года. Следовательно, в умеренном и холодном климатах на глубине в несколько десятков метров залегает изотермический горизонт, сохраняющий в течение всего года постоянную температуру, близкую к средней годовой температуре воздуха соответствующей местности. Ниже изотермического горизонта наблюдается постоянное повышение температуры. Непосредственные измерения ее доступны только в верхних слоях земной коры на глубинах до 10 км. На больших глубинах она определяется косвенно—по температуре лав вулканов и по некоторым данным геофизических измерений.

Особенности распределения температур в земной коре характеризуются геотермическим градиентом — величиной, на которую повышается температура горных пород с увеличением глубины на 100 м. Средняя величина геотермического градиента 3 °С. Соответственно геотермическая ступень—глубина в метрах в земной коре, соответствующая повышению температуры на 1 °С, в среднем равна 33 м. Но на различных участках земной коры величина геотермической ступени колеблется от 5 до 200 м в зависимости от характера рельефа, состава и теплопроводности горных пород, циркуляции подземных вод, наличия очагов вулканизма, химических реакций, происходящих в земной коре и др. С глубинойвеличинагеотермической ступени сильно возрастает.

На границе литосферы и мантии температура достигает 600°С, а в очагах активного магматизма даже до 1200  °С, о чем свидетельствует температура лавы, изливающаяся надневную поверхность при извержении вулканов. На границе мантии и ядра температура вещества составляет около 4000 °С, ;а к центру ядра увеличивается до 5000—5700 °С.

Высокая температура внутри Земли размягчила вещество, придала ему пластичность, а в отдельных очагах расплавила его. Это способствовало дифференциации вещества по геосферам, опусканию тяжелых элементов на большие глубины и перемещению более легких в земную кору. Внутренняя энергия Земли вызывает развитие тектонических процессов, проявление землетрясений и вулканизма, образование крупных форм рельефа земной поверхности.

Однако тепловой поток, непрерывно поступающий из недр Земли к ее поверхности, рассеивается в окружающем пространстве, практически не влияя на климат планеты, так как он в 4000 раз меньше количества тепла, получаемого Землей от Солнца.

Внутреннее тепло Земли частично используется как дешевый источник энергии.

Магнетизм Земли

В результате сложного движения вещества внутри Земли под действием сил гравитации и тепловой конвекции, а также притяжения Луны и Солнца, изменяющих положение земной оси, на нашей планете возникло магнитное поле.

Околоземное пространство, в пределах которого проявляется влияние земного магнетизма, называется магнитосферой Земли. Форма магнитосферы напоминает комету с хвостом, направленным в сторону от Солнца. С дневной стороны граница магнитосферы довольно четкая и находится на расстоянии '60 000—80 ООО км от поверхности Земли, а с противоположной— слабо выраженная и простирается на расстояние не менее 5 млн. км. Асимметрия магнитосферы объясняется действием солнечного ветра, который, наталкиваясь на магнитное поле Земли, сжимает и обтекает его.

В магнитосферу проникают заряженные частицы из космического пространства и образуют радиационные пояса, нижняя граница которых находится на высоте 600—1000 км. Когда потоки заряженных частиц вдоль силовых магнитных линий проникают в верхние слои атмосферы в районах магнитных полюсов, они вызывают полярные сияния.

В магнитном поле Земли выделяют Северный и Южный магнитные полюса. Они не совпадают с географическими полюсами.

Силовые магнитные линии соединяют магнитные полюса Земли. Магнитная стрелка показывает направление магнитных меридианов, соответствующих силовым линиям. Обычно направления географического и магнитного меридианов не совпадают. Угол между географическим меридианом и направлением магнитной стрелки (магнитным меридианом) называется магнитным склонением. Склонение считается, восточным (имеет знак+)> если стрелка отклоняется к востоку" от географического меридиана, и западным (имеет знак —), если она отклоняется к западу от него.

Для определения направления географического меридиана: или азимута необходимо отклониться от магнитного меридиана на величину угла склонения вправо, если склонение западное или влево, если оно восточное. На магнитных картах проводят-изогоны—линии одинакового склонения. Нулевая изогона соединяет точки, где стрелка компаса совпадает с направлением: географических меридианов.

Магнитное поле Земли неодинаково в различных ее районах. Сильное магнитное поле образует Восточно-Сибирскую и Бразильскую огромные мировые магнитные аномалии. Они вызваны процессами, создающими главное магнитное поле Земли. Их влияние распространяется на тысячи километров у поверхности Земли и на значительную часть магнитосферы по высоте,, в частности, они приближают нижнюю границу радиационных: поясов к земной поверхности.

Региональные магнитные аномалии связаны с наличием: большого количества железных руд в земной коре. К таким аномалиям относятся Курская, Криворожская, Кременчугская и др. Региональные магнитные аномалии быстро затухают с высотой и на поверхности Земли, поэтому они являются надежным показателем для поисков месторождений железных руд.

Направление оси свободно подвешенной магнитной стрелки: строго соответствует направлению магнитных силовых линий. На магнитном экваторе, который не совпадает с географическим, стрелка параллельна земной поверхности. За пределами магнитного экватора она образует угол наклона, который называется магнитным наклонением. Последнее увеличивается с удалением от экватора и на магнитных полюсах равно 90°. Так как силовые линии здесь перпендикулярны к земной поверхности, то и стрелка находится в вертикальном положении.

Магнитное поле Земли испытывает непрерывные изменения во времени. Это приводит к отклонению величин элементов земного магнетизма от их среднего значения в точках наблюдения, изменению местоположения магнитных полюсов Земли. Вековые магнитные вариации объясняются, по-видимому, медленным перемещением вещества в глубинах Земли и изменением солнечной активности. Изменение магнитного поля Земли вызывает необходимость систематически, через 5-10 лет выполнять магнитную съемку и составлять новые магнитные карты.

Непродолжительные сильные возмущения магнитного поля Земли называются магнитными бурями. Они длятся от нескольких часов до нескольких суток и вызываются потоками солнечной плазмы в периоды высокой активности Солнца. Достигая Земли, солнечная плазма резко увеличивает сжатие магнитосферы и, соответственно, изменяет элементы земного магнетизма, частично проникает внутрь магнитосферы, особенно в полярных областях. Процессы в магнитосфере вызывают образование электрических токов, полярные сияния, нарушение радиосвязи, усиление циклонической деятельности в атмосфере.

Магнетизм существенно влияет на природу Земли, используется в практической деятельности людей. Магнитосфера вместе с атмосферой защищают органическую жизнь на Земле от губительных космических излучений. Исследование магнитных аномалий позволяет вести разведку полезных ископаемых. Электромагнитные методы помогают изучать внутреннее строение Земли, определять существующие там давление и температуру. Явление магнетизма используется для ориентирования на местности, прокладки курсов морских судов и самолетов, в военном деле, в маркшейдерской работе и особенно при производстве геодезических работ и топографических съемок.

 Общая характеристика поверхности Земли

Поверхность Земли имеет сложный рельеф. Он сформировался в течение длительного развития под влиянием внутренних и внешних процессов.

В н у т р е н н и е, или эндогенные процессы обусловлены внутренней энергией Земли. Непрерывное" образование тепла в недрах Земли сопровождается его перераспределением. Происходит поднятие тепла в верхние геосферы, а также гравитационное расслоение, поднятие и опускание материала, который размягчился или даже расплавился в очагах активного магматизма.

Основные эндогенные процессы — магматизм, вулканизм, тектонические движения, сопровождаемые разломами литосферы и складкообразованием,— создают крупные неровности рельефа земной поверхности. Эти процессы сопровождаются метаморфизацией горных пород и образованием различных полезных ископаемых.

Внешние, или экзогенные процессы обусловлены главным образом солнечной энергией, поступающей на Землю в виде тепла и света, и силой тяжести. Они протекают на поверхности Земли или на незначительной глубине в земной коре в виде механического, физического и химического взаимодействия ее с атмосферой и гидросферой.

Не все экзогенные процессы в равной мере преобразуют земную поверхность. Наиболее активными являются выветривание горных пород, эрозия и денудация-(работа поверхностных вод), карст (работа подземных вод), дефляция (работа ветра), экзарация (работа ледников), абразия (работа воды морей иокеанов). В последнее время чрезвычайно возросло влияние человека на географическую среду, в том числе и на рельеф земной поверхности.

Экзогенные процессы направлены на разрушение гор и возвышенностей, заполнение осадками понижений, т. е. на выравнивание рельефа земной поверхности.

Эндогенные и экзогенные процессы протекают на земной поверхности повсеместно и одновременно. В зависимости от конкретных природных условий ведущую роль играют то одни, то другие. Если более интенсивно проявляются эндогенные процессы, то происходит образование горных хребтов, глубоких впадин и других крупных неровностей рельефа, увеличивается амплитуда высот земной поверхности. При большей интенсивности экзогенных процессов, ведущих к разрушению крупных форм рельефа и денудации продуктов разрушения, наблюдается нивелирование рельефа, снижение абсолютных и относительных высот земной поверхности.

На Земле наблюдается сложное чередование суши и водной поверхности, в пределах которых по-разному протекают природные, особенно экзогенные процессы.

Общая поверхность Земли составляет 510 млн. км², 361 млн. км², т. е. 71 %, занимает Мировой океан. Он расчленяется материками и островами на Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны. Средняя глубина Мирового океана около 3800 м, но его рельеф отличается большим разнообразием. Более доступен для освсения и богат органической жизнью шельф — примыкающая к материкам часть Мирового океана с глубинами до 200 м. Наибольшие глубины в океанах располагаются у их окраин. Максимальная глубина 11022 м обнаружена в Марианской впадине в Тихом океане. Средняя часть океанов, как правило, занята подводными хребтами высотой в несколько километров, протянувшимися на многие тысячи километров. В Мировом океане происходит накопление огромных толщ осадочного материала за счет выноса с суши продуктов разрушения горных пород, абразии морских берегов и отложения остатков умерших организмов.

Суша занимает 149 млн. км² (т. е. 29%) земной поверхности. Она состоит из материков Евразии, Африки, Австралии, Северной Америки, Южной Америки, Антарктиды и огромного количества островов. Средняя высота суши над уровнем моря 875 м, а максимальную высоту 8848 м имеет Джомолунгма (Эверест) в Гималаях.

Для всех материков характерны значительные поднятия поверхности по их периферии. К наиболее мощным из них относятся горная система, протянувшаяся по югу Евразии от Пиренеев до Гималаев, и горный пояс из Кордильер и Анд, занимающих западные окраины Северной и Южной Америки. В центральных областях материков расположены огромные низменности, например, Амазонская и Ла-Платская в ЮжнойАмерике, Восточно-Европейская и Западно-Сибирская равниныи Туранская низменность в Евразии.

Материки в значительной мере отличаются между собой по размерам и характеру рельефа (табл. 2). Наиболее крупным и сложным по строению рельефа является материк Евразия. В результате накопления огромной толщи льда Антарктидаимеет среднюю высоту поверхности 2040 м — наибольшую средивсех материков.

Наблюдаются резкие отличия в распределении суши и водной поверхности в северном и южном полушариях. В северомполушарии суша занимает 39 % поверхности по сравнениюс 19 % в южном полушарии. В умеренных широтах северного полушария суша почти сплошным кольцом охватывает земнойшар, в то время как в южном полушарии в этих же широтахпреобладает водная поверхность Мирового океана. В полярных широтах северного полушария находится Северный Ледовитой океан, а в южном полушарии — континент Антарктида.

Состав и строение литосферы

В XIX в. бурно развивается геохимия — наука о химическом составе Земли, распространенности в ней химических элементов. Верхняя часть литосферы, более доступная для непосредственных исследований, изучена лучше по сравнению с ее глубинными слоями. Наиболее существенные исследования по геохимии литосферы выполнили американский геолог Ф. Кларк и советские академики А. Е. Ферсман и А. П. Виноградов.

Изучение горных пород, отобранных на земной поверхности и при бурении скважин, и продуктов извержения вулканов, выброшенных на земную поверхность из глубин, недоступных непосредственным исследованиям, а также результаты геофизических исследований позволили определить химический состав литосферы.

Ниже перечислены наиболее распространенные химические элементы в литосфере в порядке их убывания (по данным А. П. Виноградова, в процентах): сферы. Лишь 8 первых элементов образуют 99 % литосферы. Остальные 84 элемента таблицы Менделеева рассеяны в литосфере, их содержание измеряется иногда миллиардными долями. Химические элементы образуют минералы и горные породы. Они распространены в литосфере очень неравномерно. Местами их концентрация увеличивается в тысячи раз и более. Такие участки называются месторождениями полезных ископаемых.

Земная кора, сформированная в процессе длительного развития планеты, имеет сложное строение. Выделяются континентальный и океанический типы земной коры (рис. 3).

Континентальная земная кора размещается в основном в пределах материков и шельфа. Средняя ее мощность 3545 км, но она изменяется от 15 км на границе с океанической корой до 70 км и более в районах мощных горных систем. Она состоит из трех слоев.

Верхний осадочный слой сложен осадочными горными породами. Он почти повсеместно покрывает нижележащий кристаллический фундамент и имеет мощность от 0 до 15—20 км.

В верхней части кристаллического фундамента в пределах континентальной земной коры под осадочным слоем залегает так называемый гранитный слой. В местах отсутствия осадочного слоя он выходит непосредственно на дневную поверхность. Он сложен более легкими и светлыми кристаллическими породами типа гранитов и имеет мощность до 40 км. На границе континентальной земной коры гранитный слой выклинивается  и в пределах океанической земной коры практически отсутствует.

Ниже гранитного слоя располагается базальтовый слой, состоящий из более плотных и темных пород — базальтов и габбро. Мощность базальтового слоя колеблется в пределах 15—35 км.

В гранитном, и базальтовом слоях в значительных количествах присутствуют сильно метаморфизованные осадочные горные породы, оказавшиеся на значительных глубинах в процессе развития земной коры.

Океаническая земная кора размещается под дном океанов и глубоких морей. Она имеет мощность 5—12 км, но в районах активных тектонических разломов и растекания земной коры возможно обнажение вещества верхней мантии, как, например, в Красном море.

Океаническая земная кора состоит из двух слоев. Верхний осадочный слой слагают морские и терригенные осадки. Он имеет переменную мощность от 0 до 2—5 км. В районах длительного опускания дна осадочная толща достигает и больших величин. Ниже осадочного слоя непосредственно залегает базальтовый слой, в пределах которого с глубиной базальты заменяются габбро.

С целью дальнейшего изучения земной коры и поисков полезных ископаемых на Кольском полуострове, в Закавказье, Казахстане и других районах СНГ проводится бурение сверхглубоких скважин.

Тектонические движения

Причины тектонических движений земной коры окончательно не установлены. Ряд гипотез по-разному, иногда с противоположных и взаимоисключающих позиций, объясняют развитие твердой оболочки Земли.

Контрактационная гипотеза (Э. Зюсс, И. В. Мушкетов и другие ученые) объясняет движение и деформацию земной коры постепенным охлаждением первоначально расплавленной Земли и сокращением ее радиуса, в результате чего земная кора сминалась в складки, происходили вертикальные и незначительные горизонтальные ее перемещения.

Гипотеза расширения Земли (Б. Хейзен и другие исследователи) исходит из возможности увеличения радиуса Земли на протяжении геологических эпох. Это приводит к растяжению земной коры, раздвиганию материков и образованию океанических впадин. Однако авторы гипотезы не разъясняют причин увеличения размеров Земли.

Пульсационная теория (У. Бачер, В. А. Обручев и другие ученые) допускает чередование эпох сжатия и расширения Земли, сопровождающихся деформациями земной коры и ее разрывами. Вследствие этого происходит периодическое изменение интенсивности вулканической деятельности, чередование трансгрессий и регрессий Мирового океана.

В. В. Белоусов и другие сторонники гипотезы глубинной дифференциации вещества, исходя из концепции первоначально холодной Земли, считают, что в результате выделения тепла при распаде радиоактивных элементов разогрелось и частично расплавилось вещество мантии. В дальнейшем более тяжелые вещества опустились вниз, а легкие силикатные соединения поднялись вверх. Это привело к поднятию отдельных участков литосферы, их разломам и смятию в складки.

Автор гипотезы дрейфа материков А. Вегенер и его сторонники считают возможным перемещение крупных литосферных глыб на сотни и тысячи километров одновременно с подкоровыми течениями вещества в астеносфере. Допускается, что вместе с материками по поверхности астеносферы передвигаются и части дна океанов, прилегающие к материкам и тесно спаянные с ними. На стыках отдельных литосферных плит при их раздвигании образуются рифты, а затем океанические впадины. На окраинах океанов отдельные плиты могут погружаться и подтекать под более жесткие участки литосферы. В таких случаях происходит формирование островных дуг и рядом сними глубоких прогибов и желобов, сопровождающееся складкообразованием и вулканизмом.

Не исключено также влияние других планетарных и космических факторов на интенсивность и частоту тектонических движений литосферы, в том числе изменение скорости вращения Земли вокруг своей оси, изменение скорости движения Земли и Луны по своим орбитам. Возможно, что эпохи бурного орогенеза связаны с прохождением Солнечной системы через гравитационные, электрические и другие неоднородные поля в пределах Галактики.

Перечисленные гипотезы не дают исчерпывающего разъяснения причин движения литосферы. Дальнейшие геологические, геофизические, геодезические и другие исследования Земли, изучение ближнего и дальнего космоса помогут достоверно объяснить причины тектонических движений литосферы.

Тектонические движения подразделяются на медленные (вековые) и быстрые (сейсмические), горизонтальные (тангенциальные) и вертикальные (радиальные), орогенические и эпейрогенические, новейшие и современные.

Медленные колебательные движения земной коры происходят непрерывно и повсеместно. Земная кора никогда не остается в покое. В результате медленного прогибания одни участки ее поднимаются, другие опускаются. Они многократно меняют знак движения на противоположный. Наиболее масштабные колебательные движения охватывают периоды в 200— 300 млн. лет. Они определяют чередование тектонических циклов в развитии Земли, чередование трансгрессий и регрессий морей, размещение и очертание суши и моря на ее поверхности, формируют основные черты рельефа.

Быстрые тектонические движения связаны с землетрясениями. Они отличаются высокой скоростью. Смещения земной поверхности во время землетрясений иногда составляют десятки метров по вертикали. Однако быстрые тектонические движения проявляются эпизодически, и их суммарное влияние на рельеф не превосходит рельефообразующего эффекта медленных движений.

Горизонтальные тектонические движения литосферы приводят к перемещению отдельных ее участков на десятки и сотни километров, образованию сдвигов и надвигов. Данные палеомагнитных исследований, изучение природных условий геологических периодов развития Земли, палеонтологические -находки, сравнение литологии горных пород отдельных материков,  общая конфигурация материков позволяют предполагать, что что раньше они занимали иное положение на земно поверхности. Возможно, они представляли даже единое целое — гипотетические материки Гондвану и Лавразию. Но в течение сотен миллионов лет, медленно передвигаясь по поверхности Земли, материки заняли известное нам положение.

Современные горизонтальные движения литосферы изучаются с помощью повторных триангуляции. Результаты измерений показали, что скорость смещения отдельных участка достигает 5 см в год, в частности, в Таджикистане и Калифорнии — около 3 см в год. Во время землетрясений отмечен! быстрые смещения земной поверхности вдоль разломов на расстояние до 10 м и более.

Вертикальные тектонические движения литосферы бывают восходящие и нисходящие. На одних и тех же участка: земной поверхности с течением времени они обычно сменяют друг друга. По интенсивности и амплитуде они также неоднородны.

Орогенические движения имеют скорости 20—30 ммв год. Амплитуда их огромна, до 10 км и более. Орогенические движения приводят к горообразованию, сопровождаются складчатостью и разломами литосферы, сильными землетрясениями Они свойственны главным образом для геосинклиналей.

Эпейрогенические движения — это медленные, плавные, вековые перемещения литосферы по вертикали. Скорость их незначительна, несколько миллиметров в год. Они имеют колебательный характер. Амплитуда их составляет обычно сотни метров. Они не приводят к горообразованию и свойственны платформенным, равнинным участкам Земли.

Движения литосферы, происходившие в неогене и антропогене, называются новейшими, а наблюдаемые в последние десятилетия — современными.

При изучении тектонических движений литосферы в более отдаленные геологические периоды широко используется геологический метод: исследуются породы и характер их залегания, складчатость, тектонические разломы и смещения участков литосферы вдоль них и т. д.

Для изучения неотектонических движений кроме геологического применяются и другие методы. Геоморфологический метод учитывает развитие рельефа под влиянием этих движений. Гидрологический метод определяет изменение уровня воды в морях и озерах в связи с поднятием одного берега и затоплением другого (перекос ванн водоемов).

Современные вертикальные движения изучаются с помощью высокоточных повторных геодезических измерений — нивелирования I и II классов.

Тектонические движения оказывают огромное влияние на географическую оболочку Земли. Они являются решающим фактором формирования рельефа земной поверхности. В результате тектонических движений происходят извержения вулканов и землетрясения. Они способствуют метаморфизации горных пород. Косвенно тектонические движения литосферы влияют на циркуляцию атмосферы и вод Мирового океана.

Землетрясения и моретрясения

Землетрясения — это колебания земной поверхности, вызванные различными причинами. Ежегодно на Земле происходят сотни тысяч землетрясений, но большинство из них настолько слабы, что человек их не ощущает. Они фиксируются лишь высокочувствительными приборами — сейсмографами. Десятки тысяч землетрясений на протяжении года люди ощущают непосредственно, но лишь несколько из них имеют разрушительные, катастрофические последствия. Землетрясения изучает сейсмология — одна из наук о Земле.

По происхождению землетрясения, делятся на тектонические, вулканические, денудационные и искусственные.

Наиболее сильны и часты тектонические землетрясения. Они составляют около 95 % всех землетрясений на планете. Основная причина тектонических землетрясений — тектонические движения литосферы и верхней мантии. Под действием внутренней энергии Земли происходят растяжение, сжатие и деформация земной коры, приводящие к огромным напряжениям горных пород. Если сила напряжения превосходит прочность горных пород, они разрываются. В момент разрыва вещества происходит толчок, резкое смещение масс. Энергия движения, возникшая при разрыве горных пород, расходуется на их перемещение и разрушение, а также на передачу сейсмических колебаний на большие расстояния. Достигая земной поверхности, они вызывают ее колебания. Сильные тектонические землетрясения приводят к большим разрушениям и ощущаются на огромной территории.

Вулканические землетрясения наблюдаются в районах активного внедрения магмы в земную кору и извержения ее на дневную поверхность. Они разрушительны лишь вблизи вулканов, но быстро затухают на сравнительно небольших расстояниях от них.

Обвальные, или денудационные, землетрясения возникают в результате обвалов больших масс. Они чаще всего происходят в горах, где рельеф сильно пересечен и где много участков с неустойчивым положением крупных массивов горных пород.

Следует выделить искусственные землетрясения. Они вызываются факторами, связанными с деятельностью человека (мощные взрывы при добыче полезных ископаемых, на строительстве, во время взрывов ядерных устройств). Искусственные землетрясения также ощущаются на ограниченной территории. С развитием технических возможностей человека частота и сила искусственных землетрясений увеличиваются.

Пространство, в пределах которого произошел разрыв вещества и его смещение, сопровождающееся разрядкой накопившейся энергии, называется очагом землетрясения, а его центр-гипоцентром землетрясения. В зависимости от глубины очага землетрясения подразделяются на группы: 1) нормальные с глубиной гипоцентра от 0 до 60 км; 2) промежуточные, глубина гипоцентра которых 60—300 км; 3) глубокие, гипоцентр которых находится глубже 300 км.

Точка земной поверхности, расположенная над гипоцентром, называется эпицентром землетрясения.

Из очага землетрясения его энергия в виде сейсмических волн распространяется во все стороны. В эпицентре оно проявляется с наибольшей силой. С удалением от эпицентра сила землетрясения ослабевает.

На картах точки земной поверхности с одинаковой интенсивностью землетрясения соединяются плавными кривыми — изосейстами. Обычно изосейсты образуют замкнутые кривые вокруг эпицентра землетрясения.

Сила землетрясения на поверхности Земли измеряется в баллах. В СНГ принята 12-балльная шкала.

Землетрясения в 1 балл регистрируются лишь сейсмографами. Человек такие землетрясения не ощущает. Землетрясения силой 2—5 баллов ощущаются людьми, но обычно они не вызывают разрушения зданий и нарушения рельефа земной поверхности. Землетрясения силой 6—9 баллов сопровождаются разрушениями в различной степени сооружений и преобразованием рельефа земной поверхности. Поэтому возможность таких землетрясений учитывают при строительстве в сейсмических районах. Землетрясения силой 10—12 баллов бывают очень редко, их последствия настолько разрушительны, что антисейсмическая защита — очень дорогостоящее мероприятие — выполняется лишь на особо важных объектах.

В Японии и некоторых других зарубежных странах для определения силы землетрясений применяется 7-балльная шкала.

Землетрясения, происходящие па дне морей и океанов, называются моретрясениями. Они часто вызывают образование гигантских волн. При быстром опускании участков земной коры на дне моря вода устремляется в понижение, а затем в результате мощного толчка выплескивается на поверхность, образуя выпуклость. Возникшее возмущение переходит в колебательное движение воды — волны цунами. Цунами образуются также при резком поднятии дна в эпицентре моретрясения и при подводном извержении вулканов (рис. 2.2.).

Длина волны цунами бывает от нескольких километров до 1500 км. Высота ее в месте образования колеблется в пределах 0,01—5 м. Волна цунами почти незаметна и редко ощущается вдали от берегов. Она со скоростью 50—100 км в час устремляется  в разные  стороны от эпицентра моретрясения.

Приближаясь к берегам, цунами своим основанием притормаживается о дно, опрокидывается в сторону берега и многократно возрастает. Увеличению высоты цунами способствует изрезанность береговой линии. В узких клиновидных заливах она достигает максимальной высоты — 50 м и более. За несколько минут, иногда даже за час до прихода цунами наблюдаются понижение уровня моря, отлив воды от берега. Затем на берег накатывается цунами, вызывая катастрофические разрушения. Одна из сильных цунами в 1952 г. разрушила город Южно-Курильск и другие населенные пункты на Курильских островах и Камчатке.

Цунами очень часто возникают в Тихом океане. Поэтому в СНГ, Японии, США и других странах организованы наблюдения для своевременного обнаружения волн цунами и предупреждения населения об их приближении к берегам.

Землетрясения проявляются на Земле крайне неравномерно. Наиболее часты и сильны они о пределах двух главных сейсмических поясов планеты — Средиземноморского, соответствующего Средиземноморско-Гималайской геосинклинали, и Тихоокеанского, кольцом охватывающего берега Тихого океана, соответствующего Средиземноморско-Гималайской геосинклинали. Интенсивны землетрясения также на прилегающих к геосинклиналям участках дна Мирового океана, где происходят процессы орогенеза, складкообразования, формирования островных дуг и желобов.

За пределами указанных сейсмических поясов на материках землетрясения свойственны областям тектонической активности на Тянь-Шане, Алтае, в рифтовых зонах Восточной Африки, Красного моря Байкальской рифтовой зоны. Там землетрясения являются следствием глубоких разломов литосферы и смещения отдельных ее блоков. В океанах активная сейсмическая деятельность наблюдается в срединно-океанических хребтах. На платформах землетрясения случаются очень редко, интенсивность их небольшая—до 5 баллов.

Землетрясения активно изменяют рельеф земной поверхности. Быстро, почти мгновенно совершаются поднятия отдельных участков земной поверхности. На месте опустившихся блоков литосферы возникают понижения — грабены, которые заполняются водой озер (Байкал, Танганьика и др.) или морей (Красное море). Прилегающие к побережьям озер и морей участки суши во время землетрясений уходят под воду, образуя новые заливы. Например, залив Провал на Байкале возник в устье р. Селенги после землетрясения в 1862 г. После землетрясений и моретрясений в морях появляются над водой новые острова и исчезают в пучине ранее существовавшие.

Землетрясения приводят к катастрофическим разрушениям многих городов и целых районов, многочисленным жертвам среди населения. 28 декабря 1908 г. землетрясение разрушило в Италии г. Мессину и прилегающие населенные пункты, погибли 100—150 тыс. человек. Землетрясение, которое произошло 1 сентября 1923 г., превратило в руины Токио и Иокогаму, погибли около 150 тыс. человек. Грозность и неотвратимость землетрясений, их трагические последствия вселяли в людей страх, надолго сохранялись в памяти людей, описывались в исторических документах. В настоящее время регистрация землетрясений и первичная обработка наблюдений проводится на сейсмических станциях. В мире насчитывается около 2000 таких станций. Они работают в системе единого времени — среднего гринвичского. На сейсмических станциях под землей, вдали от всяких помех устанавливают сейсмографы, которые улавливают все колебания земной коры и записывают их на сейсмограммах. Расшифровывая сейсмограмму, устанавливают момент прихода различных сейсмических волн на станцию. Устанавливается времявозникновения землетрясения, координаты его гипоцентра и эпицентра, интенсивность землетрясения. Измерения со станций передаются в сейсмические центры для дальнейшей обработки данных и их обобщения.

В СНГ создана единая система сейсмических наблюдений, включающая более 200 сейсмических станций. Аналогичные службы созданы и вдругих странах.

Международный сейсмический центр находится в Великобритании. Там обобщаются данные большинства сейсмических станций мира.

По результатам обработки наблюдений сейсмических станций осуществляется сейсмическое районирование. Выделяются территории с землетрясениями силой в 6, 7, 8, 9 и 10 баллов и более. Карты сейсмического районирования являются официальным документом, регламентирующим нормы и правила сейсмостойкого строительства.

Успехи сейсмологии позволяют частично прогнозировать землетрясения. Места землетрясений сейсмологи предсказывают достаточно уверенно. Время и силу землетрясений пока прогнозировать очень трудно из-за недостатка информации о внутренних процессах Земли.

Учет многих предвестников землетрясения — скорости опускания или поднятия земной поверхности, изменения электрического сопротивления и динамических напряжений в горных породах, изменения уровня подземных вод и содержания в них радиоактивного радона, внезапный уход воды от берега в морях и океанах, беспокойное поведение животных, выползание из нор пресмыкающихся — позволяет предполагать возможность сильного землетрясения в ближайшие дни и часы.

Вулканизм

Вулканизм — это совокупность явлений, связанных с внедрением (интрузией) магмы влитосферу и ее излиянием (эффузией) на земную поверхность. С вулканизмом связаны образование различных минералов и горных пород, их метаморфизм. На протяжении всей истории Земли магматизм и вулканизм были важнейшими факторами формирования литосферы, рельефа земной поверхности и географической оболочки в целом. Магматизм определяется процессами выплавления магмы, ее перемещением в мантии и литосфере, взаимодействием с окружающими породами, постепенным изменением свойств магмы и ее застыванием. От характера протекания процессов магматизма зависят образование магматических горных пород и минералов, формирование интрузивных тел.

Процессы вулканизма во многом зависят от магмы — расплавленной массы, образующейся в мантии Земли и нижних слоях литосферы. Магма размещается внутри Земли очагами. Она находится на разных глубинах: от 5—6 км (например, под Везувием) до 50—70 км (под Ключевской сопкой на Камчатке).

В состав магмы входят многие химические элементы, но преобладают оксиды кремния. В недрах Земли магма содержит летучие компоненты — пары воды и различные газы. Выделяют два типа магмы: основную и кислую. Основная, или базальтовая, магма содержит до 55 % Si0₂ и богата магнием, железом и кальцием. Она отличается пониженной вязкостью, легко проникает по трещинам и, лишившись паров и газов, изливается на земную поверхность в виде лавы. Лавовые потоки очень подвижны, скорость их достигает 30 км/ч.

Кислая, или гранитная, магма вмещает до 78 % S1O2 и примесей щелочных металлов. Она вязкая и при извержении вулканов с трудом достигает земной поверхности, особенно после потери паров и газов.

Температура магмы внутри Земли достигает 1500 °С, благодаря чему в литосфере частично расплавляются легкоплавкие вещества и образуются магматические очаги. При извержении магмы на поверхность температура ее составляет 900—1200 °С, затем она быстро понижается. Основная магма сохраняет текучесть при остывании до 600 °С.

Различают интрузивный и эффузивный вулканизм. Для интрузивного вулканизма характерно внедрение магмы под огромным давлением в литосферу. Если магма не в состоянии преодолеть сопротивление вышележащих горных пород, то медленно остывает в литосфере, образуя батолиты, лакколиты и другие интрузивные тела. Эффузивный вулканизм проявляется в виде излияний лавы, выбросов твердого вещества, паров воды и газов на земную поверхность. Он сопровождается обычно образованием вулканов — конусообразных гор, сложенных продуктами извержения. На вершине вулкана, как правило, находится кратер — воронкообразное понижение. Если вязкая магма закупоривает кратер, то на склонах вулкана образуется один или несколько побочных, паразитических кратеров, через которые продолжается дальнейшее его извержение.

В зависимости от каналов, по которым происходит извержение, вулканы подразделяют на центральные и трещинные. В вулканах с центральным извержением лава, пепел и другие материалы выбрасываются на поверхность через круглые каналы — жерла диаметром от десятков метров до нескольких километров. Над ними формируются конусы вулканов. Вулканы трещинного типа размещаются над линейными тектоническими разломами литосферы. Лава, излившись по трещине на поверхность, растекается по обе стороны. Она образует вытянутое поднятие, над которым в местах наибольшей активности вырастают отдельные конусы. Типичными представителями трещинных вулканов являются Лаки и Гекла, расположенные в Исландии. Лаки возник над трещиной длиной 25 км. Над лавовым массивом площадью 56 км² вдоль трещины возвышается более 100 небольших вулканических конусов.

По времени извержения вулканы подразделяют на действующие, уснувшие и потухшие. К действующим относятся вулканы, которые извергают в настоящее время лаву, пары и газы или об их деятельности известно из исторических документов. Уснувшими считают сохранившие свою форму вулканы, сведений об извержениях которых нет, но общие геологические условия не исключают возобновления их деятельности. Потухшими называются сильно разрушенные вулканы, не проявляющие активности.

Извержения вулканов — грозное явление природы. Они могут продолжаться от нескольких часов до многих десятилетий. Энергия вулканических взрывов эквивалентна мощности взрывов ядерных зарядов в сотни мегатонн. Извержениям вулканов предшествуют землетрясения,, подземный гул, изменение магнитных и электрических полей и т. д. Извержение обычно начинается усиленным выделением паров и газов. На различную высоту выбрасываются вулканические бомбы диаметром от нескольких сантиметров до нескольких метров, вулканический пепел, пары воды и газы. Во время извержения многих вулканов на поверхность изливается лава. Интенсивная деятельность вулканов чередуется с периодами относительного покоя.

По характеру извержения и типу магмы, определяющему соотношение количества жидких, твердых и газообразных продуктов, выбрасываемых на поверхность, вулканы подразделяются на четыре типа (рис. 7).

Рис. 2.3. Типы вулканов по характеру извержения:

1 — Трещинный; 2 — центральный, гавайского типа; 3 — стратовулкан; 4 — купольный; 5 — газово-взрывной

Вулканы гавайского типа, или лавовые, отличаются спокойным ходом извержения. Жидкая лава, поднимающаяся по центральному каналу, образует в кратере огненное озеро. Во время интенсивных извержений уровень лавы в кратере поднимается настолько, что она переливается через края и потоками стекает к подножию вулкана. Газы выделяются в небольшом количестве. Они фонтанами выбрасывают вверх комки лавы, бурлящей в кратере. Конусы вулканов гавайского типа — щитовидные, низкие и широкие, как, например, у вулкана Килауэа (Гавайские острова).

В древние геологические эпохи на Земле существовали так называемые площадные лавовые вулканы. На Среднесибирском плоскогорье, а также в Северной Америке и па юге Африки очень  жидкая  базальтовая магма изливалась на поверхностьв огромных количествах, образуя обширные лавовые плато. Так, плато Колорадо на западе США на площади свыше 520 000 км² покрыто базальтами. Отдельные потоки лавы, залегая один над другим, достигают здесь суммарной мощности более 3000 м.

С т р а г о в у л к а н ы, или стромболианские, имеют смешанный характер извержения. Периоды относительно спокойного излияния жидкой лавы чередуются с небольшими взрывами, которые выбрасывают твердый материал — вулканические бомбы, песок и пепел. Поэтому в строении конусов стратовулканов хорошо выражена слоистость. К этой группе относится большинство вулканов Земли.

Наиболее грозным является извержение газово-взрывных вулканов. В них главную роль играют газообразные вещества, которые скопляются в канале вулкана. Особенно мощные взрывы бывают, если каналы вулканов закупориваются пробками из очень вязкой кислой магмы. Происходят взрывы, во время которых в атмосферу выбрасывается огромное количество вулканического песка, пепла и более крупного обломочного материала. Иногда при таких взрывах частично или полностью уничтожается конус вулкана, возникший ранее. Так произошло при взрыве вулкана Кракатау в 1883 г. (Зондские острова). В атмосферу на высоту до 50—70 км было выброшено свыше 20 км³ твердого материала, который более двух лет выпадал на всей планете. Падение твердых обломков после извержения было зарегистрировано на площади более 800 тыс. км².

К   вулканам   купольного типа принадлежат Шивелуч,Безымянный, Центральный Семячик на Камчатке и др. Они образуются при извержении очень вязкой, инертной магмы, которая медленно выдавливается из жерла вулкана и тут же застывает, иногда заполняя весь кратер. Такие вулканы на вершинах имеют лавовые купола и обелиски.

Для многих вулканов характерны кальдеры — круглые или овальные понижения размером от несколько сотен метров до 20 км и более. Они возникают по-разному. Взрывные кальдеры образуются при извержении газово-взрывных вулканов. В таких случаях кальдера окружена валом из выброшенных горных пород высотой в несколько десятков метров. Кальдеры обрушения возникают при опускании земной поверхности над очагом вулкана, если оттуда извергается значительное количество вулканического материала. Кальдеры обрушения имеют крутые, обрывистые стенки. Они достигают больших размеров, чем взрывные кальдеры.

Наиболее простые вулканы — м а а р ы, воронкообразные углубления в диаметре до 3 км. Они образуются в результате одного взрыва, выброса паров и иногда небольшого количества лавы. Изверженные породы по краям маара образуют кольцевой вал высотой 20—30 м. Дно мааров в условиях влажного климата занимают озера. Маары часто встречаются в районах древнего вулканизма в Германии и Франции.

Для областей, закончивших активный период вулканического развития, свойственны поствулканические явления, т. е. выделение паров, газов и горячих вод. По мере затухания вулканической деятельности меняется характер поствулканических процессов.

В начальный период затухания вулканов на них часто встречаются фумаролы — выходы хлористого водорода, сернистого ангидрида и других горячих газов с температурой 300—500 °С. Выделение газов может происходить под давлением и сопровождаться свистом, шипением и другими звуками. При дальнейшем ослаблении вулканической активности образуются сольфатары — струи сернистого и других газов с температурой 100—300 °С, выделяющихся через трещины на склонах и в кратерах вулканов. В последней стадии затухания для вулканов характерны мофеты — струи преимущественно углекислого газа, выделяющегося из недр Земли. Его температура менее 100 °С.

В районе современного и угасающего вулканизма иногда встречаются гейзеры — горячие источники, периодически выбрасывающие на поверхность фонтаны кипящей воды и столбы пара. В трещинах литосферы, где циркулирует вода, могут встречаться пустоты. В них за счет вулканического тепла накапливается перегретый пар. Когда создается избыточное давление, этот пар выталкивает на поверхность вышележащий столб воды в виде фонтана высотой иногда более 40 м. Горячая вода,  проходя  через  толщу  горных  пород,  достаточно сильно минерализуется. При быстром остывании воды на поверхности соли выпадают в осадок, создавая натечные образования из гейзерита и других минералов.

Около 100 гейзеров находятся на Камчатке (в основном в долине р. Гейзерной). Примерно 20 из них относятся к крупным. Например, гейзер Великан выбрасывает фонтан воды высотой 40 м и столб пара высотой в несколько сотен метров. Известны гейзеры .в Исландии, Новой Зеландии и США.

К поствулканическим явлениям относится функционирование термальных источников. Они подразделяются на горячие (температура воды 37—100 °С) и теплые (температура воды 20—37 °С). Вода термальных источников, как правило, минерализована.

Воды гейзеров, горячих и теплых источников используются для энергетических и лечебных целей.

С поствулканическими явлениями не следует смешивать псевдовулканические, не связанные с деятельностью вулканов. В толще земли, особенно вблизи месторождений нефти, находятся под огромным давлением метан, водород и другие газы. Вырываясь на поверхность, они могут загораться и создавать иллюзию вулканической деятельности. Проходя через насыщенные водой слои горных пород, они вместе с водой выталкивают на поверхность мелкие твердые частицы. Возникают конусообразные возвышенности — грязевые вулканы, или с а л ь з ы. Высота их колеблется от нескольких до сотен метров. Грязевые вулканы распространены в СССР на полуостровах Керченском, Апшеронском, Челекен, а также в Молдавии и некоторых других районах.

В настоящее время известно около 600 наземных и свыше 60 подводных действующих вулканов с различной степенью активности. Число уснувших и потухших вулканов на Земле составляет около 5000. Периодически возникают новые вулканы. Например, в Мексике в 1943 г. начал действовать вулкан Парикутин. Он за несколько лет достиг высоты более 400 м. Некоторые вулканы, ранее считавшиеся потухшими, возобновляют извержения и переходят в категорию действующих.

Большинство вулканов приурочено к четырем тектонически активным областям.

В пределах Тихоокеанского вулканического пояса, соответствующего Тихоокеанской геосинклинали, размещается почти 2/3 известных вулканов. К ним относятся вулканы Камчатки, Курильских и Японских островов, Филиппин и Восточной Индонезии, Новой Зеландии и Антарктиды (Эребус и Террор). На континентах Южной и Северной Америки вулканы размещаются по их западной окраине в Андах и Кордильерах, а также на Антильских островах. Замыкается Тихоокеанское вулканическое кольцо дугой Алеутских островов,протянувшихся от Аляски до Камчатки. Внутри Тихоокеанского вулканического пояса   сотни   вулканов размещаются на островных дугах западной части Тихого океана, вдоль разломов, поднятий и опусканий океанической земной коры.

Большинство вулканов Средиземноморско-Индонезийского вулканического пояса сосредоточено в его восточной части в районе Зондских островов, в том числе известный вулкан Кракатау. В центральной части пояса много потухших и уснувших вулканов в Малой Азии, на Кавказе (Казбек, Эльбрус), в Крыму (Карадаг), в Карпатах. К средиземноморской части пояса также приурочены и активно действующие вулканы — Стромболи, Везувий, Этна, Вулькано и др.

Мощный вулканический пояс размещается в Атлантическом океане. Он в основном совпадает с Северным и Южным Срединно-Атлантическим хребтами. Действующие вулканы находятся на Ян-Майене, Азорских островах, в Исландии. Большинство островов Атлантического океана — это вершины подводных вулканов, возвышающиеся над уровнем воды в океане.

Почти все 40 действующих вулканов Африки расположены в Восточпо-Африканско-Аравийском рифто-вом поясе, где молодой вулканизм проявился в максимальных масштабах. Здесь сформировалась так называемая Высокая вулканическая Африка, где находятся действующие вулканы Ньирагонго, Алид, Киеджо и др. В центре Восточной Африки возвышается на 5895 м Килиманджаро — самый большой вулканический массив континента.

В СНГ насчитывается 66 действующих вулканов. Все они находятся на Камчатке и Курильских островах. Самый высокий из них — Ключевская сопка (4750 м). В пределах нашей страны только на Камчатке действуют гейзеры. Хорошо сохранились уснувшие вулканы на Камчатке, Курильских островах и Кавказе. Потухшие вулканы, кроме того, имеются в Крыму и на Карпатах. Мощный древний вулканизм, сохранившийся в виде лавовых покровов и горных систем, богатых полезными ископаемыми, характерен для Восточной Сибири, Урала, Ти-манского кряжа, Тянь-Шаня и других районов СНГ.

Вулканизм является одним из самых мощных рельефообразующих факторов. Дополнительная литература:Фоменко А.Н. Общая физическая география и геоморфология: учебник  /  А.Н. Фоменко, В.И. Хихлуха. – М.: Недра, 1987. (стр. 25-53)

                                                Лекция №3

Воздействие хозяйственной деятельности человека на литосферу

План:

1. Последствия антропогенного воздействия на эндогенные и экзогенные процессы в литосфере.

2. Последствия влияния ионизирующих излучений.

3. Опасные геологические процессы и их характеристика.

4. Динамическое, тепловое и электрические воздействия на горные породы и их роль при физическом загрязнении окружающей природной среды.

5. Основные направления охраны и защиты земных недр.

Последствия техногенного преобразования литосферы

Основные пути рационального использования и охраны недр

Верхняя часть литосферы подвергается интенсивному техногенному воздействию в результате хозяйственной деятельности человека, в том числе при проведении геологоразведочных работ и разработке месторождений полезных ископаемых. Возникающие в связи с этим негативные изменения нередко приводят к непрерывной ее перестройке и проявлению опасных и необратимых в экологическом отношении процессов и явлений. Изменения, происходящие в верхней части литосферы, оказывают существенное влияние на экологическую обстановку в конкретных районах, так как через ее верхние слои происходит обмен веществ и энергии с атмосферой и гидросферой, что в итоге приводит к заметному воздействию на биосферу в целом.

Верхние слои литосферы в пределах территории Беларуси испытывают интенсивное воздействие в результате проведения инженерно-геологических исследований и геологоразведочных работ на различные виды полезных ископаемых. Необходимо отметить, что только с начала 50-х годов XX в. пробурено около 1400 поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин на нефть (глубиной до 2,5—5,2 км), более 900 скважин на каменную и калийную соли (глубиной 600—1500 м), более 1000 скважин особо охраняемых геологических объектов, имеющих особую научную, историческую, культурную, эстетическую и рекреационную ценность.

Кодекс Республики Беларусь о недрах (1997) определяет основные требования по рациональному использованию и охране недр, среди них:

♦ соблюдение установленного законодательством страны порядка предоставления недр в пользование и недопущение самовольного пользования недрами;

♦ полное и комплексное геологическое изучение недр, обеспечивающее достоверную оценку запасов полезных ископаемых;

♦ недопущение порчи разрабатываемых и близлежащих месторождений полезных ископаемых в результате пользования недрами, а также запасов этих ископаемых, консервируемых в недрах;

♦ обеспечение наиболее полного извлечения из запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;

♦ рациональное использование вскрышных пород;

♦ охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других бедствий, снижающих качество и промышленную ценность полезных ископаемых.

Охрана недр и рациональное использование минеральных ресурсов непосредственно связаны с перспективами развития добывающих отраслей, геологоразведочных работ, проведением природоохранных мероприятий в целом по стране. Производственные программы (бизнес-планы) предприятий добывающей промышленности и геологоразведочных работ, с одной стороны, и планы охраны окружающей среды, с другой, должны разрабатываться в едином блоке. Однако добыче и потреблению минеральных ресурсов предшествуют геологоразведочные работы. Именно на стадии поиска и разведки полезных ископаемых выявляются наиболее рациональные пути их использования.

В Программе ускорения геологоразведочных работ по развитию минерально-сырьевой базы Республики Беларусь на 1996—2000 гг. в качестве приоритетных были определены следующие направления:

—поиск и разведка месторождений нефти и газа;

—поиск и подготовка к промышленному освоению бурых углей;

—оценка перспектив алмазоносности;

—разведка запасов железных руд;

—подготовка к промышленному освоению минерализованных рассолов на одной из перспективных площадей;

—поиск и разведка новых месторождений полезных ископаемых.

Предусматривались задания по приросту запасов минерального сырья, другим итоговым показателям геологоразведочного производства, в том числе задания по техническому перевооружению.

Перспективные планы и прогнозы включают разработку эколого-безопасных и  экономически эффективных технологий добычи, переработки и использования минерального сырья, повышения коэффициента извлечения полезных ископаемых на эксплуатируемых месторождениях. Особенно актуально это в отношении добычи нефти, извлечение которой в условиях Беларуси не превышает 40 %, в то время как новейшие технологии позволяют повысить этот показатель до 60 %. Внедрение прогрессивных технологий при разработке калийных солей обеспечит более рациональное использование запасов Старобинского месторождения, сокращение отходов калийного производства до 10 % и уменьшение оседания земной поверхности на 15—20 %. Повышение эффективности использования минерально-сырьевых ресурсов для производства строительных материалов связано с сокращением потерь сырья в процессе добычи и производства, использованием низкосортного сырья, вторичных ресурсов. Развитие научно-технического прогресса обеспечивает вовлечение в эксплуатацию месторождений полезных ископаемых с более низким содержанием полезных веществ, более высоким содержанием вредных примесей и менее благоприятными горно-геологическими условиями залегания и в итоге — расширение минерально-сырьевой базы.

При этом отчуждаются сельскохозяйственные и лесные угодья, происходит изменение теплового баланса недр, загрязнение окружающей среды нефтепродуктами, буровым раствором, кислотами и другими токсичными компонентами, используемыми при проводке скважин. Проведение сейсмических исследований с применением буровзрывных работ, плотность которых особенно высока в пределах Припятского прогиба, вызывает нарушение физико-химических свойств почвы и верхних слоев литосферы, загрязнение грунтовых вод, техногенные изменения минерального состава отложений.

Большое негативное воздействие на характер изменения литосферы оказывает добыча полезных ископаемых. В результате деятельности горнодобывающих предприятий происходит перемещение больших объемов пород, изменение режимов поверхностных, грунтовых и подземных вод в пределах обширных территорий, нарушение структуры и продуктивности почв, активизация химических и геохимических процессов.

Особенностью добычи полезных ископаемых является их временный характер: при истощении запасов полезного ископаемого горные работы на месторождении прекращаются. В связи с этим разработку месторождений целесообразно вести так, чтобы формируемые при этом новые ландшафты, выемки, отвалы, инженерные сооружения могли в последующем с максимальным эффектом использоваться для других народнохозяйственных целей. Это обеспечит снижение негативного воздействия горных работ на окружающую среду и уменьшит затраты на ее восстановление.

Авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному загрязнению значительной части минерально-сырьевых ресурсов страны, оказавшихся в зоне ее негативного воздействия. По данным исследований, проведенных Белорусским научно-исследовательским геологоразведочным институтом, в зоне радиоактивного загрязнения оказались 132 месторождения минерально-сырьевых ресурсов, в том числе 59 разрабатываемых. Это, главным образом, месторождения глины, песков и песчано-гравийных смесей, цементного и известкового сырья, строительного и облицовочного камня. В зону загрязнения попали также Припятский нефтегазоносный бассейн и Житковичское место-Рождение бурого угля и горючих сланцев.

Охрана недр рассматривается как система мероприятий, обеспечивающая сохранение существующего разнообразия и рациональное использование геологической среды.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр. 140-143)

Истощаемые и возобновляемые энергетические

 ресурсы.

Истощаемые ресурсы - это запасы топлива в недрах земли.

Мировой запас угля оценивается в 9-11 трлн.т. (условного топлива)  при добыче более 4,2 млрд./год. Наибольшие разведанные месторождения уже находятся на территории США, СНГ, ФРГ, Австралии. Общегеологические запасы угля на территории СНГ составляют 6 трлн.т. /50% мировых/, в т.ч. каменные угли 4,7 и бурые угли – 2,1 трлн.т. Ежегодная добыча угля – более 700 млн.т., из них 40% открытым способом.

Мировой запас нефти оценивается в 840 млрд.т. условного топлива, из них 10% - достоверные и 90% - вероятные запасы. Основной поставщик нефти на мировой рынок – страны Ближнего и Среднего Востока. Они располагают 66% мировых запасов нефти, Северная Америка – 4%, Россия – 8-10%. Отсутствуют месторождения нефти в Японии, ФРГ, Франции и многих других развитых странах.

Запасы природного газа оцениваются в 300-500 трлн. м³. Потребление энергоресурсов в мире непрерывно повышается. В расчете на 1 человека потребление энергии за период 1990-2000 г.г. увеличилось в 5 раз. Однако это потребление энергоресурсов осуществляется крайне неравномерно. Примерно 70% мировой энергии потребляют промышленно развитые страны, в которых проживает около 30% населения Земли. В среднем на 1 человека приходится в Японии 1,5-5 т., в США – около 7т., а в развивающихся странах 0,15-0,3т. в нефтяном эквиваленте.

Человечество ещё, по крайней мере, 50 и более лет сможет обеспечить значительную часть своих потребностей в различных видах энергии за счет органического топлива. Ограничить чрезмерное их потребление могут два фактора:

- очевидная исчерпаемость запасов топлива;

- осознание неизбежности глобальной катастрофы из-за увеличения вредных выбросов в атмосферу.

К ресурсам возобновляемой энергии относятся:    

- сток рек, волны, приливы и отливы, ветер как источники механической энергии;

- градиент температур воды морей и океанов, воздуха, недр земли /вулканов/ как источники тепловой энергии;

- солнечное излучение как источник лучистой энергии;

- растения и торф как источник химической энергии.

Топливо - вещество, выделяющее при определенных экономически целесообразных условиях большое количество тепловой энергии, которая в дальнейшем используется непосредственно или преобразуется в другие виды энергии.

Топливо бывает:

Ø горючее- выделяет тепло при окислении, окислитель- обычно О₂, N₂, азотистая кислота, перекись водорода и пр.

Ø расщепляющееся или ядерное топливо (основа ядерной энергетики (уран 235).

Горючее делят на органическое и неорганическое. Органическое горючее- углерод и углеводород. Горючее бывает природное (добытое в недрах земли) и искусственное (переработанное природное). Искусственное в свою очередь делится на композиционное (полученное механической переработкой естественного, бывает в виде гранул, эмульсий, брикетов) и синтетическое (произведенное путем термохимической переработки естественного - бензин, керосин, дизельное топливо, угольный газ и т.д.).

Более 90% потребляемой энергии образуется при сжигании естественного органического топлива 3 видов:

¨ твердое топливо (уголь, торф, сланцы).

¨ жидкое топливо (нефть и газоконденсаты).

¨ газообразное топливо (природный газ, СН₄, попутный газ нефти).

Органическое топливо состоит из следующих составляющих: горючая составляющая (органические ингредиенты - С, Н, О, N, S) и негорючая составляющая (состоит из влаги, минеральной части).

Общепринятое слово "горючее" - это топливо, предназначенное для сжигания (окисления). Обычно слово "топливо" и "горючее" воспринимаются как адекватные, т.к. чаще всего "топливо" и бывает представлено "горючим". Однако следует знать и другие разновидности топлива. Так, металлы алюминий, магний, железо и др. при окислении так же могут выделять много теплоты. Окислителем вообще могут быть кислород воздуха, чистый кислород и его модификации (атомарный, озон), азотная кислота, перекись водорода и т.д.

Сейчас в основном используется ископаемое органическое горючее с окислителем - кислородом воздуха.

Различают три стадии преобразования исходного органического материала:

¨ торфяная стадия - распад высокомолекулярных веществ, синтез новых; при частичном доступе кислорода образуется торф и уголь, без доступа кислорода - нефть и газы;

¨ буроугольная стадия - при повышенной температуре и давлении идет полимеризация веществ, обогащение углеродом;

¨ каменноугольная стадия - дальнейшая углефикация.

Жидкая смесь углеводородов мигрировала сквозь пористые породы, при этом образовались месторождения нефти, газа; высокое содержание минеральных примесей приводило к возникновению горючих сланцев.

Твердое и жидкое органическое топливо характеризуется сложностью химического состава, поэтому обычно дается только процентное содержание (элементный или элементарный процентный состав топлива) химических элементов, без указания структур соединений.

Основной элемент, выделяющий теплоту при окислении - это углерод С, менее - водород Н. Особое внимание следует уделять сере S. Она заключена как в горючей, так и в минеральной части топлива. При сжигании сера влияет на коррозионную активность продуктов сгорания, поэтому это - нежелательный элемент. Влага W в продуктах сгорания представлена внешней ("мокрое" топливо), кристаллогидратной, образованной при окислении водорода. Минеральная часть А - это различные окислы, соли и другие соединения, образующие при сжигании золу.

Состав твердого  и жидкого топлива выражается в % по массе, при этом за 100% могут быть приняты:

1) рабочая масса -  используемая непосредственно для сжигания;

2) аналитическая масса - подготовленная к анализу;

3) сухая масса - без влаги;

4) сухая беззольная масса;

5) органическая масса.

Поэтому, например:

Состав топлива необходим для определения важнейшей характеристики топлива --теплоты сгорания топлива (теплотворная способность топлива).

Теплота сгорания топлива -- это количество тепловой энергии, которая может выделиться в ходе химических реакций окисления горючих компонентов топлива с газообразным кислородом, измеряется в кДж/кг для твердого и жидкого, в кДж/м³ - для газообразного топлива.

При охлаждении продуктов сгорания влага может конденсироваться, выделяя теплоту парообразования. Поэтому различают высшую  - без учета конденсации влаги, и низшую  - теплоту сгорания, при этом:

Средние теплоты сгорания, кДж/кг(кДж/м³)

мазут ……….………..40200

соляр…………………42000

торф………..………….8120

бурый уголь….……….7900

антрацит……………..20900

природный газ……….35800

Для сравнения различных видов топлива их приводят к единому эквиваленту - условному топливу, имеющему теплоту сгорания 20308 кДж/кг (7000 ккал/кг). Для пересчета реального топлива в условное используется тепловой эквивалент:

 ,

· для угля в среднем - 0,718;

· газа природного - 1,24;

· нефти - 1,43;

· мазут - 1,3;

· торфа - 0,4;

· дров - 0,25.

Твердое органическое топливо по степени углефикации делится на древесину, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит.

Важной характеристикой, влияющей на процесс горения твердого топлива, является выход летучих веществ (убыль массы топлива при нагреве его без кислорода при 850^оС в течение 7 мин). По этому признаку угли делят на бурые (выход летучих более 40%), каменные (10 - 40%), антрациты (менее 10%). Воспламеняемость антрацитов поэтому хуже, но  выше. Это надо учитывать при организации процесса сжигания.

Зола - порошкообразный горючий остаток, образующийся при полном окислении горючих элементов, термического разложения и обжига минеральных примесей.

Шлак - спекшаяся зола.

Эти продукты сгорания оказывают большое влияние на КПД топочного оборудования (загрязнения, зашлаковка), надежность работы (разрушение обмуровок, пережог труб).

Нефть в сыром виде редко используется как топливо, чаще всего для этой цели идут нефтепродукты. В зависимости от температуры перегонки нефтепродукты делят на фракции: бензиновые (200-225^оС); керосиновые (140-300^оС); дизельные (190-350^оС); соляровые (300-400^оС); мазутные (более 350^оС). В котлах котельных и электростанций обычно сжигается мазут, в бытовых отопительных установках - печное бытовое (смесь средних фракций).

К природным газам относится газ, добываемый из чисто газовых месторождений, газ конденсатных месторождений, шахтный метан и др. Основной компонент природного газа - метан. В энергетике используется газ, концентрация СН₄ в котором выше 30% (за пределами взрывоопасности).

Искусственные горючие газы - результат технологических процессов переработки нефти и других горючих ископаемых (нефтезаводские газы, коксовый и доменный газы, сжиженные газы, газы подземной газификации угля и др.).

Из композиционных топлив, как наиболее употребительное, можно назвать брикеты - механическая смесь угольной или торфяной мелочи со связующими веществами (битум и др.), спрессованная под давлением до 100 МПа в специальных прессах.

Синтетическое топливо (полукокс, кокс, угольные смолы) в Беларуси не используется.

Расщепляющееся топливо - вещество, способное выделять большое количество энергии за счет торможения продуктов деления тяжелых ядер (урана, плутония). В качестве ядерного топлива используется природный изотоп урана , доля которых во всех запасах урана менее 1%.

Природное топливо располагается в земной коре. Запасы угля в мире оцениваются в 14 триллионов тон (Азия - 63%, Америка - 27%). Основные запасы угля -  Россия, США, Китай. Все количество угля можно представить в виде куба со стороны 21 км; из него ежегодно "выедается" человеком на свои разносторонние нужды "кубик" с ребром 1,8 км. Очевидно, при таком темпе потребления этого угля хватит на срок порядка 1000 лет. Поэтому, в общем разговоры о топливных и энергетических кризисах скорее имеют политическую, чем ресурсную подоплеку. Другое дело - уголь тяжелое, неудобное топливо, имеющее много минеральных примесей, что усложняет его использование, но главное - запасы его распределения крайне неравномерно.

Общеизвестны страны, обладающие самыми богатыми месторождениями нефти, при этом разведанные запасы нефти все время увеличиваются; прирост идет в основном за счет морских шельфов. Если некоторые страны берегут свои запасы в земле (США), другие (Россия) интенсивно их "выкачивают". Общие запасы нефти в мире ниже, чем угля, но более удобное для использования топливо, особенно в переработанном виде. После подъема через скважину нефть подается потребителям в основном нефтепроводами, железной дорогой, танкерами, расстояние может достигать нескольких тысяч километров. Поэтому в себестоимости нефти существенную долю имеет транспортная составляющая. Энергосбережение при добычи и транспортировке жидкого топлива заключается в уменьшении расхода электроэнергии на прокачку (удаление вязких парафинистых компонентов, нагрев нефти, применение экономичных насосов, увеличение диаметров нефтепроводов).

Природный газ располагается в залежах, представляющих собой купола из водонепроницаемого слоя (типа глины), под которым в пористой среде (передатчик) под давлением находится газ, состоящая в основном из СН₄. На выходе из скважины газ очищается от песчаной взвеси, капель конденсата и других включений и подается на магистральный газопровод диаметром 0,5…1,5 м длиной несколько тысяч километров. Давление газа в газопроводе поддерживается на уровне 5 МПа при помощи компенсаторов, установленных через каждые 100…150 км. Компрессоры вращаются газовыми турбинами, потребляющими газ, общий расход газа составляет 10…12% от всего прокачиваемого. Поэтому транспорт газообразного топлива весьма энергозатратен. Транспортные расходы намного ниже для сжигания газа, но и доля его потребления мала. Энергосбережение при добычи и транспорте газообразного топлива заключается в использование передовых технологий бурения, очистки, распределения, повышения экономичности газотурбинных установок для привода компрессоров магистралей.

Для всех видов топлива коэффициент извлечения из недр составляет 0,3…0,6, а для его увеличения требуется существенные затраты.

Нетрадиционные и возобновляемые

 источники энергии

Возобновляемые - это ресурсы, энергия которых непрерывно восстанавливается природой: энергия рек, морей, океанов, солнца, ветра, земных недр и т.п.

Невозобновляемые - это ресурсы, накопленные в природе ранее, в далекие геологические эпохи, и в новых геологических условиях практически не восполняемые (органические топлива: уголь, нефть, газ). К невозобновляемым энергоресурсам относится также ядерное топливо.

Энергетика на ископаемом топливе (тепловые, конденсационные электрические станции, котельные) стала традиционной. Однако оценка запасов органического топлива на планете с учетом технических возможностей их добычи, темпов расходования в связи с ростом энергопотребления показывает ограниченность запасов. Особенно это касается нефти, газа, высококачественного угля, представляющих собой ценное химическое сырье, которое сжигать в качестве топлива нерационально и расточительно. Отрицательное влияние оказывает сжигание больших количеств топлива в традиционных энергетических установках на окружающую среду: загрязнение, изменение газового состава  атмосферы, тепловое загрязнение водоемов, повышение радиоактивности  в зонах ТЭС, общее изменение теплового баланса планеты.

Практически неисчерпаемы возможности ядерной и термоядерной энергетики, но с нею связаны проблемы теплового загрязнения планеты, хранения радиоактивных отходов, вероятных аварий энергетических гигантов.

В связи с этим во всем мире отмечается повышенный интерес к использованию нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Их природа определяется процессами на Солнце, в глубинах Земли, гравитационным взаимодействием Солнца, Земли и Луны. Установки работающие на возобновляемых  источниках, оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционные потоки энергии, естественно циркулирующие в окружающем пространстве. Экологическое воздействие энергоустановок на возобновляемых источниках в основном заключается в нарушении ими естественного ландшафта.

В настоящее время возобновляемые энергоресурсы используются незначительно. Их применение крайне заманчиво, многообещающе, но требует больших расходов на развитие соответствующей техники и технологий. При ориентации части энергетики на возобновляемые источники важно правильно оценить их долю, технически и экономически оправданную для применения. Эта задача - оценить, использовать потенциал возобновляемых ресурсов, найти их место в топливно-энергетическом комплексе - стоит перед экономикой Беларуси. Ее решение поможет смягчить дефицитность энергосистемы республики, позволит снизить зависимость от импорта энергоресурсов, будет способствовать стабильности экономики и политической независимости.

При планировании энергетики на возобновляемых источниках важно учесть их особенности по сравнению с традиционными невозобновляемыми. К ним относятся следующие.

¨ 1.Периодичность действия в зависимости от неуправляемых человеком природных закономерностей и, как следствие, колебания мощности возобновляемых источников от крайне нерегулярных, как у ветра, до строго регулярных, как у приливов.

¨ 2.Низкие, на несколько порядков ниже, чем у возобновляемых источников (паровые котлы, ядерные реакторы), плотности потоков энергии и рассеянность их в пространстве. Поэтому энергоустановки на возобновляемых источниках эффективны при небольшой единичной мощности и прежде всего  для сельских районов.

¨ 3.Применение возобновляемых ресурсов эффективно лишь при комплексном подходе к ним.  Например, отходы животноводства и растениеводства на агропромышленных предприятиях одновременно могут служит сырьем для производства метана, жидкого и твердого топлива, а также удобрений.

¨ 4.Экономическую целесообразность использования того или иного источника возобновляемой энергии следует определять в зависимости от природных условий, географических особенностей конкретного региона, с одной стороны, и в зависимости от потребностей в энергии для промышленного, сельскохозяйственного производства, бытовых нужд, с другой. Рекомендуется планировать энергетику на возобновляемых источниках для районов размером порядка 250 км.

При выборе источников энергии следует иметь в виду их качество. Последнее оценивается долей энергии источника, которая может быть превращена в механическую работу. Электроэнергия обладает высоким качеством. С помощью электродвигателя более 95% ее можно превратить в механическую работу. Качество тепловой энергии, получаемой  в результате сжигания топлива на тепловых электростанциях, довольно низкое - около 30%.

Возобновляемые источники энергии по их качеству условно делят на три группы:

1.Источники механической энергии, обладающие довольно высоким качеством:

Ø ветроустановки - порядка 30%,

Ø гидроустановки - 60%,

Ø волновые и приливные станции - 75%. 

2.Источники тепловой энергии:

Ø прямое или рассеянное солнечное излучение,

Ø биотопливо, обладающее качеством не более 35%.

3.Источник энергии, использующие фотосинтез и фотоэлектрические явления, имеют различное качество на разных частотах излучения; в среднем КПД фотопреобразователей составляет порядка 15%.

Основными нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии для Беларуси являются гидро-, ветроэнергетические, солнечная энергия, биомасса, твердые бытовые отходы.

Солнечная энергетика.

 Возможность использования солнечной энергии.

Известно два направления использования солнечной энергии. Наиболее реальным является преобразование солнечной энергии в тепловую и использование в нагревательных системах. Второе направление - системы непрямого и прямого преобразования в электрическую энергию.

Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую.

Солнечные нагревательные системы могут выполнять ряд функций:

Ø подогрев воздуха, воды для отопления и горячего водоснабжения зданий в районах с холодным климатом;

Ø сушку пшеницы, риса, кофе, других сельскохозяйственных культур, лесоматериалов для предупреждения их поражения насекомыми и плесневыми грибками;

Ø поставлять теплоту, необходимую для работы абсорбционных холодильников;

Ø опреснение воды в солнечных дистилляторах;

Ø приготовление пищи;

Ø привод насосов.

На рис.3.1 представлены три из большого числа конструкций нагревателя воды, отличающихся по эффективности и стоимости.

Для отопления зданий зимой могут применяться так называемые пассивные и активные солнечные системы. На рис.3.2а показан пассивный солнечный нагреватель: солнечные лучи попадают на заднюю стенку и пол здания, представляющие собой массивные конструкции с усиленной теплоизоляцией, окрашенные в черный цвет. Недостаток такой системы прямого нагрева - медленный подъем температуры в зимние дни и чрезмерная жара летом - устраняется с помощью накопительной стенки с солнечной стороны (рис.3.2б). Стенка работает как встроенный воздушный нагреватель с тепловой циркуляцией. Летом такую стену может затенять козырек крыши. Активные солнечные отопительные системы используют внешние нагреватели воздуха и воды. Их можно устанавливать на уже существующие здания.

В системах непрямого преобразования в электрическую - на гелиотермических электростанциях солнечная энергия, аналогично энергии органического топлива на ТЭС, превращается в тепловую энергию рабочего тела, например, пара, а затем в электрическую. Можно создать гелиотермические электростанции мощностью до нескольких десятков - сотен мегаватт. Концентрация солнечной энергии может осуществляться с помощью рассредоточенных коллекторов в форме параболоидов диаметром более 30м.

Рис.3.2 Пассивные солнечные нагреватели:

а  - прямой   нагрев  задней  стенки  здания:  использованы   массивные,

окрашенные в черный цвет поверхности с усиленной теплоизоляцией

для поглощения и накопления солнечной теплоты;

б  - здание с накопительной стенкой.

Каждый из них независимо следит за Солнцем и передает его энергию теплоносителю. Альтернативный вариант - солнечные электростанции башенного типа. На них системы плоских зеркал, расположенные на большой площади, отражают солнечные лучи на центральный теплоприемник на вершине башни (рис.3.3).

К сожалению, КПД  преобразования солнечной энергии в электрическую на гелиотермических электростанциях составляет не более 10%, а стоимость получаемой электроэнергии несопоставима с ее стоимостью на ТЭС и даже АЭС. Серьезная проблема - непостоянство солнечного излучения в течении суток, его зависимость от времени года. Для обеспечения круглосуточного энергоснабжения  требуется аккумулирование энергии. В этой связи рациональна совместная работа гелиотермической и гидроаккумулирующей  электростанций.

Заманчиво и многообещающе прямое превращение солнечной энергии в электрическую с помощью солнечных элементов (рис.3.4), в которых используется явление фотоэффекта. В настоящее время наиболее совершенны кремниевые фотоэлементы. Их КПД составляет не более 15%, и они очень дороги. Предложено два варианта реализации принципа фото-электрического преобразования. Первый заключается в создании солнечных станций на искусственных спутниках Земли, оборудованных солнечными

Рис.3.4

панелями из фотоэлементов площадью от 20 до 100 км² в зависимости от мощности станции. Вырабатываемая  на спутниках электроэнергия будет преобразовываться в электромагнитные волны в микроволновом диапазоне частот, направляться на Землю, где принимается приемной антенной. Второй предполагает монтаж сборных панелей солнечных фотоэлектрических элементов в малонаселенных и малоиспользуемых пустынных районах Земли.

Для территории Беларуси свойственны относительно малая интенсивность солнечной радиации и существенное изменение ее в течение суток года. В этой связи необходимо отчуждение значительных участков земли для сбора солнечного излучения, весьма большие материальные и трудовые затраты. Поэтому для нашей республики реально использование солнечной энергии для сушки кормов, семян, фруктов,  овощей, подъема и подогрева воды на технологические и бытовые нужды. В результате возможная экономия топливно-энергетических ресурсов оценивается всего в 5000 у.т./год.

Ветроэнергетика и малая гидроэнергетика.

Гидроэнергетика - это область наиболее развитой энергетики на возобновляемых ресурсах, использующая энергию падающей воды, волн и приливов.

Цель гидроэнергетических установок - преобразование потенциальной энергии воды в механическую энергию вращения гидротурбины.

Принципиальная схема производства электроэнергии на гидроэлектростанции представлена на рис.3.5. С помощью плотины в водохранилище создается запас потенциальной энергии воды. Через подводящий (напорный) водопровод вода под напором подается на турбину, с помощью которой кинетическая энергия падающей воды превращается в механическую энергию вращения турбины и далее вала электрогенератора. КПД превращения энергии воды в электрическую энергию в гидроэнергетических установках оказывается порядка 50%.

Рис.3.5. Схема гидроэлектростанции.

1-электрогенератор; 2 – приводной ремень; 3 – гидротурбина;

4 – сопло; 5 – вентиль; 6 – водовод; 7 – плотина; 8 – решетка.

Основные параметры, от которых зависит мощность ГЭС,- это расход воды, т.е. количество воды, подаваемой на турбину в единицу времени, и напор-перепад между водной поверхностью водохранилища и уровнем установки гидроагрегата. Поэтому мощность ГЭС, количество и стоимость вырабатываемой ею электроэнергии в конечном итоге зависят от типографических условий в районе размещения водохранилища и ГЭС.

Наиболее сложные проблемы гидроэнергетики - ущерб, наносимый окружающей среде водохранилищами (уничтожение уникальной флоры и фауны, затопление плодородных почв, климатические изменения, потенциальная угроза землетрясений и др.), заиливание гидротурбин, их коррозия, большие капитальные затраты на сооружение ГЭС. Вырабатываемую ГЭС энергию легко регулировать, и она преимущественно используется для покрытия пиковой части графика нагрузки энергосистем с целью улучшения работы базисных электростанций (ТЭС, КЭС, АЭС). Гидроресурсы Беларуси оцениваются в 1000 МВт. Однако практически реализуемый потенциал малых рек и водотоков Беларуси составляет едва ли 10% этой величины, что эквивалентно экономии 0,1 млн. тонн условного топлива. Для достижении большего пришлось бы затопить значительные площади из-за равнинного характера рек. К концу 60-х годов в Беларуси эксплуатировалось около 180 малых ГЭС (МГЭС) общей мощностью 21 МВт. В настоящее время осталось лишь 6 действующих МГЭС. Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) предполагается сооружать для использования избыточной мощности при снижении потребления электроэнергии в ночное время и нерабочие дни при вводе в Белорусской энергосистеме энергоисточников на ядерном топливе.

Принципиальная схема ГАЭС дана на рис.3.6.

Рис.3.6 Схема гидроаккумулирующей электростанции.

1 – линия электропередачи; 2 – трансформатор; 3 – двигатель-генератор;

4 – напорный водовод; 5 – верхний резервуар; 6 – насос-турбина;

7 – водовод; 8 – нижний резервуар.

При малых нагрузках в энергосистеме электроэнергия от базисных электростанций (ТЭС, АЭС) может использоваться в действии насосов, перекачивающих воду нижнего водохранилища в верхнее. В периоды пика вода пропускается обратно в нижнее водохранилище, проходя через гидроагрегат и вырабатывая дополнительную электроэнергию для пиковых нагрузок. Возможны надземный и подземный варианты сооружения ГАЭС.

Основные направления развития гидроэнергетики РБ является восстановление старых МГЭС путем капитального ремонта и частичной замены оборудования; сооружение новых МГЭС на водохранилищах неэнергетического (комплексного) назначения, на промышленных водосбросах; строительство бесплотинных ГЭС на реках со значительным расходом воды.

Ветроэнергетика. Энергия ветра на земном шаре оценивается в 175-219 тыс. ТВт/ч в год. Это примерно в 2,7 раза больше суммарного расхода энергии на планете. Постоянные воздушные течения к экватору со стороны северного и южного полушарий образуют систему пассатов. Существуют периодические движения воздуха с моря на сушу и обратно в течении суток - бризы и года - муссоны. Полезно может быть использовано лишь 5% указанной величины энергии ветра. Используется же значительно меньше.

Рис.3.7.

 Энергию ветра человек начал применять в глубокой древности для приведения в движении парусных кораблей, мельничных колес. В наше время  она используется для выработки электроэнергии. Это - наиболее эффективный способ утилизации энергии ветра. В ветроэнергетической установке (ВЭУ) кинетическая энергия движения воздуха превращается в энергию вращения ротора генератора (рис.3.7), который вырабатывает электроэнергию. Выходная мощность установки пропорциональна площади лопастей ветрового ротора и скорости ветра в кубе. Поэтому ветроэнергетические установок большой мощности оказываются крупногабаритными, ведь скорость ветра в среднем бывает небольшой.

Для защиты от разрушения сильными случайными порывами ветра установки проектируется со значительным запасом мощности. Трудности в использовании ветроустановок связаны с непостоянством скорости ветра. Приходится управлять частотой вращения ветроколеса и согласовывать ее с частотой вращения электрогенератора. Кроме того, в периоды безветрия электроэнергия не производится. Для исключения перебоев в электроснабжении  ВЭУ должны иметь аккумуляторы энергии. Крупномасштабное применение ВЭУ в каком-то одном районе может вызвать значительные климатические изменения, испортить ландшафт, ВЭУ создают шум и электромагнитные помехи.

Научные разработки и исследования ориентированы на использование ВЭУ по двум направлениям: в региональных энергосистемах и для местного (автономного) энергоснабжения. Функционируют ВЭУ мощностью до 20 кВт, и созданы установки  мощностью до 3-4 МВт.  Срок службы таких генераторов порядка 20 лет. Стоимость вырабатываемой  ими электроэнергии будет меньше, чем на ТЭС на жидком топливе. Устанавливаться такие ВЭУ могут на открытых равнинных местах. Ветроустановки мощностью от 10 до 100 кВт для автономного энергоснабжения жилых помещений, ферм и других потребителей могут применяться  в странах с высоким жизненным уровнем.

Территория Республики Беларусь находится в умеренной ветровой зоне. Стабильная скорость ветра составляет 4-5 м/с и соответствует нижнему пределу устойчивой работы отечественных ВЭУ. Это позволяет использовать лишь 1.5-2.5% ветровой энергии. Поэтому  ветроэнергетику можно рассматривать в качестве вспомогательного энергоресурса, решающего  местные проблемы, например, отдельных фермерских хозяйств. Основными направлениями использования ВЭУ в нашей республике на ближайший период  будет их применение для привода насосных установок  и как источников энергии для электродвигателей. Готовиться к серийному выпуску ветроустановка ротационного типа (рис.3.7) мощностью 5-8 кВт, устойчиво работающая при скорости ветра 3.5 м/с. Разрабатывается и готовиться к испытаниям более мощная ВЭУ с горизонтальным ветроколесом. Автономные ВЭУ обязательно должны комплектоваться резервными источниками электроэнергии или аккумуляторными батареями.

Энергия биомассы.

Под действием солнечного излучения в растениях образуется органические вещества  и аккумулируется химическая энергия. Этот процесс называется фотосинтезом. Животные существуют за счет прямого или косвенного получения энергии и вещества от растений. Этот процесс соответствует трофическому уровню фотосинтеза. В результате фотосинтеза происходит естественное преобразование солнечной энергии.

Вещества, из которых состоят растения и животные, называют биомассой. Посредством химических или биохимических процессов биомасса может быть превращена в определенные виды топлива: газообразный метан, жидкий метанол,  твердый древесный уголь. Продукты сгорания биотоплива путем естественных экологических или сельскохозяйственных процессов вновь превращаются в биотопливо. Система круговорота биомассы показана на рис.3.8.

Энергия биомассы может использоваться в промышленности, домашнем хозяйстве. Так, в странах, поставляющих сахар, за счет отходов его производства покрывается  до 40% потребностей в топливе. Биотопливо в виде дров, навоза и ботвы растений применяется в домашнем хозяйстве примерно 50% населения планеты для приготовления пищи, обогрева жилищ.

Существуют различные энергетические способы переработки биомассы:

Ø термохимические (прямое сжигание, газификация, пиролиз);

Ø биохимические (спиртовая ферментация, анаэробная переработка, биофотолиз);

Ø агрохимические (экстракция топлива).

Получаемые в результате переработки виды биотоплива и ее КПД приведены в таблице 3.1.

Источники биомассы и производимые биотоплива

Таблица 3.1

Источник биомассы или топлива	Производимое биотопливо	Технология переработки	КПД переработки, %
Лесоразработки	теплота	сжигание	70
Отходы переработки древесины	теплота газ нефть уголь	сжигание пиролиз	70 85
Зерновые	солома	сжигание	70
Сахарный тростник, сок	этанол	сбраживание	80
Сахарный тростник, отходы	жмых	сжигание	65
Навоз	метан	анаэробное разложение	50
Городские стоки	метан	анаэробное разложение	50
Мусор	теплота	сжигание	50

В последнее время появились проекты создания искусственных энергетических плантаций для выращивания биомассы и последующего преобразования биологической энергии. Для получения тепловой мощности, равной 100 Мвт, потребуется около 50 м² площади энергетических плантаций.

Более широкий смысл имеет понятие энергетических ферм, которое подразумевает производство биотоплива как основного или  побочного продукта сельскохозяйственного производства лесоводства, речного и морского хозяйства, промышленной и бытовой деятельности человека.

В климатических условиях Беларуси с 1га энергетических плантаций собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 5т у.т. при дополнительных агроприемах продуктивность 1га может быть повышена в 2-3 раза. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья выработанные торфяные месторождения площадь которых в республике составляет около 180 тыс. га. Это может стать стабильным, экологически чистым и биосферно-совместимым источником энергетического сырья.

Весьма многообещающе для Беларуси использование в качестве биомассы отходов животноводческих ферм и комплексов. Получение из них биогаза может составить на уровне 2000 г. около 890 млн. куб. м в год, что эквивалентно 160 тыс. т у.т.

Сдерживающим фактором развития биогазовых установок в республике являются продолжительные зимы, большая металлоемкость установок, неполная обеззараженность органических удобрений.

В жилых и общественных зданиях (школах, вузах, детсадах, магазинах, столовых и т.д.) образуются твердые бытовые отходы (ТБО). Содержание органического вещества в них составляет 40-75%, углеводов - 35-40%, зольность - 40-70%. Горючие компоненты в ТБО равны 50-88%. Их теплотворная способность - 800-2000 ккал/кг. Бытовые отходы содержат такие трудноразлагаемые химические элементы, в их числе хлорорганические и токсичные. В большей степени ТБО обогащены кадмием, оловом, свинцом и медью.

В мировой практике получение энергии  из ТБО осуществляется сжиганием или газификацией. В Японии, Дании, Швейцарии сжигается около 70% твердых бытовых отходов, остальная часть складируется на полигонах или компостируется. В США  сжигается около 14% ТБО, в Германии - 30%, Италии - 25%.

В Республике Беларусь ежегодно накапливается 2.4 млн.т ТБО с потенциальной энергией 470 тыс. т у.т. Учитывая бедность республики  энергетическими ресурсами, необходимо вовлечь ТБО в ее энергопотенциал путем применения  прогрессивных технологий, заимствованных из опыта других стран либо развернуть исследования и создать собственные технологии переработки ТБО.

Общие возможности экономии ТЭР за счет применения нетрадиционных и возобновляемых источников для условий РБ ограничены. Они оцениваются в 200-540 тыс. т у.т. в год, т.е. порядка 0.5-1% общих потребностей Беларуси в ТЭР. Основными потребителями возобновляемых энергоресурсов могут стать объекты сельского хозяйства. Возобновляемые источники энергии могут решать в основном локальные задачи энергообеспечения и служить необходимым дополнением к традиционной энергетике на органическом топливе и ядерной энергетике. Кирвель, И.И. Основы энергосбережения: курс лекций / И.И. Кирвель. – Минск: БГУИР, 2004. (стр. 8-15, 31-47)

Минералы

* Термин минерал происходит от латинского слова «минера» — кусок руды.

Минералы* — это природные соединения химических элементов, слагающих литосферу. Они возникли в результате разнообразных физико-химических процессов, протекающих в Земле и ее географической оболочке. В настоящее время под минералами подразумеваются составные части горных пород, однородные по составу и строению, любого агрегатного состояния— твердого, жидкого и газообразного. Минералы изучает одна из геологических наук — минералогия.

В настоящее время известно более 2500 минералов. Большинство из них редко встречается в природе, и лишь около 100 минералов относятся к породообразующим. Последние образуют основную массу горных пород. В отличие от них минералы, входящие в горные породы в виде второстепенных, необязательных, называются акцессорными.

В зависимости от условий образования минералы делятся на три группы. Эндогенные, или первичные, минералы образуются при остывании магмы внутри Земли в условиях высоких температур и давления, а также в результате выпадения твердого вещества из воды, паров и газов в глубине литосферы. Экзогенные минералы образуются на поверхности Земли в условиях низких температур и давления путем выветривания горных пород, жизнедеятельности живых организмов и выпадения в осадок солей при высыхании отдельных водных бассейнов на Земле.

Если эндогенные или экзогенные минералы с течением времени в результате горообразования окажутся на большой глубине в земной коре, они могут коренным образом изменить свои свойства, превратиться в новые, метаморфогенные минералы.

Минералы подразделяются на кристаллические, атомы в которых расположены в строго определенном порядке и образуют кристаллы различной формы, и аморфные.

По химическому составу минералы делятся на классы, важнейшие из которых описываются ниже.

Класс самородных элементов образуют минералы, состоящие из одного химического элемента. Они химически неактивны, редко вступают в реакции, а образованные ими химические соединения неустойчивы и легко распадаются. К самородным элементам относятся: золото, платина, серебро, медь, сера, алмаз и др. Этот класс включает около 50 минералов, составляющих 0,1 % земной коры.

Сульфиды чаще всего встречаются в виде соединений цветных металлов с серой. К ним относятся галенит PbS, халькопирит CuFeS2, пирит FeS₂, сфалерит ZnS и др. Многие минералы этого класса имеют гидротермальное происхождение и образуют месторождения полезных ископаемых. Сульфиды насчитывают около 250 минералов, составляющих 0,25 % земной коры.

Галоидные соединения являются солями соляной, фтористоводородной и других кислот. Они образуются в магматических расплавах при высоких температурах, гидротермальных процессах, а также в наземных условиях при выпадении солей в высыхающих водоемах. В состав галоидных соединений входят калий, натрий, магний, кальций и другие металлы.

Часто встречается и широко используется галит NaCl (поваренная соль), залегающий в земной коре пластами мощностью в сотни метров на месте древних озер и морей.

Оксиды и гидроксиды образуют около 200 минералов, составляющих 17 % массы земной коры. Наиболее распространены минералы, включающие кварц Si0₂, оксиды и гидроксиды железа и алюминия (гематит Fe₂0₃, бурый железняк 2Fe₂0₃ • ЗН₂0, корунд А1₂0₃ и др.). Кварц относится к важным породообразующим минералам. Он составляет около 12 % массы земной коры.

Силикаты, представляющие собой различные соединения кремния,— самые распространенные минералы в земной коре. Их известно около 800. Они являются главными породообразующими минералами. Образовались силикаты в основном в процессе остывания и кристаллизации магмы в недрах Земли. К силикатам относятся оливин, гранаты, кварц, тальк, слюда, полевые шпаты и др.

Фосфаты, или соли фосфорной кислоты, включают около 350 минералов. Они часто встречаются в земной коре, составляя 1 % ее массы. Наиболее характерными представителями фосфатов являются апатит Ca₅F(P0₄)₃ и фосфорит. В них вместо фтора часто входит хлор.

Сульфаты представляют собой сернокислые соли кальция, натрия, бария, магния и других металлов. К сульфатам относятся ангидрит CaS0₄, гипс CaS0₄-2H₂0, мирабилит Na₂SO₄-10H₂O и др. Известно около 260 минералов этого класса. Многие из них входят в состав различных горных пород.

Карбонаты являются солями угольной кислоты. Чаще других встречаются карбонаты кальция и магния, образующие огромные толщи известняков и доломитов. Карбонаты имеют светлую окраску, небольшую твердость и малый удельный вес. При их соединении с соляной кислотой происходят бурная реакция вскипания и выделение углекислого газа. К карбонатам относится около 80 минералов, составляющих 1,7% массы земной коры. Наиболее распространенные породообразующие минералы этого класса — кальцит СаС0₃, доломит CaC0₃-MgC0₃ и др.

Органические соединения представлены небольшой группой минералов, из которых янтарь является окаменелой смолой деревьев неогенового и палеогенового периодов, а озокерит (горный воск) и асфальт— продукты естественного преобразования нефти в земной коре.

Минералы различаются по их физическим свойствам — блеску, цвету, твердости, излому, спайности и т. д.

Блеск относится к наиболее постоянным и легко наблюдаемым свойствам минералов. Блестящие непрозрачные минералы обладают металлическим блеском (пирит). Большинство прозрачных минералов со средним светопреломлением имеют стеклянный блеск (кварц, кальцит). Прозрачные, но с сильным светопреломлением минералы обнаруживают сильный блеск, который называется алмазным (горный хрусталь, пьезокварц). Некоторые прозрачные минералы с топкими воздушными прослойками, отражающими свет, имеют перламутровый блеск (мусковит). Блеск, возникающий при рассеивании света от неровной шероховатой поверхности, называется матовым. Существуют также смоляной и жирный блеск минералов.

Минералы отличаются богатой цветовой окраской. Однако цвет минерала не является его определяющим признаком, потому что один и тот же минерал может иметь различный цвет в зависимости от посторонних примесей в его составе. В то же время разные минералы могут иметь одинаковый цвет, если в их химическом составе имеются одинаковые химические элементы. Так, большинство соединений меди окрашено в зеленый и синий цвета различных оттенков. Многие соединения марганца имеют розовый или фиолетовый цвет. Некоторые минералы бесцветны и совершенно прозрачны, например, разновидности кварца и алмаза.

Цвет черты минерала часто служит в качестве более надежного его признака, чем цвет минерала в монолите. Цвет черты определяется получением порошка минерала при трении о шероховатую поверхность фарфоровой или фаянсовой пластинки. На их белой поверхности хорошо выделяется цвет черты определяемого минерала. У некоторых минералов цвет черты резко отличается от цвета металла в куске. Например, цвет талька бледно-зеленый, желтый или буроватый, а цвет черты — белый; пирит светлый, латунно-желтый, а черта — буровато- или зеленовато-черная.

Спайность — свойство минералов колоться по плоскостям, строго ориентированным в данном минерале. Направление плоскостей строго ориентировано и зависит от кристаллической решетки минерала. Принято классифицировать спайность минералов по степени их совершенства. Весьма совершенная спайность позволяет минералу делиться на зеркально-блестящие листочки и пластинки (слюда, гипс). Минералы, рассыпающиеся при ударе на обломки, ограниченные плоскими поверхностями, имеют совершенную спайность (галит, кальцит). Средняя спайность характерна для минералов, распадающихся на обломки, ограниченные как ровными поверхностями, так и шероховатыми (полевые шпаты, флюорит). При несовершенной спайности плоскости на обломках минералов образуются очень редко. Преобладают неправильные изломы (апатит). Существуют минералы, обладающие весьма несовершенной спайностью (кварц, пирит). У них плоскости при расщеплении вообще не наблюдается.

Излом — важный диагностический признак для многих минералов. Под изломом понимают вид или характер поверхности, получающийся при разбивании, раскалывании минерала.

Выделяют занозистый, раковистый, крючковатый, зернистый и землистый изломы минералов. Занозистый излом наблюдается у волокнистых минералов (асбест) и внешне напоминает излом деревянной палки поперек волокон. Раковистый излом напоминает поверхность раковины с концентрически волокнистыми полосами (обсидиан, кремень). Крючковатый излом характерен для ковких минералов типа самородной меди и серебра. Зернистый излом создает впечатление зернистой поверхности с мелкими впадинами и выступами. Землистый излом образует матовую поверхность, как будто покрытую пылью (боксит).

Твердость минералов, или способность сопротивляться царапанию, стиранию, является их важным свойством. В минералогии для определения твердости минералов используется шкала Мооса, которая составлена из 10 минералов-эталонов, каждый из которых соответствует твердости от 1 до 10:

Тальк-1, Гипс-2, Кальцит-3, Флюорит-4, Апатит-5, Ортоклаз-6, Кварц-7, Топаз-8, Корунд-9, Алмаз -10.

В природе твердость 10 имеет только алмаз, а существование минералов, кроме корунда, с твердостью 9 проблематично. Некоторые минералы в результате различного строения кристаллической решетки имеют различную твердость.

Твердость минерала можно определить на ровном участке-свежего излома или на плоскости спайности. Острым краем определяемого минерала царапают по минералу-эталону. Например, если определяемый минерал царапает апатит и не оставляет следа на ортоклазе, то его твердость равняется 5,5.

Важными физическими свойствами минералов являются также плотность, магнитность, радиоактивность, люминесценция  (способность светиться), запах, растворимость и др.

Горные породы

Горные породы — это самостоятельные геологические тела, представляющие собой механическое соединение различных по составу минералов.

Земная кора состоит из весьма разнообразных горных пород, состоящих из не менее разнообразных минералов. При изучении горной породы прежде всего исследуют ее химический и минеральный состав. Но этого недостаточно для полного познания горной породы. Одинаковый химический и минеральный состав могут иметь породы различного происхождения, а следовательно, и различных условий залегания и распространения.

Поэтому, для того чтобы дать полную характеристику горной породы, надо изучить не только ее химический и минеральный состав, но и другие особенности, а именно: структуру, текстуру и др.

Структура горных пород определяется взаимным пространственным расположением минеральных частиц, их формой и размерами. Зернистая структура свойственна интрузивным магматическим горным породам. Магма, медленно остывающая в недрах Земли, успевает кристаллизоваться полностью. Порфировая структура присуща горным породам, остывающим с различной скоростью. Сначала в относительно медленно остывающей магме успевают вырасти кристаллы более тугоплавких минералов. Затем, излившись на поверхность, магма застывает сравнительно быстро, и на фоне мелкокристаллической или стекловатой массы горной породы встречаются отдельные более или менее крупные кристаллы, образовавшиеся ранее. Стекловатая, некристаллическая структура характерна для эффузивных горных. пород. Излившаяся на поверхность магма остывает настолько быстро, что кристаллы не успевают вырасти, и она превращается в однообразную стекловидную массу, например, обсидиан.

Текстура, или сложение горных пород, определяется расположением минералов в них, ориентировкой кристаллов, массивностью, пористостью, слоистостью, сланцеватостью. Однородной, массивной текстурой отличаются горные породы, в которых минералы расположены без определенной ориентировки. Осадочные горные породы часто имеют сложную текстуру, а после их метаморфизации — сланцеватую, позволяющую разделить породу на отдельные пластинки и листы.

Трещиноватость горных пород показывает степень их раздробленности трещинами. В результате дробления породы распадаются на столбчатые, кубические, призматические, шаровые и другие отдельности. Пористость и трещиноватость очень важны при оценке горных пород, так как определяют во многом их прочность, возможность накопления нефти, газа и воды, интенсивность карстовых процессов, развитие оползней и обвалов и т. д.

Важными свойствами горных пород являются их плотность, теплоемкость, теплопроводность, упругость и др. Они влияют на процессы выветривания горных пород и рельефообразование.

В основу классификации горных пород берется их генезис, т. е. происхождение. Выделяют три крупные группы пород: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические (изверженные) горные породы образуются при застывании магмы. Магматические горные породы, возникшие при застывании магмы в литосфере на различных глубинах в условиях высоких температур и давления, называют интрузивны м и. Медленная потеря тепла обеспечивает длительный процесс раздельной кристаллизации химических соединений. Породы, возникающие в таких условиях, имеют крупнокристаллическую структуру, например, лабрадорит и некоторые виды гранита. Чем быстрее поднимается магма, в верхние горизонты литосферы и остывает, тем мельче вырастают кристаллы породообразующих минералов.

Эффузивные магматические горные породы образуются при излиянии магмы на поверхность. Быстрое остывание магмы в условиях низких температур приводит к превращению ее в аморфную, стекловидную массу (обсидиан). Лишь внутри лавовых потоков могут образоваться кристаллы очень малых размеров. Текстура застывшей лавы часто приобретает пузырчатый характер вследствие выделяющихся газов и разбрызгивания лавы при взрывах во время извержения вулканов. Затвердевшая лава с многочисленными пузырями образует легкую пористую горную породу — пемзу.

Изверженные обломочные вулканические породы в виде пепла, песка, вулканических бомб и других слагают многометровые толщи. После цементации они превращаются в вулканические туфы, имеющие небольшую плотность и разнообразную окраску.

Магматические горные породы сложены главным образом силикатными минералами. По содержанию кремнезема Si0₂ (в процентах) они делятся на пять групп.

Таблица 3

Классификация обломочных горных пород

	Неокатан ные		Окатанные
Размер обломков, мм	рыхлые	сцементированные	рыхлые	сцементированные
Больше 200 10—200 2—10 0,05—2 0,01—0,05 Меньше 0,01	Глыбы Щебень Дресва (хрящ) Песок Лесс Глина, ил	Брекчия Брекчия Брекчия Песчаник	Валуны Галька Гравий Песок	Конгломерат Конгломерат Конгломерат Песчаник

Кислые и средние породы, содержащие больше Si0₂, отличаются светлой окраской. Полевые шпаты и особенно кварц являются главными породообразующими минералами для этих пород. Основные и ультраосновные породы окрашены преимущественно о темно-серые и зеленовато-черные тона благодаря присутствию оливина.

Осадочные горные породы возникают на земной поверхности и в водных бассейнах планеты в результате разрушения и химического преобразования магматических, метаморфических и более древних осадочных горных пород, выпадения минерального вещества из водных растворов и жизнедеятельности организмов. По способу образования они подразделяются на обломочные, хемогенные и биогенные.

О б л о м о ч и ы е горные породы (табл. 3) — это продукты механического дробления коренных пород под воздействием главным образом экзогенных факторов. Угловатые обломки горных пород при обработке водой или льдом стираются и становятся окатанными.

Неокатанные грубообломочные горные породы при цементации образуют брекчии, а окатанные — конгломераты. Среднеобломочные горные породы (т. е. пески различной зернистости) при цементации превращаются в песчаники. Мелкообломочная горная порода (лесс) залегает покровом мощностью от нескольких до 100 м преимущественно в степных и пустынных районах умеренного пояса. Обычно лессы богаты карбонатами и являются хорошей материнской породой для формирования почв. Глины и илы состоят из очень мелких частиц и занимают промежуточное положение между обломочными и хемогенными осадочными горными породами.

Хемогенные осадочные горные породы образуются в результате различных химических реакций, протекающих главным образом в водоемах, и выпадения минералов в осадок при избыточной концентрации их в воде. К таким породам относятся различные соли (галит, гипс, мирабилит), известняки, мергели, доломиты, фосфориты и др.

Биогенные горные породы — это продукты жизнедеятельности животных и растительных организмов. Раковины моллюсков, умершие кораллы, останки простейших организмов составляют огромные толщи известняков. В результате жизнедеятельности организмов образуются железистые породы, залежи мела. К биогенным породам относятся каустобиолиты — торф, бурые и каменные угли, горючие сланцы и нефть. Оказавшись погребенными под толщей других осадочных горных пород, при недостатке кислорода, под действием повышенных температур и давления, остатки животных и растительных организмов подвергались разложению и дальнейшему преобразованию в различные полезные ископаемые.

Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате коренного преобразования осадочных или магматических пород под влиянием высоких температур и давления, а также, в меньшей степени, активных химических соединений в горячих водных растворах и газах. Все метаморфические горные породы приобретают кристаллическое строение, а некоторые изменяют свой минеральный и химический состав, но сохраняется обычно сланцеватая и полосчатая текстура.

Метаморфизация глин приводит к образованию глинистых или слюдяных сланцев. Уплотнение и перекристаллизация песков и песчаников дают в результате кварциты. Известняки при метаморфизации превращаются в мраморы. Исходным материалом для гнейсов служат осадочные и магматические горные породы.

Выветривание горных пород

Горные породы и минералы на поверхности Земли и в верхних слоях литосферы непрерывно подвергаются разрушению и химическому преобразованию, т. е. выветриванию. Процессы выветривания обеспечиваются энергией, поступающей на Землю от Солнца. Неследует понимать, что выветривание — результат работы только ветра. Главными факторами выветривания горных пород являются колебание температур, работа воды, ледников, живых организмов и в меньшей степени ветра. Интенсивность выветривания горных пород зависит от их химического состава, структуры, текстуры и трещиноватости, от рельефа земной поверхности и климата. Наиболее результативны процессы выветривания на контакте литосферы с атмосферой и гидросферой.

По характеру воздействия на земные породы различают физическое, химическое и органическое выветривание.

Физическое выветривание приводит к механическому раздроблению горных пород и минералов на обломки различной величины без изменения их химического состава. Измельчение, разрушение горных пород происходит в результате трения и ударов обломков в камнепадах, речных потоках, морском прибое, в ледниках. В пустынях разрушение горных пород осуществляет ветер с помощью переносимых им песка и мелких камешков.

В пустынях и полупустынях в результате резкого колебания суточных температур наблюдается температурное выветривание горных пород. В дневные часы отдельные камни и монолиты на поверхности нагреваются до 50—80 °С и расширяются, в то время как внутри них сохраняется более низкая температура. Напряжения, возникшие в них, приводят к образованию трещин. В ночные часы, наоборот, горные породы быстро остывают до 0 °С и ниже на поверхности, но некоторое время сохраняется высокая температура внутри них. Это также вызывает растрескивание горных пород. Интенсивность температурного выветривания усиливается, если горные породы состоят из минералов, имеющих различный коэффициент расширения. Например, гранит, состоящий из кварца, полевого шпата и слюды, теряет свою прочность при многократном нагревании и охлаждении, так как происходит разрыв по контактам кристаллов соответствующих минералов.Обломки выветрившегося гранита легко разрушаются на зерна кристаллов даже при сжимании его в кулаке.

Морозное выветривание можно рассматривать как разновидность температурного. Оно происходит при замерзании воды в трещинах горных пород. Лед, занимая больший объем по сравнению с водой, создает огромное давление в трещинах и разрывает самые прочные породы. Морозное выветривание особенно интенсивно в районах, где температуры часто переходят через 0 °С, т. е. летом — в полярных широтах и высоко в горах, а весной и осенью — в умеренных широтах.

Химическое выветривание заключается, в коренном преобразовании горных пород и минералов, изменении их химического состава. Так, при выветривании гранита образуется глинистая порода каолин. Продуктами выветривания кислых магматических пород являются бокситы. Важнейшими агентами химического выветривания выступают вода, кислород и углекислый - газ, находящиеся в атмосфере, и живые организмы. Наиболее интенсивно протекают процессы химического выветривания в условиях влажного теплого климата.

Органическое выветривание приводит к механическому дроблению горных пород и их химическому преобразованию в результате жизнедеятельности бактерий, животных и растений. Например, черви-камнеточцы прокладывают свои ходы даже в камнях, разрушая их. Деревья, растущие на скалах, корнями заполняют трещины и разрывают монолитные горные породы на части. Вещества, выделяемые животными и растениями, вступают в химические реакции с окружающими горными породами, ускоряя их преобразование.

Продукты выветривания горных пород, оставшиеся на земной поверхности на месте их первичного залегания, называются элювием. Он почти повсеместно, за исключением крутых склонов, покрывает коренные породы, образуя кору выветривания. Мощность ее неравномерна, что объясняется денудацией, или сносом части элювия водой, льдом, ветром, непосредственно действием силы тяжести с возвышенных участков местности в понижения. Наносы, аккумулирующиеся у подножия и на низких частях склонов возвышенностей, называются делювием. Они плохо отсортированы, состоят из глины, песков и грубообломочного материала и образуют делювиальный шлейф, сглаживающий переход к прилегающей равнине.

Образование горных пород, их выветривание и метаморфизация являются звеньями цепи круговорота веществ в литосфере (рис. 14). В докембрии более активным было перемещение вещества по вертикали из недр Земли на поверхность. Этому способствовали мощные процессы вулканизма, интрузии магмы, горообразование. Формировались обширные платформы, уменьшались геосинклинали.

В последующие геологические эпохи обмен веществом между геосферами по вертикали достаточно активен в пределах 10— 20 км, а местами до 60 км, главным образом в районах активного вулканизма. Там образуются новые магматические горные породы, выделяются в значительном количестве пар и различные газы.

На большей части планеты в верхних слоях литосферы в результате тектонических движений происходит поднятие отдельных участков земной поверхности, разрушение горных пород, денудация продуктов выветривания и их накопление в океанических впадинах и других понижениях и дальнейшая метаморфизация их. Последующее поднятие территорий, где происходили накопление и метаморфизация горных пород, приведет к повторному разрушению рельефа земной поверхности и дальнейшему перераспределению вещества.

Описанная схема круговорота веществ в литосфере многократно повторяется. Эти процессы имеют определенное поступательное Движение, так как при цикличных изменениях в природе не происходит полного повторения пройденных этапов развития. В каждом цикле имеются изменения в количестве и составе веществ, участвующих в круговороте.

Описание некоторых горных пород

1. Магматические горные породы

а) Интрузивные (глубинные)

Гранит. Кислая горная порода. Строение зернистое: от крупнозернистого до тонкозернистого. Минеральный состав: полевой шпат, кварц, слюда, реже роговая обманка. Окраска определяется цветом полевых шпатов: светло-серая, желтоватая, розовая, красноватая. Залегают в батолитах, штоках, лакколитах, дайках. Отдельности: плитняковая, матрацевидная.

Лабрадорит. Основная горная порода. Строение крупнозернистое. Состоит из полевого шпата (Лабрадора). Цвет темно-серый, зеленовато-серый, синевато-серый. Характерен синий отлив наплоскостях спайности. Поверхности многих кристаллов ровные и блестящие. Залегает в штоках.

б)      Эффузивные (излившиеся)

Андезит. Средняя порода. Строение порфировое. Ноздреватый. Шероховатый на ощупь. Минеральный состав: полевой шпат, немного кварца, слюды, роговой обманки, пироксена. Окраска темно-серая, черная. Залегает в лавовых потоках и куполах. Имеет столбчатые и радиально-лучевые отдельности.

Базальт. - Основная порода. Строение плотное, тонкозернистое. Минеральный состав определяется под микроскопом. Присутствует полевой шпат, пироксен, редко роговая обманка, слюда. Окраска темно-серая, черная. Отдельности — столбчатая и плитняковая. Залегает в потоках, покровах, куполах, дайках.

Пемза. Химический состав непостоянный. Строение пористое. Порода однородная. Окраска белая, желтоватая, сероватая, черная. Плотность 0,3—0,9 г/см². Образуется при быстром остывании лавы, насыщенной газами. Встречается в районах действующих и потухших вулканов.

Обсидиан  (вулканическое стекло).   Строение  плотное, стекловидное. Излом раковистый. Блеск стеклянный. Цвет серый, почти черный, бурый, коричневый. Образуется при быстром застывании на поверхности земли лавы, не насыщенной газами.

2. Осадочные горные породы

Щебень. Обломочная горная порода. Остроугольные обломки размером от 10 до 200 мм. Несцементировапы.

Брекчия. Обломочная горная порода. Щебень и дресва, сцементированы в сплошную массу. Цементирующими веществами служат известняк, гипс, глина, кварц, окислы железа,, битумы.

Боксит (А1₂0₃ • 2Н₂0). Хемогенная осадочная порода.. Блеск матовый. Твердость 3. Цвет кирпично-красный, красно-бурый, розовый, белый. Черта бледнее цвета горной породы, в куске. Спайность отсутствует. Чаще встречается в виде землистой массы. Образуется в результате выветривания магматических горных пород.

Известняки. Осадочные горные породы органического-происхождения. Состоят из кальцита (СаСОз). Строение плотное. Состоят в основном из раковин вымерших морских животных. Цвет белый, сероватый, желтоватый, розовый. Бурна вскипают при действии разбавленной соляной кислоты.

Каменный уголь — углеродистые соединения с примесью минеральных веществ. Мягкий или средней твердости,., матовый. Преимущественно черный. Черта черная. Пачкает, руки. Спайность отсутствует. Плотный, полосчатый, слоистый.. Аморфный. Горит ярким пламенем.

Нефть — жидкость бурого или темно-коричневого цвета,,, как исключение, светлая. Смесь жидких углеводородов с растворенными твердыми и газообразными веществами. Залегает' в порах обломочных и трещиноватых горных пород. Горючая.. Широко используется в энергетике и химической промышленности.

Глинистый сланец. Строение сланцеватое. Состоит из: тонких глинистых частиц с примесью пылеватых частиц кварца. Тусклый. Окраска зеленоватая, сероватая, черноватая, красноватая. Может раскалываться на тонкие и ровные плитки.

Мрамор. Состоит из кальцита (СаСОз). Строение крупнозернистого до тонкозернистого. Цвет различный. Не оставляет царапин на стекле. Спайность совершенная. Вскипает при действии разбавленной соляной кислоты. Используется как ценный строительный, облицовочный и декоративный материал.

Залегание горных пород

Условия образования горных пород и особенности развития литосферы в течение геологической истории Земли определяют формы залегания. Первичные формы залегания горных пород соответствуют тому пространственному положению, которое они заняли в литосфере при их образовании. Вторичные формы возникают при деформациях, разломах и частичном разрушении земной коры.

Интрузивные магматические горные породы залегают в виде батолитов, штоков, лакколитов, даек, пластовых интрузий и других форм (рис. 15).

Батолиты—крупные кристаллические массивы, сложены преимущественно гранитами. Они образуются на значительной глубине в литосфере при медленном остывании крупных интрузий магмы и метаморфизации горных пород, окружающих магматический очаг. Батолиты имеют округлую куполообразную форму. Они более устойчивы к разрушению и при размыве окружающих осадочных пород образуют крупные положительные формы рельефа, например, в западной части Зеравшанского хребта в Средней Азии.

Штоки образуются при застывании расплавленной магмы, внедрившейся в литосферу. Размеры их достигают нескольких километров в поперечнике. Штоки представляют собой вертикальные интрузивные столбообразные массивы.

Лакколиты — это грибообразные тела. Проникая в земную кору по трещинам, магма внедряется под большим давлением между слоями горных пород и приподнимает вышележащую толщу породы над куполом интрузии. Размеры лакколитов достигают нескольких километров в поперечнике. Оказавшись на поверхности после разрушения осадочных горных пород, лакколиты выражаются в рельефе в виде куполообразных гор. Хорошо известны лакколиты Северного Кавказа в районе Пятигорска и Кисловодска (г. Машук, Бештау, Железная и др.) и Крыма (г. Аю-Даг).

Пластовые интрузии представляют собой плоские тела, возникшие в результате внедрения магмы между пластами горных пород. При этом сравнительно невысокое давление магмы не позволяет вспучивать горные породы над пластовыми интрузиями, как это наблюдается при образовании лакколитов. Пластовые интрузии выражаются врельефе ввиде отпрепарированных ступеней, вчастности на Среднесибирском плоскогорье.

Дайки возникают при застывании магмы в вертикальных или наклонных трещинах, секущих горные породы. Дайки обычно состоят из более твердых пород и при выветривании возвышаются над окружающей местностью в виде каменных стен.

Эффузивные магматические горные породы обычно залегают слоями, или пластами. Базальтовая лава, изливаясь при неоднократных извержениях вулканов, образует слоистые покровы различной мощности и состава, например сибирские траппы.

На значительные расстояния от места извержения разносятся вулканический песок и пепел и откладываются слоями на земной поверхности.

Для всех осадочных горных пород первичной формой залегания являются слои. На равнинных участках земной поверхности и морского дна откладываются горизонтальные слои горных, пород. Если слои откладываются на склонах пересеченного наземного или подводного рельефа, то они будут залегать наклонно (моноклинально).

Положение наклонных слоев определяется линией простирания, линией падения и углом падения (рис. 16). Линия простирания является горизонтальной линией на поверхности слоя. По ней определяют азимут простирания слоев горных пород. Линия падения проводится на поверхности слоя под прямым углом от линии простирания в сторону его наклона. Она характеризуется азимутом иуглом падения. Угол падения слоя измеряется между линией падения и ее проекцией на горизонтальную плоскость.

При наличии в литосфере различных по возрасту слоев горных пород возможны варианты согласного и несогласного их залегания. Стратиграфическое согласное залегание характеризуется постепенной сменой слоев, свидетельствующей о непрерывном накоплении осадков на данной территории (рис. 17).Если в толще параллельно залегающих слоев отсутствуют один или несколько из них, то имеет место стратиграфическое параллельное несогласное залегание горных пород. Оно объясняется перерывом в накоплении осадков в отдельные периоды развития территории или уничтожением древних отложении в более позднее время. При структурном (угловом) несогласном залегании нижние, более древние, и верхние, молодые слой горных пород имеют различные углы наклона. Обычно нижние слои смяты в складки и залегают под различными углами па клона.

Различают две группы нарушения первичного залегания* горных пород: складчатые (пликативные) и разрывные (дизъюнктивные).

В результате тектонических движений литосфера деформируется, особенно в геосинклинальных областях, где происходит активное горообразование. Слои горных пород при этом сминаются в складки — волнообразные изгибы. В каждой складке выделяют ось, крылья, замок, угол складки, ширину* высоту и другие ее элементы. С их помощью описывают складки и определяют их пространственное положение.

Формы и размеры складок бывают различными. Выделяют-антиклинальные складки, обращенные выпуклостью кверху (рис. 18), и синклинальные, или вогнутые. Антиклиналям обычно соответствуют положительные формы рельефа, а синклиналям — отрицательные.

В зависимости от положения элементов складок в пространстве складки делятся на несколько групп (рис. 19). Прямая складка характеризуется вертикальной осевой плоскостью и одинаковыми углами наклона крыльев. Косая складка имеет^-наклоненную осевую плоскость, но крылья ее падают в разные-стороны от вертикали. Опрокинутая складка имеет наклоненную осевую поверхность, и оба крыла наклонены по одну сторону от вертикального положения. У лежачей складки осевая: плоскость расположена горизонтально. Выделяют сундучные., веерные и другие виды складок.

Размеры простых складок колеблются в весьма широких: пределах — от нескольких сантиметров до нескольких километров. Однако встречаются более крупные и сложные деформации литосферы — с и н к л и н о р и и  и антиклинории. Это обширные прогибы и поднятия земной поверхности шириной до сотни и протяжением на многие сотни километров. Они осложнены множеством простых складок.

Деформация литосферы создает в ней огромные напряжения. Если горные породы недостаточно пластичны или напряжения в них превышают их прочность, в литосфере происходят разломы и разрывы,или дизъюнктивные дислокации. Они могут проникать на всю глубину литосферы и простираться на сотни километров.

Переходной формой от складки к разрывным нарушениям является флексура, или коленообразная складка (см. рис. 19). Она возникает при растяжении горных пород вдоль, линии наибольшего напряжения, если это напряжение недостаточно для их разрыва.

Разрывные нарушения проявляются в различных формах (рис. 20).Блоки земной коры, раздробленной трещинами, в процессе подвижек создают множество комбинаций, по-разному отражающихся на рельефе земной поверхности.

Сдвиг заключается в смещении блоков горных пород относительно друг друга вдоль разломов в горизонтальных направлениях. Сдвиги сравнительно слабо изменяют рельеф земной поверхности, но могут разорвать контуры сельскохозяйственных угодий, дорог и т. д.

Сброс сопровождается опусканием одного из блоков земной коры вдоль вертикального или наклонного разлома. Взброс, наоборот, происходит при поднятии одного из блоков по линии разлома земной коры. Сбросы и взбросы выражаются в рельефе в виде вертикальных или наклонных уступов и: стенок.

Надвиг образуется при надвигании одних горных масс на другие по наклонной плоскости разрыва в литосфере. В отдельных случаях надвиги происходят почти по горизонтальным направлениям. При этом огромные массы горных пород перемещаются на расстояние до 20 км.

Грабен представляет собой понижение в рельефе земной поверхности, образовавшееся в результате опускания участка литосферы по крутым, часто вертикальным разломам. В грабенах размещаются крупнейшие озера Байкал, Танганьика, Ньяса и др.

Горст — это участок литосферы, поднятый по разломам на определенную высоту. В рельефе горсты часто выражены в виде плосковершинных гор.

Обычно разрывные дислокации приурочены к тектонически активным районам земного шара, где многочисленные разломы разбивают толщи горных пород на отдельные глыбы, имеющие разную степень подвижности. Поэтому сбросы, горсты и грабены часто имеют сложный, ступенчатый характер. Высота смещения отдельных блоков колеблется от нескольких сантиметров до нескольких километров, а линейная протяженность разломов достигает 1000 км. Ширина горстов и грабенов также варьирует от нескольких десятков метров до 100 км и более.

Складчатые и разрывные нарушения залегания горных пород оказывают огромное влияние на интенсивность процессов выветривания и формирование рельефа земной поверхности.

Геологическая история Земли

Путем изучения горных пород и минералов, слагающих литосферу, можно восстановить геологическую историю Земли. Поэтому чрезвычайно важно правильно определить время их образования. В настоящее время применяются относительная и абсолютная системы геологического летоисчисления (геохронологические системы).

Относительная геохронология использует стратиграфический и палеонтологический методы определения возраста горных пород.

Стратиграфический метод заключается в изучении последовательности слоев горных пород в геологическом разрезе. Принимается, что каждый вышележащий слой моложе нижележащего. Поскольку условия образования и отложения горных, пород резко отличаются иногда даже на близлежащих участках, стратиграфический метод применяется на ограниченных территориях. Он практически непригоден для районов сильной складчатости, надвигов и других дислокаций.

Палеонтологический метод базируется на изучении находящихся в слоях горных пород окаменевших остатков вымерших животных и растений. Сравнение окаменелостей различных слоев позволило установить процесс развития органического мира и выделить в геологической истории Земли ряд этапов с характерными для каждого из них животными и растениями. Устанавливая сходство руководящих окаменелостей фауны и флоры в слоях горных пород, приходят к выводу об их одновременном образовании. Этот метод широко применяется в геологии, так как он позволяет определить примерный возраст любых слоев, включающих остатки окаменевших организмов, независимо от нарушений залегания горных пород и расстояния между изучаемыми территориями.

Абсолютная геохронология определяет возраст горных пород в годах, тысячелетиях, миллионах и миллиардах лет. Измерение возраста проводится по содержанию продуктов распада радиоактивных химических элементов, содержащихся в горных породах и минералах. Процесс распада происходит с постоянной скоростью на протяжении истории Земли. В результате радиоактивного распада появляются атомы устойчивых, уже не распадающихся элементов. Их количество увеличивается соответственно возрасту горных пород. Разные элементы распадаются с различной скоростью, поэтому разработано несколько методов определения возраста горных пород.

Свинцовый метод базируется на изучении содержания в горных породах количества радиоактивных элементов урана и тория, а также радиогенного свинца, конечного продукта их распада. Зная скорость распада и установив соотношение указанных элементов в горной породе, можно вычислить ее возраст.. Поскольку продолжительность распада урана и тория составляет несколько миллиардов лет, этот метод используется для. определения возраста наиболее древних горных пород.

Аргоновый метод основан на определении содержания радиогенного аргона в калиевых минералах. Изотоп калия с атомным весом 40 при радиоактивном распаде превращается в газ аргон с таким же атомным весом. Определив содержание ⁴⁰К и ⁴⁰Аг в исследуемом минерале, по периоду полураспада ⁴⁰К можно вычислить его возраст. Однако радиогенный аргон сравнительно быстро улетучивается из многих горных пород. Поэтому этот метод применяется для определения возраста некоторых осадочных пород, достаточно надежно удерживающих радиогенный аргон.

Радиоуглеродный метод применяют для определения возраста горных пород в пределах до 60 000 лет. В атмосфере установилась постоянная концентрация атомов радиоактивного углерода ^ИС с периодом полураспада более 5700 лет. Растения и животные в процессе жизнедеятельности усваивают его в такой же концентрации, в какой он находится в атмосфере. После их отмирания обмен веществ прекращается, и концентрация ¹⁴С в остатках организмов начинает уменьшаться в связи с его распадом. Измеряя содержаниеС, можно установить возраст органических остатков, соответственно, возраст горных пород и время различных геологических и исторических событий. Так, с помощью радиоуглеродного метода определены эпохи оледенения в Европе и Северной Америке.

Абсолютный возраст Земли как планеты большинство ученых оценивает в 5 млрд. лет. Образование Земли и ее начальный этап развития относят к догеологической истории планеты. Горных пород догеологического этапа развития планеты практически не обнаружено, так как литосфера за миллиарды лет претерпела неоднократные и во многих районах коренные преобразования.

Геологический этап развития Земли имеет продолжительность 3,6 млрд. лет (по последним данным — около 4,2 млрд. лет). Он подразделяется на докембрий, продолжительность которого составляет более 3 млрд. лет, и фанерозой, охватывающий последние 570 млн. лет существования нашей планеты.

По степени развития органической жизни, характеру протекания геологических процессов и формированию рельефа земной поверхности геологическую историю Земли подразделяют на пять эр: архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую. Каждаяиз эр, кроме архейской, в свою очередь, делится на более мелкие этапы — периоды, выделяемые на основании анализа палеонтологических данных.

На протяжении геологической истории Земли периоды относительного спокойного тектонического развития литосферы неоднократно сменялись эпохами активного вулканизма и горообразования (орогенеза). Наиболее заметными и хорошо выразившимися в рельефе были рифейская (байкальская), каледонская, герцииская, мезозойская и альпийская эпохи орогенеза.

Все эпохи орогенеза представляют собой законченные тектонические циклы. В начале каждой эпохи происходит опускание значительных территорий и наступление моря на сушу (морские трансгрессии). В морских условиях накапливаются толщи осадочных горных пород. Затем происходят положительные тектонические движения, приводящие к отступлению моря (морские регрессии). Заканчивается тектонический цикл смятием горных пород в складки и горообразованием. Тектонические движения сопровождаются разрывами и разломами литосферы, интрузивным и эффузивным вулканизмом, который достигает наибольшей интенсивности в период горообразования в геосинклиналях. После каждой эпохи орогенеза площадь платформ увеличивается вследствие присоединения к ним геосинклинальных участков, которые в результате развития приобрели жесткость, свойственную платформам. " Краткое описание геологической истории Земли приводится в соответствии с геохронологической шкалой (табл. 4).

Архейская эра длилась около 1млрд. лет. Появившиеся на Земле простейшие организмы практически не сохранились в виде окаменелостей. Поэтому архей выделяется в основном по характеру залегания и составу мощных толщ осадочных и вулканических горных пород. Все они чрезвычайно сильно метаморфизованы и кристаллизованы.

Протерозойская эра охватывает период более 2 млрд. лет. В протерозое еще отсутствуют скелетные формы, но было много разнообразных низших животных и растений. В отложениях осадочных горных пород сохранились отпечатки сине-зеленых и нитчатых водорослей, медуз, кольчатых червей, губок и других организмов. Как и в архейскую эру, продолжали формироваться мощные отложения осадочных горных пород, их метаморфизация, сопровождавшаяся активным вулканизмом и складкообразованием. Особенно крупные эпохи складчатости имели место на стыке архея и протерозоя 2500—2700 млн. лет назад и в рифее. Следы рифейской, или байкальской, складчатости хорошо сохранились до наших дней (Таймыр, частично "Урал, Северный Казахстан, Тянь-Шань и обрамление Сибирской платформы и другие районы).

В архейскую и протерозойскую эры в результате неоднократно повторяющихся эпох складчатости и горообразования происходит постепенное слияние крупных участков литосферы "и образование прочных платформ — Восточно-Европейской, Сибирской, Китайской, Индийской, Аравийской, Австралийской, •Северо-Американской, Бразильской, Африканской и Антарктической. На платформах древние докембрийские породы смяты в складки, разбиты трещинами и перекрыты более молодыми ютложениями, которые не везде были нарушены последующими тектоническими движениями литосферы. Наиболее древние породы, слагающие докембрийский фундамент платформ, выходят на поверхность на кристаллических щитах—Балтийском, Анабарском, Украинском, Лабрадорском и других, где преобладали тектонические' поднятия и снос разрушенных пород.

Наряду с платформами к концу докембрия па Земле сохранились весьма подвижные Средиземноморско-Гималайская, Урало-Тянь-Шаньская, Монголо-Охотская, Грампианская, Аппалачская и Андийско-Кордильерская геосинклинальные области с активным вулканизмом, землетрясениями и горообразованием.

Докембрийские горные породы богаты различными полезными ископаемыми. Например, на Восточно-Европейской платформе имеются огромные запасы железных руд на Курской магнитной аномалии, в Кривом Роге и других районах. На Вольском полуострове находится уникальное месторождение .апатитов. В пределах Сибирской и "Африканской платформ открыты алмазоносные кимберлитовые трубки. Практически на всех платформах открыты и разрабатываются месторождения '.цветных и редких металлов.

Палеозойская эра, или эра древней жизни, длилась 340 млн. лет. Различия в фауне и флоре, петрографическом составе торных пород, особенностях тектонических движений и горообразования позволили разделить палеозойскую эру на кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский периоды.

Первая половина палеозоя (кембрий, ордовик, силур) совпадает с каледонским тектоническим циклом и характеризуется бурным развитием органической жизни в океане.

Кембрийский период отличается слабыми тектоническими процессами. Лишь в Урало-Тянь-Шаньской и Монголо-Охотской геосинклиналях  наблюдались  начало  каледонского горообразования и слабый вулканизм (Салаирский кряж и др.) В начале кембрия преобладали континентальные условия, которые затем сменились морскими трансгрессиями. Климатические условия были разнообразными. Об этом свидетельствуют отложения солей, гипса и известняков в условиях теплых морей, например, на Восточно-Европейской и Сибирской платформах и ледниковые отложения в Австралии. Фауна кембрия богата червями, медузами, трилобитами и другими беспозвоночными морскими организмами. Флора представлена различными водорослями, но появились и наземные растения, по-видимому,, лишайники.

Ордовикский период в первой половине продолжает оставаться тектонически спокойным. Лишь в конце его усилились каледонская складчатость и вулканизм в Казахстане, на Алтае, Урале и в Западной Европе. В ордовике усиливаются морские трансгрессии в связи с опусканием платформ. Климат Земли становится более влажным и мягким. Появляется огромное количество морских животных, в том числе различные кораллы, иглокожие, моллюски, граптолиты, трилобиты и др.

В силурийском периоде заканчивается эпоха каледонской складчатости мощными поднятиями и горообразованием. Сформировались Саяны, Восточный Алтай, горы Казахстана и Центральной Европы, Шотландии и Скандинавского полуострова (в Норвегии), Тиманский кряж. В районах горообразования усилилась вулканическая деятельность. С магматизмом связано образование месторождений руд железа и цветных металлов. В силуре появились первые рыбы, паукообразные и первые крупные наземные растения.

Вторая половина палеозойской эры совпадает с герцинским тектоническим циклом. Она характеризуется дальнейшей эволюцией органического мира, широким распространением наземных растений и животных.

В девонском периоде продолжались поднятие платформ и регрессия моря, начавшаяся в конце силура. Резко изменились климатические условия. В Южной Африке наблюдались оледенения. Теплый, даже жаркий и сухой климат установился на северных материках, где откладывались соли, гипс и: ' красноцветные глины. В связи с изменением физико-географических условий вымирают трилобиты, граптолиты и другие беспозвоночные животные. В девоне быстро распространились разнообразные рыбы, появились первые земноводные. Получили широкое развитие насекомые — клещи, пауки и скорпионы. Богаче стала наземная флора, в состав которой входили примитивные плауны и папоротники, образовавшие наиболее древние небольшие пласты каменного угля. В конце девона поднятия платформ сменились их опусканиями, сопровождающимися трансгрессиями моря. Некоторые платформы' претерпели деформации и разломы. Например, в результате разломов и опускания отдельных блоков на Восточно-Европейской платформе возникли  Днепровско-Донецкая  и (Восточно-Русская  впадина.  В девонских отложениях имеются запасы нефти,    газа,    различных   руд   и   других   полезных   ископаемых.

В каменноугольном периоде происходят главные 'События герцинского тектонического цикла. Начало периода характеризуется преобладанием опускания платформ и обширными морскими трансгрессиями. Влажный, мягкий климат, установившийся на Земле, вызвал развитие пышной растительности. Преобладали споровые, особенно древовидные хвощи, плауны и папоротники, способствовавшие образованию мощных залежей каменного угля. В морях господствовали кораллы, мшанки, фораминиферы и другие беспозвоночные. Как и в девоне, в изобилии представлены рыбы. Все более увеличивается количество земноводных и насекомых. В морях отложились толщи известняков'и терригенных осадков. В конце периода происходит поднятие платформ, складкообразование и мощный •орогенез в геосинклинальных областях, сопровождаемый активным вулканизмом. Поднимаются Уральские горы, Тянь-Шань, складчатые горы северного Казахстана, горы Центральной и Западной Европы (Гарц, Рейнские Сланцевые горы, складчатые сооружения севера Франции и юга Англии), Аппалачские горы.

Уменьшение водной поверхности планеты привело к формированию разнообразных климатических условий на Земле, в том числе вызвало оледенение некоторых районов в южном полушарии.

В пермском периоде продолжаются активное горообразование, поднятие платформ и усиление континентальное™ климата. На Сибирской платформе происходит мощное излияние лавы и образование покровных сибирских траппов. На севере Восточно-Европейской платформы сохранялся умеренный климат, и на базе пышной растительности образовались богатые месторождения каменного угля Печорского угольного бассейна. На юге платформы в сухом, жарком климате откладывались пласты соли и континентальные осадки. В животном мире появляются головоногие моллюски аммониты и рептилии, а в растительности споровые сменяются голосеменными.

В результате многократных мощных складчатостей и горообразования в палеозойской эре изменилось тектоническое строение значительной части литосферы. Отдельные платформы к концу палеозоя соединились и образовали два огромных жестких массива. В северном полушарии возникла Лавразия, включающая современные платформы Северо-Американскую, Восточно-Европейскую, Сибирскую и, возможно, Китайскую. В южном полушарии возникла Гондвана в результате объединения Аравийской, Индостанской, Австралийской и Африканской платформ. Между Лавразией и Гондваной располагалась Средиземноморская  геосинклиналь, занятая  морем, получившим название Океан Тетис. Геосинклинальные зоны размещались также на западной и восточной окраинах Тихого океана.

Мезозойская эра, продолжавшаяся 163 млн. лет, подразде^:ляется на триасовый, юрский и меловой периоды.

В мезозойскую эру наибольшее развитие складчатость и горообразование получили в тихоокеанском геосинклинальном поясе, поэтому мезозойский орогенез часто называют тихоокеанским. Многие ученые рассматривают его не как самостоятельный тектонический цикл, а как предварительный, начальный этап альпийского орогенеза.

Триасовый период в целом отличается слабыми тектоническими движениями. Происходит дальнейшее медленное поднятие платформ и усиление континентальности климата. Активный вулканизм наблюдался в Средиземноморско-Гималайской и Тихоокеанской геосинклиналях, а также на Сибирской платформе, где происходило дальнейшее образование траппов. В морях преобладали головоногие и другие моллюски, появились морские ящеры. Важнейшими представителями флоры стали голосеменные, особенно хвойные и гинкговые.

В юрский период начинается активная фаза мезозойской складчатости. Интенсивная складчатость и горообразование захватывают Сихотэ-Алинь, Нижнее Приамурье, Джуг-джур, Верхоянский хребет, Сунтар-Хаята, хребет Черского, Чукотское нагорье, Южный Китай, Индокитай, Кавказ, Крым, Кордильеры и некоторые другие районы. Горообразование сопровождалось сильным вулканизмом. В пределах платформ и областей горообразования произошли глубокие разломы и образовались впадины. Начался распад Гоидваны и Лавразии. Отделяется Северо-Американская платформа, и формируется северная часть Атлантического океана.

Опускание значительных участков земной поверхности вызвало обширные трансгрессии моря, что, в свою очередь, привело к смягчению климата. В юрском периоде богат и разнообразен животный мир. Из морских беспозвоночных достигли расцвета моллюски аммониты и белемниты. В изобилии появились пресмыкающиеся. В воде обитали ихтиозавры и плезиозавры, черепахи и крокодилы, на суше — динозавры, в воздухе— птерозавры. Появились первые птицы (археоптерикс). В составе наземной растительности преобладали папоротники и голосеменные.

В меловом периоде продолжается интенсивное горообразование, сопровождавшееся складчатостью и разломами литосферы. Мощные поднятия происходили в Андах. Продолжается дальнейший распад Гондваны и Лавразии. Возникли океанические впадины Индийского и южной части Атлантического океанов, произошло образование современных платформ. В этом периоде появляются различные птицы, насекомые и млекопитающие. Гигантских размеров достигли динозавры. В море,  кроме ранее упоминавшихся  организмов,  широкое распространение получили фораминиферы, из остатков организмов которых образовались толщи мела. В меловом периоде появились цветковые растения, голосеменные частично уступают покрытосеменным. В конце мела произошло вымирание-аммонитов и почти всех белемнитов, многих морских пресмыкающихся. Вымерли все динозавры и птерозавры.

Таким образом, в мезозойскую эру произошел распад Лавразии и Гондваны. Одновременно увеличиваются размеры отделившихся платформ в результате присоединения к ним участков геосинклиналей, где сформировалась жесткая литосферав процессе вулканизма и горообразования.

Горные породы мезозойского возраста богаты полезными ископаемыми. К ним относятся угольные бассейны Восточной Сибири, месторождения нефти и газа Западной Сибири и Мангышлака, фосфориты, строительные материалы и др. С интрузивными породами мезозоя связаны месторождения золота, олова, полиметаллов, ртути и других полезных ископаемых.

Кайнозойская эра, или эра новой жизни, продолжается последние 67 млн. лет. Она подразделяется на палеогеновый, неогеновый и антропогеновый периоды. В кайнозойскую эру развивается альпийский орогенез. В начале эры произошли опускание значительных участков платформ и мощные трансгрессии-распространились па большую часть Восточной Европы, Западную Сибирь и Среднюю Азию. В конце палеогена начались интенсивная складчатость и горообразование.

Альпийский орогенез с максимальной силой проявился; в Средиземноморско-Гималайской геосинклинали. Сформировались крупнейшие горные системы: Атлас, Пиренеи, Апеннины, Альпы, Карпаты, Балканы, горы Малой Азии, Эльбрус, Копетдаг, Памир, Гималаи, горы Камчатки и Сахалина. Получили дальнейшее развитие Крымские горы, Кавказ, Алтай,. Тянь-Шань, Анды и Кордильеры. В эпоху альпийского орогенеза произошли обширные разломы в Восточной Африке, образовалась впадина Красного моря. В конце неогена материки приобретают очертания, близкие к современным.

Альпийский орогенез сопровождался интенсивным вулканизмом, распространение которого было близким к существующему в настоящее время.

В кайнозойскую эру наблюдались значительные изменения климата. В палеогене благодаря морским трансгрессиям на обширных территориях он был теплым, влажным, без резких колебаний температур. В неогене с уменьшением водной поверхности планеты климат становился континентальным. В антропогеновом периоде климатические условия северного полушария продолжали ухудшаться. Наступившее похолодание вызвало-образование горного, а затем мощного материкового оледенения на севере Европы и Северной Америки. В связи с колебаниями климата выделяются несколько эпох оледенения, во< время которых ледники опускались далеко  к  югу и  значительно увеличивались по площади. В межледниковые эпохи климат становился значительно теплее, ледники таяли и отступали далеко на север, но не исчезали полностью. Потепление в конце антропогеиа привело к полному таянию материковых льдов, за исключением Антарктиды и Гренландии, и постепенному формированию современных климатических условий.

В растительности палеогена и неогена наряду с голосеменными появляются покрытосеменные растения: дуб, бук, береза, клен, пальмы и др. Меняется характер растительности. Если в начале палеогена господствовали субтропические и тропические теплолюбивые растения (магнолии, пальмы и др.) на большей части суши, то в конце неогена и особенно в антропогене в связи с оледенением в умеренных широтах сохраняются лишь морозоустойчивые и сухолюбивые виды.

Фауна палеогена и неогена обогащается новыми видами животных и насекомых. В морях сохраняется обилие простейших организмов, различных моллюсков и рыб. На суше многие вымершие виды пресмыкающихся заменены млекопитающими и птицами. Появляются лошади, антилопы, носороги и другие копытные, мамонты, многочисленные хищники, грызуны и насекомоядные. Некоторые млекопитающие уходят в море (киты, моржи и др.). Происходит развитие человекообразных.

В антропогене на Земле появился человек. После эпохи оледенения он расселился по всей планете и оказывает решающее влияние на ее растительный и животный мир.

Альпийская эпоха горообразования продолжается и в настоящее время. Происходят поднятия крупных горных систем, прогибы участков океанического дна, образование рифтовых разломов. Во многих районах земного шара наблюдается активная вулканическая деятельность.

Кайнозойские отложения вмещают различные полезные ископаемые. На Сахалине, Апшеронском полуострове, в Туркмении, в предгорьях Кавказа и Карпат открыты месторождения нефти и газа в палеогеновых отложениях. К такому же возрасту относятся месторождения углей на Сахалине, марганца в Никополе (Украина) и Чиатури (Грузия), железных руд на Керченском полуострове и др. На дне морей продолжаются отложения фосфоритов, марганца, железа и других полезных ископаемых. В высыхающих водоемах накопляются толщи различных солей.

Геохронологическая таблица

Эпоха орогенеза	Эра		Период	Начало, млн. лет назад	Продолжительность, млн. лет	Характер тектоники	Районы орогенеза
Альпийская	Кайнозойская		Аптротюгеповый (четвертичный)	1,5	1,5	Интенсивноескладкообразованиеиорогенез	СредиземноморскаяиТихоокеанскаягеосинклинали:Атлас,Пиренеи,Альпы,Карпаты,Крым,
			Неогеновый	25	23,5	Опусканиесуши.Трансгрессииморя	Кавказ,Копетдаг,Памир,Тянь-Шань,Гималаи,Камчатка,Анды, Кордильеры,Алтай
			Палеогеновый	67	42
Мезозойская	Мезозойская		Меловой	137	70	Интенсивноегорообразование	РаспадЛавразиииГондваны.ПоднятиеАид,горТихоокеанской гряды
			Юрский	195	58	Горообразование.Вулканизм.Опусканиесуши. Трансгрессииморя	Сихотэ-Алинь,Северо-Восточная Азия,Кавказ,Крым,Кордильеры, Индокитай,ЮжныйКитай
			Триасовый	230	35	Общееподнятиесуши	Тихоокеанская,геосинклиналь. ВулканизмнаСибирскойплатформе
Герципская	Палеозойская		Пермский	285	55	Общееподнятиесуши
		Каменноугольный		350	65	Поднятиесуши,регрессии моря.	Урал,Тянь-Шань,Центральная Европа,Аппалачи,Алтай,Саяны, Казахстан
		Девонский		410	60	Опусканиесушит,трансгрессииморя
Каледонская		Силурийский		440	30	Складчатость,орогенез, вулканизм	Саяны,ВосточныйАлтай,ЦентральныйКазахстан,Тиманский кряж,Шотландия,Скандинавия, ЦентральнаяЕвропа
		Ордовикский		500	60	Складчатость,орогенез	Алтай,Казахстан,Урал,Западная Европа ^у
		Кембрийский		570	70	Трансгрессииморя,слабые.тектоническиепроцессы	Урало-Тяпь-ШаньскаяиМонголо-Охотскаягеосинклинали
Рифейская	Протерозойская	Верхний(рифей)		1600	1030	Формированиедокембрий-скихплатформигео'сиИ-	Таймыр,Ур'ал,Тянь-Шань,Китайскаяплатформа,Австралия,
		Средний		1900	300	клиналей	Африка,ЮжнаяАмерика
		Нижний		2600	700
	Архейская			3600	1000

Дополнительная литература (стр. 54-83):Фоменко А.Н. Общая физическая география и геоморфология: учебник  /  А.Н. Фоменко, В.И. Хихлуха. – М.: Недра, 1987.

Лекция№4

Физические свойства и процессы в атмосфере

План:

1. Строение и характеристика свойств атмосферы.

2. Роль атмосферы в глобальном круговороте вещества.

3. Общая циркуляция атмосферы.

4. Воздействие солнечной радиации, циркуляции воздушных масс, влажности и термических условий на окружающую среду и человека.

Природно-антропогенные особенности атмосферы

Характеристика и физические особенности процессов

 в атмосфере

Атмосфера, ее состав

Условием появления и развития жизни на Земле является атмосфера — окружающая Землю газовая среда, воздушный бассейн. По объему и составу образующих газов атмосфера Земли резко отличается от газовых оболочек других планет Солнечной системы.

Земная атмосфера простирается на высоту 1,5—2 тыс. км над уровнем моря или суши, то есть составляет около 1/3 радиуса нашей планеты. Ее суммарная масса определяется по силе давления на поверхность Земли и равняется 5,15 * 10¹⁵ т.

Атмосферный воздух — это механическая смесь газов с взвешенными каплями воды, пыли, кристаллами льда и пр. Атмосферное давление и плотность с высотой убывают, и атмосфера без резкой границы постепенно переходит в космическое пространство.

Различают несколько основных слоев атмосферы. Нижний, прилегающий к земной поверхности, называется тропосферой (высота — 8—10 км у полюсов и 16—18 км — над экватором). Температура воздуха с высотой постепенно понижается — в среднем на 6°С на каждый километр высоты, что заметно проявляется не только в горных районах, но и на возвышенностях Беларуси. В тропосфере содержится до 80 % всей массы воздуха, основное количество атмосферных примесей и практически весь водяной пар. Именно в этой части атмосферы на высоте 10—12 км образуются облака, возникают грозы, дожди и другие физические процессы, формирующие погоду и определяющие климатические условия в разных областях нашей планеты.

Выше начинается стратосфера, которая простирается до высоты 50—55 км от поверхности океана или суши. Этот слой атмосферы значительно разрежен, количество кислорода и азота уменьшается, а водорода, гелия и других легких газов увеличивается. Образующийся здесь озоновый слой (экран) поглощает ультрафиолетовую радиацию и сильно влияет на тепловые условия поверхности Земли и физические процессы в тропосфере.

На высоте 55—80 км находится мезосфера, между 80—800 км расположена термосфера, в составе которой преобладают гелий и водород; часть молекул разлагается космическим излучением на атомы и ионы, температура на высоте 400 км достигает 1500 °С. Мезосфера и термосфера вместе образуют мощный слой, называемый ионосферой (область заряженных частиц — ионов и электронов).

Самая верхняя, сильно разреженная, часть атмосферы составляет экзосферу. В ней преобладают газы в атомарном состоянии, температура повышается до 2000°C. Газы экзосферы затем рассеиваются в межпланетном пространстве.

Наибольшее воздействие на жизнедеятельность человека и всех живых существ оказывает приземный слой атмосферы. Химический состав воздуха у поверхности Земли в нормальных условиях примерно следующий: азот — 78 %, кислород — 21 %, углекислый газ — 0,03 %, аргон — 0,93 %, неон, гелий, водород, озон, метан и другие газы — сотые доли процента. Именно такой состав атмосферы обусловил существование жизни на нашей планете. В течение суток человеку необходимо для дыхания примерно 13 м³воздуха. Человек может прожить без пищи 5 недель, без воды — 5 дней, без воздуха — 5 минут.

Самая важная для человека составная часть воздуха — кислород. В теле человека содержится около 65 % кислорода, и при его недостатке нарушается деятельность всех органов (прежде всего легких, сердца, головного мозга). Кислород необходим живым организмам для потребления в разнообразных реакциях окисления. Исключение составляют зеленые растения, с которыми атмосферный кислород находится в двустороннем взаимодействии.

Атмосфера оказывает благодатное воздействие на климат Земли, предохраняя ее от чрезмерного охлаждения и нагревания. Суточные колебания температуры на нашей планете без атмосферы достигли бы 200 V: днем +100 °С и выше, ночью -100 °С. Внастоящее время средняя температура воздуха у поверхности Земли равна +14 °С. Атмосфера пропускает тепловое излучение Солнца и сохраняет тепло, в процессе большого кругооборота она играет роль переносчика влаги на Земле, является средой распространения света и звука. Изменение сложившихся физических и химических свойств атмосферы может отрицательно сказаться на здоровье людей, их работоспособности, продолжительностижизни.

Атмосферный воздух широко используется как природный ресурс в народном хозяйстве. Из атмосферного азота производятся минеральные азотные удобрения, азотная кислота и ее соли. Аргон и азот применяются в металлургии, химической и нефтехимической промышленности (для осуществления ряда технологических процессов). Из атмосферного воздуха получают также кислород и водород.

Последствия загрязнения атмосферы

Атмосферные загрязнения оказывают многообразное вредное влияние на организм человека, животных, растения и микроорганизмы, вызывают глобальные изменения в биосфере, наносят ощутимый экономический ущерб.

Повышенный уровень загрязнения атмосферного воздуха отражается, прежде всего, на здоровье людей. Многочисленными исследованиями доказано, что в промышленных центрах с высоким уровнем загрязнения воздуха резко возрастает количество заболеваний, особенно среди людей старшего возраста и детей, повышается смертность, Взвешенные частицы дыма и сажи поглощают солнечный свет, при этом теряется значительная часть ультрафиолетовых лучей, представляющих наибольшую ценность для здоровья людей и животных. Ультрафиолетовая недостаточность часто становится причиной заболеваний рахитом и авитаминозом. Загрязненный воздух вызывает раздражения и болезни дыхательных путей — бронхит, эмфизему, астму.

Особенно опасны воздействия на человека канцерогенных веществ, которые способствуют развитию раковых и других опухолевых образований. Канцерогенные вещества образуются врезультате частичного синтеза при неполном сгорании топлива. Их источниками являются выхлопные газы автотранспорта, авиации, промышленные отходы при сжигании твердого и жидкого топлива, газы, образующиеся в процессе переработки нефти.

Через атмосферныйвоздух распространяются радиоактивныезагрязнения. Наибольшей биологической активностью обладают рентгеновские и гамма-лучи. Большую опасность для здоровья человека представляет стронций, который накапливается в костной ткани, в результате развиваются рак, белокровие идругие заболевания.

Признаки и последствия действий загрязнителей воздуха на организм человека большей частью выражаются в ухудшении общего состояния здоровья: появляются головные боли, тошнота, чувство слабости, снижается или теряется трудоспособность, сопротивляемость организма инфекциям. Неприятные запахи, запыленность, шумы и другие загрязнители воздушной среды вызывают ощущение дискомфорта, что психологически отрицательно воздействует на людей.

Животные так же, как и человек, подвергаются влиянию загрязнения воздушного бассейна. Находящиеся в атмосфере и выпадающие из нее вредные вещества поражают животных через дыхательные органы и проникают в организм вместе со съедаемыми запыленными растениями. Под влиянием острых и хронических отравлений животные болеют, теряют аппетит и массу; известны случаи падежа скота и диких животных. Происходят генетические преобразования, которые вызывают наследственные изменения, особенно под воздействием радиоактивного загрязнения. Загрязнители атмосферы взаимодействуют с естественными элементами биосферы и природными процессами. В итоге идет перенос загрязняющих веществ из воздуха через растения и воду в организм животных.

Развитие растительности на Земле во многом обусловлено чистотой воздушной среды. Действие загрязняющих веществ на растения зависит от вида загрязнителей, их концентрации, длительности воздействия, относительной восприимчивости видов растений и стадии их физиологического развития. Видимыми симптомами повреждения, то есть внешними признаками заболеваний растений, является, прежде всего, загрязнение от сажи, летучей золы, цементной пыли, оксидов железа и др. В условиях городской среды имеет место интегральный эффект влияния на растения различных загрязнителей и токсичных веществ. Наиболее чувствительны растения к воздействию сернистого газа (SО₂), соединений фтора (HF, SiF₄), соединений хлора (НС₁). Загрязнение воздуха приводит к замедлению роста, снижению качества лесных насаждений, заболеваниям и гибели растительности.

Загрязнение воздушного бассейна вызывает значительные потери в народном хозяйстве. В промышленном производстве — это разрушение металлических конструкций, крыш и фасадов зданий, снижение качества выпускаемой продукции. Высокие концентрации в воздухе окислов серы, азота и углерода ускоряют процессы разрушения строительных материалов и коррозии металлов. Установлено, что в индустриальных городах сталь ржавеет в 20, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности. Аналогичный ущерб наносится жилищно-коммунальному хозяйству городов, объектам социально-культурной сферы, памятникам архитектуры и искусства, находящимся на открытом воздухе.

Загрязнение атмосферы наносит огромный ущерб сельскому хозяйству. Существует зависимость недобора урожая сельскохозяйственных растений от содержания загрязнителей ввоздухе Установлено отрицательное влияние фенола, пыли и сернистого ангидрида на урожайность озимой пшеницы. При снижении концентрации пыли на 0,1 мг/м³ урожайность пшеницы возрастает на 0,36 ц/га. С загрязнением воздуха и других компонентов окружающей среды связано снижение продуктивности сельскохозяйственных животных.

Регламентация качества и контроль за состоянием воздушного бассейна

Качество атмосферного воздуха рассматривается как совокупность присущих ему свойств, которые определяют степень воздействия химических, физических и биологических факторов на окружающую среду. Нормирование качества атмосферного воздуха осуществляется с целью установления обоснованных предельно допустимых нормативов воздействия на атмосферный воздух, гарантирующих безопасность здоровья населения и окружающей среды. Для оценки состояния атмосферного воздуха на территории Республики Беларусь действуют единые нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (ориентировочно безопасных уровней воздействия) и уровней вредных физических и иных воздействий на него. Подробнее сущность экологического нормирования и оценки качества природной среды раскрыта в гл. 14.

Качество атмосферного воздуха регулируется также нормативами:

— предельных объемов образования загрязняющих веществ при эксплуатации технологического и другого оборудования, сооружений и объектов;

— потребления атмосферного воздуха для производственных нужд;

— содержания загрязняющих веществ в отработанных газах и вредных физических и иных воздействий передвижных источников на атмосферный воздух;

— удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Наблюдение и контроль за состоянием воздушного бассейна страны осуществляется в рамках Национальной системы мониторинга Республики Беларусь. Наблюдение за состоянием атмосферноговоздуха по химическим, физическим, биологическим и другим показателям проводят органы гидрометеорологической и санитарно-эпидемиологической служб. Они располагают широкой сетью станций и постов наблюдения, соответствующими лабораториями.

Государственный контроль ставит своей целью обеспечить исполнение правил, требований и нормативов по охране атмосферного воздуха; он возложен на органы управления по природным ресурсам и охране окружающей среды. Отраслевые министерства и ведомства проводят контроль за проектированием, строительством и эксплуатацией сооружений, оборудования и аппаратуры для очистки выбросов загрязняющих веществ в воздушное пространство, а также за оснащением их приборами, необходимыми для постоянного наблюдения за эффективностью очистки, величиной выбросов на подведомственных им субъектах хозяйствования.

Наблюдение и контроль на локальном уровне представляет собой подсистему режимного отслеживания за уровнем загрязнения воздуха основными и специфическими вредными веществами, содержащимися в газах, выбрасываемых предприятиями и транспортом. Используются как сеть стационарных постов, расположенных в различных частях городов и на границах санитарно-защитных зон, так и специальные передвижные лаборатории. Производственный контроль проводят субъекты хозяйствования, они же проверяют исполнение планов и мероприятий по охране атмосферного воздуха, его рациональному использованию, сохранению нормативов качества.

Наблюдения за воздушной средой, проводившиеся в 90-е годы, показали, что выбросы загрязняющих веществ в Беларуси постепенно снижались, уровень загрязнения атмосферного воздуха основными вредными веществами был ниже санитарно-гигиенических норм. Вместе с тем, на территории, где проживает 4,4 млн. человек, наблюдались разовые концентрации, превышавшие нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК).

Географическое положение Беларуси в центре Европы обусловливает значительное трансграничное загрязнение атмосферного воздуха. Иными словами, источники такого загрязнения расположены на территории других государств, в основном западноевропейских. Наиболее интенсивно происходит перенос закисляющих соединений, вызванных техногенными выбросами оксидов серы и азота. По данным 1994 г., на территорию Беларуси выпало 301 тыс. т серы, в том числе из собственных источников — 43 тыс. т (14 %), 114,3 тыс. токисленного азота (из собственных источников — 7,2 тыс. т, или 6 %), 82 тыс. т восстановленного азота (от собственных источников — 63,4 тыс. т,или 35 %). Республикой Беларусь подписана и выполняется Конвенция 1979 г. о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Разрабатывается система наблюдений и оценки источников и степени такого загрязнения, мероприятии, направленных на сокращение объема выбросов, вызывающих трансграничное загрязнение воздуха.

Основные направления охраны атмосферы

Защита атмосферного воздуха от загрязнений предусматривает систему мероприятий.

Группа санитарно-технических мероприятий: установка газопылеочистного оборудования, герметизация технологического и транспортного оборудования, сооружение сверхвысоких дымовых труб. Одна из основных мер предотвращения загрязнения атмосферного воздуха — строительство газоочистных сооружений и устройств. Наиболее распространены сухие инерционные золоулавливатели (батарейные циклоны) и электрофильтры. В мокрых инерционных золоулавливателях процесс осаждения частиц летящей золы осуществляется с участием воды.

При невозможности или нецелесообразности использования пылегазоулавливающих устройств применяют прием рассеивания загрязняющих веществ через высокие исверхвысокие дымовые трубы. Этот метод не позволяет защищать воздушную среду от поступления токсичных примесей, но дает возможность существенно снизить их приземную концентрацию до уровня ПДК. Сущность метода заключается в том, что мощные потоки дымовых газов, двигаясь в трубе с высокой скоростью за счет естественной тяги, рассеиваются на значительном расстоянии от источника загрязнения.

Группа технологических мероприятий: улучшение технологии производства и сжигания топлива; создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, при которых исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу. В то же время решается важная задача — утилизация и возвращение в производство ценных продуктов, сырья и материалов.

Группа планировочных мероприятии: оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом "розы ветров", создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий, вынос наиболее токсичных производств за черту города, рациональная планировка городской застройки, озеленение городов.

При проектировании, строительстве, реконструкции городов и других населенных мест необходимо учитывать "розу ветров" (преобладающее направление), состояние атмосферного воздуха и прогноз его изменения. В городах не разрешается размещать промышленные предприятия (металлургические, химические и др.), распространяющие пылевидные и газообразные выбросы и тем самым сильно загрязняющие атмосферный воздух. Такие предприятия следует располагать вдали от крупных городов и с подветренной стороны для господствующих ветров по отношению к ближайшему жилому району. С учетом пре обладания западных исеверо-западных ветров в городах Беларуси промышленные предприятия размещаются преимущественно на восточных и юго-восточных окраинах.

Размещение, проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию новых и реконструируемых промышленных и сельскохозяйственных комплексов, предприятий, сооружений и других объектов должно обеспечить сохранение нормативов качества атмосферноговоздуха. Совокупность выбросов, а также вредных физических и других воздействий от проектируемых и действующих предприятий не должна приводить к превышению нормативов ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Субъекты хозяйствования, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ, должны оснастить источники выбросов сооружениями, оборудованием и аппаратурой для очистки этих выбросов, а также средствами контроля за количественным и качественным составом выбрасываемых веществ.

Планировочные мероприятия, но оздоровлению окружающей среды включают также приемы застройки и озеленения территории города, функциональное ее зонирование, учет местных природно-климатических факторов, сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства и др. С целью охраны атмосферного воздуха на территориях населенных мест при размещении новых объектов и реконструкции действующих устанавливаются санитарно -защитные зоны. Санитарно-защитная зона — это территория вокруг предприятия, где возможно превышение ПДК для одного или нескольких загрязняющих веществ. Проживание людей в такой зоне не предусматривается, однако в крупных городах это правило часто не выполняется. Размер зоны определяется в зависимости от класса (токсичности) загрязнителя, типа промышленного предприятия и его производственной мощности. Санитарно -защитная зона должна быть озеленена газоустойчивыми древесно-кустарниковыми породами.

Большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных зон. Известно, что зеленые насаждения — "легкие" города. Они очищают воздух от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум в жилых кварталах, повышают влажность воздуха в жаркие дни. Один гектар зеленых насаждений за год очищает 10 млн. м³ воздуха, а за час поглощает 8 кг углекислого газа, который выдыхают за это время 200 человек. Газозащитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадки, видового состава деревьев и кустарников, времени года.

Учитывая важную роль зеленых насаждений, в Беларуси Последовательно проводится принцип озеленения населенных мест. В проектах застройки городских поселений отражается система мероприятий по созданию, сохранению и использованию зеленых насаждений для улучшения условий жизни населения, оздоровления воздушного бассейна, рационального использования природного ландшафта. Площадь зеленых массивов и насаждений в городах Беларуси составляет около 40 тыс. га, из них в г. Минске — 5,7 тыс. га. На одного горожанина страны приходится 60 м² зеленых насаждений, на каждого жителя столицы — 33 м, по генеральному плану развития г. Минска этот показатель намечается значительно увеличить.

Состояние воздушной среды крупных и средних городов во многом обусловлено наличием пригородной зеленой зоны, занятой преимущественно лесами, лесопарками и другими зелеными насаждениями. Первые зеленые зоны в Беларуси появились с 1945 г. вокруг городов Бобруйска, Барановичей, Борисова, Бреста, Вилейки, Витебска, Гомеля, Гродно, Лиды, Мозыря, Молодечно, Осиповичей и Минска. В настоящее время их около 120 с общей площадью более 1,2 млн. га. Самая большая зеленая зона — вокруг г. Минска, в радиусе до 80 км, площадью до 300 тыс. га, что обеспечивает около 180 м- зеленых насаждений в расчете на одного минчанина.

Регулирование состояния воздушной среды

В перспективе важно не допустить увеличения удельных выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн, а в отдельных видах хозяйственной деятельности обеспечить их уменьшение. Этим целям служат законодательные акты, система организационно-технических и экономических мероприятий, направленных на предотвращение загрязнения атмосферного воздуха.

Правовое регулирование состояния воздушной среды в нашей стране осуществляется в соответствии с Конституцией Республики Беларусь, Законом Республики Беларусь "Об охране атмосферного воздуха" (1997), который устанавливает правовые и организационные основы норм хозяйственной и иной деятельности в области использования и охраны атмосферного воздуха, и другими нормативно-правовыми актами.

Основными задачами правового регулирования в области охраны атмосферного воздуха являются:

♦ регулирование отношений в области охраны атмосферного воздуха в целях обеспечения благоприятной среды обитания для человека, сохранения, улучшения и восстановления состояния атмосферного воздуха;

♦ предотвращение и снижение уровней вредного химического, физического, биологического и иного воздействия на атмосферный воздух;

♦ обеспечение рационального использования атмосферного воздуха для производственных нужд;

♦ укрепление правопорядка и законности в области охраны атмосферного воздуха.

В соответствии с Законом Республики Беларусь "Об охране атмосферного воздуха" граждане страны имеют право на экологически безопасное для их жизни и здоровья состояние атмосферного воздуха, вместе с тем они обязаны соблюдать санитарные и другие нормы и правила в этой области. Закон устанавливает права и обязанности предприятий, учреждений, организаций и других субъектов хозяйствования в процессе использования атмосферного воздуха.

Правовое регулирование качества атмосферного воздуха включает, прежде всего, установление нормативов предельно допустимой концентрации (ст. 21) и нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) (ст. 22) загрязняющих веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него. Нормативы ПДВ устанавливаются отдельно для стационарных и передвижных источников.

Субъекты хозяйствования, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, обязаны проводить организационно-хозяйственные, технические и иные мероприятия для выполнения условий и требований, предусмотренных разрешениями на выброс, принимать меры по снижению выбросов загрязняющих веществ, обеспечивать бесперебойную, с показателями не ниже проектных, работу и поддержание в исправном техническом состоянии сооружений, оборудования и аппаратуры для очистки выбросов и контроля за ними, а также осуществлять постоянный учет количества и состава загрязняющих атмосферный воздух веществ.

В случае нарушения условий и требований, предусмотренных разрешениями, если возникает угроза здоровью населения, выброс загрязняющих веществ в атмосферу должен быть приостановлен или запрещен вплоть до прекращения деятельности предприятий, организаций и учреждений. Все передвижные источники должны подвергаться контролю на соответствие установленным нормативам содержания загрязняющих веществ в отработанных газах. Запрещается производство, выпуск после ремонта и эксплуатация передвижных источников, у которых содержание загрязняющих веществ в отработанных газах превышает установленные нормативы.

Законодательно закреплены требования по охране атмосферного воздуха при использовании средств защиты растений и других препаратов в сельском и лесном хозяйстве, добыче полезных ископаемых, размещении и эксплуатации терриконов, ванное складирование в населенных пунктах производственных, бытовых и иных отходов, их сжигание, кроме случаев, когда сжигание осуществляется с использованием специальных установок и соблюдением требований по охране атмосферного воздуха.

Экономические рычаги охраны и рационального использования атмосферного воздуха включают:

♦ планирование и финансирование мероприятий по охране атмосферного воздуха;

♦ установление лимитов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

♦ установление нормативов платы и размеров платежей за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух и вредные физические и иные воздействия;

♦ установление нормативов платы и размеров платежей за потребление атмосферного воздуха для производственных целей;

♦ установление нормативов платы за превышение лимитов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;

♦ предоставление субъектам хозяйствования налоговых, кредитных и других льгот при внедрении ими малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий, использовании нетрадиционных видов энергии, осуществлении других эффективных мер по охране атмосферного воздуха;

♦ покрытие ущерба, нанесенного окружающей среде и здоровью людей в результате загрязнения атмосферного воздуха.

Регулирование состояния воздушной среды в Республике Беларусь на период до 2010 г. связано с осуществлением ряда организационно-технических мероприятий. В теплоэнергетике это совершенствование системы сбора, транспортировки и переработки попутных газообразных продуктов, снижение выбросов серы и окислов азота за счет перевода энергоустановок на потребление природного газа и повышение эффективности процессов сжигания топлива, усиление контроля за выбросами, использование нетрадиционных экологически чистых методов производства энергии. В других отраслях промышленности — модернизация действующих пылегазоочистных установок, ввод в действие нового пылегазоочистного оборудования, совершенствование технологических процессов. На автомобильном транспорте — разработка и внедрение новых стандартов на нормы выбросов, перевод автотранспорта на сжатый и сжиженный газ, внедрение специальных нейтрализаторов для отработавших газов и фильтров сажи, повсеместное создание диагностических постов и пунктов контроля технического состояния автомобилей. Комплекс мер по охране воздушного бассейна включает также использование более точных методик оценки и прогнозирования уровней атмосферного загрязнения, введение национальных стандартов уровней выбросов в атмосферу, отвечающих международным нормам.

Внедрение достижений научно-технического прогресса в производство и быт человека требует разработки соответствующих мер по охране атмосферного воздуха от шума, вибрации, электромагнитных полей, радиации и других вредных физических воздействий. В целях борьбы с производственными и другими шумами предусматривается:

♦ внедрение малошумных технологических процессов;

♦ улучшение конструкции передвижных источников шума, а также эксплуатационных качеств (качествасодержания) железнодорожных  и трамвайных путей, автомобильных дорог, уличных покрытий;

♦ размещение аэродромов и аэропортов, промышленных и других сооружений и оборудования, которые являются источниками шума, на расстоянии, обеспечивающем экологическую безопасность населенных пунктов и районов жилой застройки;

♦ проведение организационных мероприятий по предупреждению и снижению бытовых шумов (в квартирах, дворах жилых домов, на улицах, в местах отдыха и других общественных местах).

Проведение организационно-технических и иных мероприятий позволило уменьшить в 1998 г. выбросы загрязняющих веществ в атмосферное пространство Беларуси на 8448 т. При этом основной эффект был достигнут за счет совершенствования технологических процессов (60 % общего сокращения выбросов), ввода в эксплуатацию новых пылегазоочистных установок и сооружений (5 %), повышения эффективности действующих пылегазоочистных установок (24 %), ликвидации источников загрязнения (более 1 %), перепрофилирования других предприятий на выпуск другой продукции (около 5 %).Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002.(стр. 66-67, стр. 74-81)

Лекция №5

Влияние деятельности человека на атмосферу

План:

1. Антропогенные и естественные источники атмосферных примесей.

2. Роль антропогенного фактора в образовании парникового эффекта, деградации озонового слоя, выпадении кислотных осадков и локальном загрязнении воздуха.

3. Основные направления охраны атмосферы.

4. Методы и способы снижения антропогенного загрязнения атмосферы.

Основные источники и виды загрязнения воздушного бассейна

Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как нормальная жизнедеятельность людей требует не просто воздуха, но воздуха определенной чистоты. От качества воздуха зависят здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий и сооружений. В процессе антропогенной деятельности атмосфера подвергается изъятию газовых элементов, загрязнению газовыми примесями и вредными веществами, нагреванию и самоочищению. Привнесение в воздушную среду каких-либо новых веществ, не характерных для нее, называется загрязнением.

Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во второй половине XX в., то есть в период научно-технической революции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработкой и потреблением электроэнергии, выпуском и использованием в большом количестве транспортных средств. В итоге отмечается изменение газового состава атмосферы: рост концентрации некоторых ее компонентов (углекислого газа — на 0,4 % , метана — на 1 % , закиси азота — на 0,2 % и др.) и появление новых загрязняющих веществ.

Загрязнение атмосферного воздуха может быть локальным, региональным и глобальным. Масштабы загрязнения связаны смощностью выброса и характером воздушных потоков. Локальное загрязнение обусловлено одним или несколькими источниками выбросов, зона влияния которых определяется, главным образом, изменчивой скоростью и направлением ветра. Под региональным загрязнением понимается загрязнение атмосферного воздуха на территории в сотни километров, которая находится под воздействием выбросов крупных производственных комплексов. Глобальное загрязнение, распространяется на тысячи километров от источника загрязнения и нередко смыкается в пределах всего земного шара. Это относится, прежде всего, к Северному полушарию планеты.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются природные, производственные и бытовые процессы. Естественное, или природное, загрязнение происходит за счет естественных факторов: пылевых бурь, извержения вулканов, выдувания почв, лесных пожаров, различных продуктов растительного, животного или микробиологического происхождения.

Производственное загрязнение образуется в результате деятельности промышленных, сельскохозяйственных, строительных предприятий и при работе различных видов транспорта. На территории Беларуси основные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух связаны с работой автомобильного транспорта (три четверти всех выбросов), промышленных предприятий и строительного комплекса. За период 1990—1999 гг. в результате усиления контроля за выбросами, увеличения доли природного газа в топливно-энергетическом балансе страны, спада производства в ряде отраслей промышленности произошло снижение объёма выбросов от стационарных источников в3,1 раза. Динамика показателей, характеризующих состояние и охрану воздушного бассейна, отражена в табл. 1.

Таблица1

Основные показатели, характеризующие состояние и охрану воздушного бассейна Республики Беларусь*

Показатель	1990г.	1995г.	1999г.	2010г.(прогноз)
1	2	3	4	5
Всего выбросов вредных веществ от стационарных источников, тыс. т.	1 173,3	508,1	374,2	1160-1180
В том числе:
твёрдых веществ	132,7	50,9	41,6	131,5-133,8
сернистого ангидрида	563,4	218,2	124,9	479,9-488,2
окислов азота	101,6	54,6	50,5	89,0-90,5
окиси углерода	192,0	96,2	85,0	204,2-207,7
Уловлено (обезврежено) вредных веществ, отходящих от стационарных источников, тыс. т.	3 998,0	2 056,6	2 693,0	...
Удельный вес улавливаемых (обезвреженных) вредных веществ в общем количестве этих веществ, отходящих от стационарныхисточников,%	77,4	80,	87,8	83,0-85,0
Выбросы вредных веществ от передвижных источников, тыс. т.	2229	1692,5	1047,0	2060 — 2070
Выбросы вредных веществ от стационарных источников в расчете на душу населения	114	49	37	…
Выбросы вредных веществ от стационарных источников на 1 млрд. р. ВВП, т.	419	2,9	5,47	34 — 38

*Данная и другие таблицы второго раздела учебника составлены по источникам: Национальная стратегия устойчивого развития Республики Беларусь. Мн., 1997; Окружающая среда и природные ресурсы Республики Беларусь. 1999: Стат. сб. Мн., 1999.

Промышленные источники загрязнения анализируются по отраслям, а также по ингредиентам (составу загрязняющих веществ). В глобальном масштабе наиболее крупными загрязнителями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, химия и нефтехимия, промышленность строительных материалов.

Тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали и отопительные котельные потребляют более одной трети добываемого в мире топлива и занимают ведущее место среди других отраслей промышленности по загрязнению воздушного бассейна окислами серы, азота и пылью. Вследствие техногенной деятельности человека увеличивается концентрация оксида и диоксида углерода в атмосфере. В форме продуктов сжиганиятоплива в атмосферу планеты ежегодно вносится 7 * 10¹⁰ т. СО. В наибольшей степени загрязняют атмосферу опасными углеродными смесями пять стран, на долю которых приходится более половины всех выбросов в мире, это: США — 23 %, Китай — 13,9 %, Россия — 7,2% , Япония — 5 % , Германия — 3,8 % . Если потребление минерального топлива будет возрастать, то это может обусловить нежелательные последствия для климата Земли, в частности, повышение температуры на 1,5—2°С.

Другие промышленные предприятия выбрасывают в воздушный бассейн свои специфические примеси. Так, с черной и цветной металлургиейсвязано образование в атмосфере огромного количества пыли, угарного газа, окислов азота и серы, фенола, формальдегида и многих других вредных веществ. Быстрое развитие химической и нефтехимической промышленности ведет к образованию в атмосфере и на поверхности Земли большого количества стойких токсических кислот. Машиностроение дает выбросы угарного газа, окислов азота, фенола, формальдегида, щелочей и других вредных веществ — спутников литейного, гальванического и красочного производств. В промышленности строительных материалов наиболее мощными выбросами вредной пыли отличаются предприятия по производству цемента.

Газообразные выбросы промышленных предприятий образует в атмосферном воздухе аэродисперсные системы и в результате турбулентного движения и других процессов долгое время удерживаются в воздухе. Дальность распространения загрязнений зависит от времени существования того или иного загрязнителя в воздухе и метеорологических условий, скорости и направления потоков в атмосфере, осадков и других процессов. Время пребывания в атмосфере углекислого газа составляет от одного до пяти лет, сернистого — до нескольких дней, твердых частиц — от нескольких секунд до нескольких месяцев и даже лет, в зависимости от их объемов и высоты источника. В результате выброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота резко увеличилась кислотность выпадаемых осадков: дождей, снега, тумана. Кислотные осадки снижают урожай, губят растительность, уничтожают жизнь в пресных водоемах. Ветры, не знающие драниц, переносят кислотные осадки на огромные расстояния. По некоторым данным, 20 % кислотных осадков в Европе вызваны выбросами промышленности Северной Америки.

Среди отраслей промышленности Беларуси в конце XX ст. особо выделяется энергетика (на ее долю приходится 30—36 % от общего объема промышленных выбросов), топливная промышленность (в основном нефтеперерабатывающая) — 16, химическая и нефтехимическая — 6, машиностроение — 10, промышленность строительных материалов — около 9 %. В составе выбросов преобладают сернистый ангидрид (43 %), окислы углерода (20 %), окислы азота (11 %), твердые выбросы (10 %).

Оценка интенсивности выбросов (отношение массы выбросов к стоимости ВВП), проведенная в начале 90-х годов, показала, что, по сравнению с большинством индустриально развитых стран, предприятия Беларуси выбрасывали в атмосферу в 1,5 — 2,0 раза больше загрязняющих веществ (особенно SO₂), но значительно меньше, чем другие страны Центральной и Восточной Европы. Эти более высокие, чем у соседей, экологические результаты получены благодаря следующим факторам: значению природного газа в топливно-энергетическом балансе страны; практически полному отсутствию электростанций, работающих на угле; относительно низкой доле угля в потребляемом топливе Жилищного сектора.

На загрязнении воздушного бассейна Земли сказывается и сельскохозяйственная деятельность человека. Вносимые в почву агрохимикаты распространяются в окружающую среду за счет выветривания и с почвенной влагой. Загрязнителями являются чаще всего пестициды, используемые для защиты сельскохозяйственных культур и леса от вредителей и болезней. Особенно возрастает влияние животноводства в связи со строительством крупных животноводческих комплексов. В результате в атмосферу поступают и распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород и другие газы с резким запахом.

Все более мощными загрязнителями воздушного бассейна выступают различные виды транспорта. Бурный рост автомобильного транспорта во многих странах мира обеспечил ему первое место по загрязнению окружающей среды. Автотранспорт — подвижный источник загрязнения, однако наиболее негативно его воздействие в городах. Автомобильные выхлопные газы представляют смесь примерно 200 веществ. Основными вредными примесями являются: оксиды углерода, азота, углеводороды, альдегиды, сернистые газы. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Весьма опасной составной частью выхлопных газов автомашин являются соединения, образующиеся при сгорании в двигателе тетраэтилсвинца, который добавляют к бензину. Выбросы угарного газа (СО), как и иных загрязнителей, в Беларуси, России, других странах СНГ во многом обусловлены низкими экологическими параметрами автомобилей.

Загрязнение воздушной среды железнодорожным транспортом происходит при использовании тепловозов, проведении погрузочно-разгрузочных работ. Серьезную опасность представляет авиация, так как работа реактивных двигателей связана с расходованием огромного количества кислорода. Запуск сверхмощных ракет нарушает целостность озонового слоя атмосферы и открывает доступ к Земле губительному ультрафиолетовому излучению Солнца. Околоземные слои атмосферы засоряются уже нефункционирующими космическими аппаратами.

Многие бытовые процессы также ведут к загрязнению воз душной среды, прежде всего — накопление, сжигание и переработкабытовых отходов. Канализационные системы, кухни, мусоропроводы, свалки являются источниками загрязнения атмосферы городов и других населенных мест. В большом городе заметно проявляется загрязнение воздуха его населением. Каждый человек ежедневно выдыхает около 10 м³ воздуха, насыщенного парами воды и содержащего около 4 % углекислогогаза. Поэтому в городе с пятимиллионным населением люди ежесуточно выделяют в атмосферу около 2 млн. м³ углекислого газа, 600 м³водяного пара.

Одним из результатов деятельности человечества в XX ст. явилось загрязнение атмосферы и других компонентов природы радиоактивными элементами. Радиоактивное загрязнение окружающей среды представляет собой увеличение естественного радиационного фона в результате использования человеком естественных и искусственных радиоактивных веществ.

Источниками радиоактивного загрязнения окружающей среды явились, прежде всего, экспериментальные взрывы при испытаниях атомных и водородных бомб, различные производства, связанные с изготовлением ядерного оружия, а также ядерные реакторы и атомные электростанции, отходы атомных предприятий и установок. Различного рода повреждения и аварии атомных реакторов в Англии, Франции, Болгарии, Германии, США и в ряде других стран мира приводили к выбросам в окружающую среду. Крупнейшей катастрофой явился взрыв ядерного реактора на Чернобыльской АЭС в 1986 г. Радиоактивное загрязнение воздушной среды такими летучимиэлементами, как цезий-137, стронций-90, плутоний распространилось по всей Европе. Самое большое пятно очень сильного загрязнения (более 40 Ки на 1 км²) находится в Беларуси — 2,6км², далее идут Украина — 0, 56 км - и Россия — 0,46 км². В других странах Европы загрязнение не превышает 2 — 5 Ки на 1 км, такие пятна были обнаружены в Финляндии, Австрии, Швеции и Франции. По оценкам отдельных ученых, на рубеже нового тысячелетия население земного шара получает дополнительное облучение, вдвое большее, чем доза естественного радиационного фона.

Воздушная среда является распространителем таких специфических "загрязнителей", как шумы, инфразвук, вибрации, электромагнитные поля и ионизирующие излучения. Различают два вида шумов — воздушный и структурный. Воздушный шум распространяется в воздухе от источника возникновения до места наблюдения, структурный шум излучается поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий. В зависимости от физической природы шумы могут быть механического, аэродинамического, электромагнитного, гидродинамического происхождения. Воздушный шум проникает в помещения через закрытые или открытые окна, форточки, а также стены; вибрации передаются по грунту или трубопроводам, идущим к строительным конструкциям, колебания которых вызывают появление структурного шума. Возникающее при этом звуковое давление оказывает разрушительное воздействие на организм человека, особенно на его психику.

Шумовые характеристики транспортных средств на автомобильных магистралях крупных городов Беларуси составляют 70—85 дБ (децибел), трамвайных линий — от 71 до 80, железно-Дорожных потоков — от 60 до 75, вблизи аэропортов — до 105 дБ. На отдельных пригодных для заселения территориях, примыкающих к промышленным предприятиям г.  Минска, уровни звукового давления достигают 100—120 дБ (допустимо 60 дБ). В целом в Минске более чем четвертая часть селитебной территории, на которой проживает около 30 % населения города, находится в зонах акустического дискомфорта.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр. 67-73)

Дополнительная литература (стр. 52-66): Витченко А.Н. Геоэкология: курс лекций / А.Н. Витченко. – Мн.: БГУ, 2002. – 101 с.

Процессы и особенности атмосферы изменяются под воздействием деятельности человека. Крупномасштабные антропогенные изменения поверхности Земли (обезлесение, опустынивание, деградация внутренних морей и озер и др.) обусловливают изменения особенностей энергетического и водного режима атмосферы. Локальные изменения состояния геосистем, такие как возникновение и развитие городов, оросительных и других земледельческих систем, антропогенные преобразования пастбищ, возникновение водохранилищ и т. д. ведут к локальным вариациям климата. Наряду с изменениями физических особенностей атмосферы, происходят антропогенные трансформации ее газового состава, в совокупности создающие ряд серьезных геоэкологических проблем. К их числу относятся антропогенное изменение климата и его последствия, нарушение естественного состояния озонового слоя, асидификацию окружающей среды, включая кислотные осадки, и локальное загрязнение атмосферы.

Парниковый эффект. Источником энергии атмосферных процессов является солнечная радиация. К земной поверхности приходит коротковолновая радиация, тогда как нагреваемая таким образом Земля испускает в атмосферу и далее за ее пределы энергию в виде длинноволнового (инфракрасного, или теплового) излучения. Некоторые газы в атмосфере, включая водяной пар, отличаются парниковым эффектом, то есть способностью в большей степени пропускать к поверхности Земли солнечную радиацию по сравнению с тепловым излучением, испускаемым нагретой Солнцем Землей. В результате температура поверхности Земли и приземного слоя воздуха выше, чем она была бы при отсутствии парникового эффекта. Средняя температура поверхности Земли равна плюс 15 °С, а без парникового эффекта она была бы минус 18 °С. Парниковый эффект – один из механизмов жизнеобеспечения на Земле.

Ведущую роль в парниковом эффекте играет водяной пар, находящийся в атмосфере. Большое значение также имеют газы, не отличающиеся высокой концентрацией в атмосфере. К ним относятся: углекислый газ (диоксид углерода) (СО_з), метан (СН₄), оксиды азота, в особенности N₂О, и озон (О_з). В эту же категорию следует включить не встречающуюся в природе группу газов, синтезируемых человеком, под общим названием хлорфторуглероды. Деятельность человека за последние 200 лет привела к повышению концентрации в атмосфере газов, обладающих парниковым эффектом. Реакция атмосферы на этот процесс заключается в антропогенном усилении естественного парникового эффекта.

Парниковый эффект каждого из парниковых газов зависит от трех основных факторов: а) ожидаемого парникового эффекта на протяжении ближайших десятилетий или веков, вызываемого единичным объемом газа, уже поступившим в атмосферу, по сравнению с эффектом от углекислого газа, принимаемым за единицу; б) типичной продолжительности его пребывания в атмосфере; в) объема эмиссии газа.

Комбинация  первых двух факторов носит название «Относительный парниковый потенциал», выражается в единицах от потенциала СО₂ и является показателем текущего состояния парникового эффекта.

Для понимания глобального парникового эффекта необходимо понять роль каждого из газов. Роль водяного пара, содержащегося в атмосфере, в общемировом парниковом эффекте велика, но не определяется однозначно. В основном при потеплении климата содержание водяного пара в атмосфере будет увеличиваться тем самым, усиливая парниковый эффект.

Диоксид углерода, или углекислый газ (СО₂), отличается, по сравнению с другими парниковыми газами, относительно низким потенциалом парникового эффекта, но довольно значительной продолжительностью существования в атмосфере – 50–200 лет и сравнительно высокой концентрацией. Доля диоксида углерода в парниковом эффекте составляет в настоящее время около 64 %, но эта относительная величина неустойчива, поскольку зависит от изменяющейся роли других парниковых газов.

Основной источник антропогенного поступления углекислого газа в атмосферу – сжигание горючих ископаемых (угля, нефти, газа) для производства энергии. При современном уровне эмиссии углекислого газа концентрация его в атмосфере будет неуклонно увеличиваться. Стабилизация концентрации может быть достигнута посредством значительного сокращения объема выбросов.

Метан (СН₄) также играет заметную роль в парниковом эффекте, составляющую приблизительно 19 % от общей его величины. Метан образуется в анаэробных условиях, таких как естественные болота разного типа, толща сезонной и вечной мерзлоты, рисовые плантации, свалки, а также в результате жизнедеятельности жвачных животных и термитов. Около 20 % суммарной эмиссии метана связаны с технологией использования горючих ископаемых (сжигание топлива, эмиссии из угольных шахт, добыча и распределение природного газа, переработка нефти). Всего антропогенная деятельность обеспечивает         60–80 % суммарной эмиссии метана в атмосферу.

В атмосфере метан неустойчив. Он удаляется из нее вследствие взаимодействия с ионом гидроксила (ОН) в тропосфере. Несмотря на этот процесс, концентрация метана в атмосфере увеличилась примерно вдвое по сравнению с доиндустриальным временем и продолжает расти со скоростью около 0,8 % в год.

Доля оксида азота (N₂О) в суммарном парниковом эффекте составляет всего около 6 %. Концентрация оксида азота в атмосфере также увеличивается. Его антропогенные источники приблизительно вдвое меньше естественных. Источниками антропогенного оксида азота является сельское хозяйство, сжигание биомассы и промышленность, производящая азотсодержащие вещества. Его относительный парниковый потенциал (в 290 раз выше потенциала углекислого газа) и типичная продолжительность существования в атмосфере (120 лет) значительны и компенсируют его невысокую концентрацию.

Хлорфторуглероды (ХФУ) – это вещества, синтезируемые человеком, и содержащие хлор, фтор и бром. Они обладают очень сильным относительным парниковым потенциалом и значительной продолжительностью жизни в атмосфере. Их итоговая роль в парниковом эффекте составляет приблизительно 7 %. Производство хлорфторуглеродов в мире в настоящее время контролируется международными соглашениями по защите озонового слоя, включающими и положение о постепенном снижении производства этих веществ, замене их на менее озонразрушающие с последующим полным его прекращением. В результате концентрация ХФУ в атмосфере начала сокращаться.

Озон (О_з) – важный парниковый газ, находящийся как в стратосфере, так и в тропосфере. Он влияет как на коротковолновую, так и на длинноволновую радиацию, и потому итоговые направление и величина его вклада в радиационный баланс в сильной степени зависят от вертикального распределения содержания озона, в особенности на уровне тропопаузы, где надежных наблюдений пока недостаточно. Поэтому определение вклада озона в парниковый эффект сложнее по сравнению с хорошо перемешиваемыми газами. Его территориальное распределение очень изменчиво, а масса в тропосфере составляет не более 10 % массы стратосферного озона. Под воздействием солнечной радиации оксиды азота, выделяемые главным образом автомобильным транспортом, распадаются с выделением озона. Образуется так называемый фотохимический смог, опасный для здоровья человека и наносящий серьезный ущерб растениям, в том числе сельскохозяйственным культурам.

На образование парникового эффекта также оказывают воздействие тропосферные аэрозоли. Аэрозоли – это твердые частицы в атмосфере диаметром от 10^-9 до 10^{-5 м. Они образуются вследствие ветровой эрозии почвы, извержений вулканов и других природных процессов, а также благодаря деятельности человека (сжигание горючих ископаемых и биомассы). Антропогенные аэрозоли влияют на радиационный баланс Земли непосредственно через поглощение и рассеивание солнечной радиации, и косвенно, как ядра конденсации, играющие важную роль в образовании и развитии облаков. Существует много неопределенностей в понимании роли аэрозолей в парниковом эффекте из-за высокой региональной изменчивости их концентрации и химической композиции. В целом антропогенные аэрозоли снижают величину радиационного баланса, то есть несколько компенсируют антропогенный парниковый эффект. В отличие от парниковых газов, типичный срок существования аэрозолей в атмосфере не превышает нескольких дней. Поэтому их радиационный эффект быстро реагирует на изменения эмиссии загрязнений и столь же быстро прекращается. В отличие от глобального воздействия газов с парниковым эффектом эффект атмосферных аэрозолей является локальным.}

Извержения вулканов – нерегулярный, но существенный фактор образования высоких концентраций аэрозольных частиц, вызывающих рассеивание солнечной радиации и поэтому заметное похолодание, сравнимое в некоторых случаях по масштабам с глобальным парниковым эффектом. Накопление парниковых газов в атмосфере и последующее усиление парникового эффекта приводит к повышению температуры приземного слоя воздуха и поверхности почвы. За последние сто лет средняя мировая температура повысилась приблизительно на 0,3–0,6 °С. Наблюдаемый рост температуры обусловлен не только естественными колебаниями климата, но и деятельностью человека. Прогрессирующее антропогенное накопление парниковых газов в атмосфере может привести к дальнейшему усилению парникового эффекта.

Изменение климата и его последствия. Климат всегда оказывал существенное воздействие как на естественные, так и на социально-экономические процессы. Потепление климата привлекло к себе внимание мирового сообщества и побудило ученых, практиков и политиков рассматривать климат как важнейший природный ресурс, перераспределение которого между государствами имеет серьезные социально-экономические и политические последствия, определяющие благосостояние государств мира.

Оценки ожидаемых изменений климата обычно производятся на основе использования глобальных моделей циркуляции атмосферы. Их сложность постоянно увеличивается по мере совершенствования технических качеств компьютеров и накопления новых данных наблюдений. Однако точность моделей все еще не высока даже для расчетов на глобальном уровне. Прогноз же изменений по регионам мира, чрезвычайно важный для практических целей, пока еще вряд ли надежен. Кроме того, необходимо учитывать возможные изменения в деятельности человека, осознанные или неосознанные, приводящие к изменениям в накоплении парниковых газов, а значит и к последующим изменениям парникового эффекта. Эти обстоятельства учитываются посредством составления различных сценариев.

В соответствии со сценариями наиболее низкой и высокой вероятной величины эмиссии парниковых газов средняя мировая температура приземного слоя воздуха за период с 1990 по 2100 г. увеличится соответственно на 1 и 3,5 °С. В любом варианте потепление будет значительнее, чем все колебания климата в течение последних 10000 лет, и это является серьезной проблемой для человечества. Рост температуры воздуха будет сопровождаться увеличением количества осадков, хотя картина пространственного изменения распределения осадков будет более пестрой, чем распределение температуры воздуха. Вариация  изменения  осадков  будет  находиться  в  пределах  от  –35 % до +50 %. Надежность оценки изменений влажности почвы, что столь важно для сельского хозяйства, также значительно ниже, чем оценки изменения температуры воздуха. Очень важно, что относительно небольшие изменения средних показателей климата будут, по всей вероятности, сопровождаться повышением частоты редких катастрофических событий, таких как тропические циклоны, штормы, засухи, экстремальные температуры воздуха и пр.

Следует также отметить, что в больших многокомпонентных системах между временем наступления причины и следствия существует определенное запаздывание. Очень высокая инерционность всех событий вызывает большие трудности при разработке и осуществлении стратегий взаимодействия общества с изменяющимся климатом.

Согласно данным Межправительственного комитета по изменению климата (IРСС), имея в виду, что неопределенность развития событий весьма велика, можно все же ожидать нижеследующие последствия изменения климата.

Изменения ландшафтов суши. В средних широтах повышение температуры на 1–3,5 °С за ближайшие сто лет будет эквивалентно смещению изотерм на 150–550 км по широте в сторону полюсов, или на 150–550 м по высоте. Соответственно начнется перемещение растительности. Флора и фауна отстанут от того климата, в котором они развивались, и будут существовать в другом климатическом режиме. Скорость изменений климата будет, по-видимому, выше, чем способность некоторых видов приспосабливаться к новым условиям, и ряд видов может быть потерян. Могут исчезнуть некоторые типы лесов. Экосистемы не будут передвигаться вслед за климатическими условиями как нераздельная единица; их компоненты будут перемещаться с различной скоростью, в результате чего сформируются новые комбинации видов, то есть возникнут новые экосистемы и их наборы более высоких рангов. Леса умеренного пояса потеряют часть деревьев при сопутствующем увеличении эмиссии углекислого газа, образующегося при окислении отмирающей биомассы.

Пространственное приспособление экосистем к новым климатическим условиям, связанное с миграцией видов, будет осложняться антропогенными препятствиями, такими как сельскохозяйственные угодья, населенные пункты, дороги и пр. Наибольшие изменения произойдут в арктическом и субарктическом поясах. Сократятся компоненты криосферы: морские льды, горные и небольшие покровные ледники, глубина и распространение вечной и сезонной мерзлоты, площадь и продолжительность залегания сезонного снежного покрова. Ландшафты сдвинутся в сторону полюса при их значительной трансформации. Можно ожидать развития пока еще плохо предсказуемых обратных связей.

Частичная деградация вечной и сезонной мерзлоты повлияет на увеличение эмиссии углекислого газа и перестройку процессов эмиссии метана в атмосферу. От трети до половины массы горных ледников растает, в то время как ледниковые покровы Антарктики и Гренландии в ближайшие сто лет практически не изменятся. Пустыни станут еще более аридными вследствие более значительного повышения температуры воздуха по сравнению с осадками. Прибрежные морские системы вследствие их разнообразия будут по-разному реагировать на увеличение температуры воздуха и рост уровня океана.

В последнее столетие происходил неуклонный рост среднего уровня Мирового океана, составивший 10–25 см. Основные причины роста уровня океана - термическое расширение воды вследствие ее нагревания из-за потепления климата, а также дополнительный приток воды вследствие сокращения горных и небольших полярных ледников. Эти же факторы будут работать и в дальнейшем, с постепенным подключением в более отдаленном будущем талых вод Гренландского, а затем и Антарктического ледниковых щитов. В соответствии со сценариями для минимального и максимального повышения температуры уровень Мирового океана поднимется к 2100 г. соответственно на 15 и 95 см. Уровень океана будет продолжать расти в течение нескольких столетий после 2100 г., даже если концентрация парниковых газов стабилизируется.

Рост уровня океана с сопутствующим увеличением частоты и силы штормовых нагонов приведет к затоплению низко расположенных территорий, разрушению берегов с угрозой сооружениям, на них находящимся, увеличению солености рек в их устьях и подземных вод, изменению условий транспорта наносов и растворенных веществ и многим другим, зачастую плохо предсказуемым последствиям. В особенности пострадают низкие острова и плоские побережья, в том числе многие крупные и сверхкрупные города. Могут возникнуть весьма значительные миграции населения с серьезными экономическими и политическими последствиями.

В прибрежной зоне живет более половины человечества. Поэтому проблемы последствий изменения климата добавятся к уже существующим проблемам, возникшим вследствие высокой и увеличивающейся антропогенной нагрузки на прибрежные системы. В настоящее время около 46 млн чел. подвержены риску затопления от морских штормов. При росте уровня океана на 1 м этот показатель возрастает до 118 млн чел. даже без учета ожидаемого прироста населения. Некоторые островные страны практически перестанут существовать.

Океан. Изменение климата может также воздействовать на изменения циркуляции вод океана, что в свою очередь повлияет на обилие питательных веществ, биологическую продуктивность, структуру и функции морских экосистем с последующим воздействием на потоки углерода и, следовательно, на режим парниковых газов и климат.

Водные ресурсы. Климат и его изменения в первую очередь оказывают влияние на гидрологический режим; использование, локальное и глобальное перераспределение водных ресурсов; работу водохозяйственных систем; поиск новых водных ресурсов и обоснование строительства гидротехнических сооружений.

Изменения климата приведут к интенсификации глобального гидрологического цикла и заметным региональным изменениям, хотя конкретный региональный прогноз пока ненадежен. Относительно небольшие изменения климата могут вызвать нелинейные изменения суммарного испарения и влажности почвы, что приведет к относительно большим изменениям стока, в особенности в аридных районах. В отдельных случаях при росте средней температуры на 1–2 °С и сокращении осадков на 10 % средний годовой сток может сократиться на 40–70 %. Потребуются значительные капиталовложения для приспособления водохозяйственных систем к новым условиям. В особенности серьезные проблемы возникнут там, где водопотребление уже значительно, или где велико загрязнение вод.

Сельское хозяйство. Оценки показывают, что в СНГ и США около 70 % потерь, связанных с неблагоприятными погодными и климатическими условиями, приходится на сельское хозяйство. Изменение климата окажет серьезное влияние как вследствие непосредственного климатического воздействия на агроэкосистемы, так и из-за необходимости приспособления сельского хозяйства к новым условиям.

Воздействия на агроэкосистемы будут весьма сложными и неоднозначными. Вследствие увеличения концентрации углекислого газа несколько возрастут величины фотосинтеза и, возможно, урожай. Зависимость продуктивности сельскохозяйственного производства от изменений климата определяется географическим районом. В районах, где земледелие лимитируется притоком тепла, вероятность повышения урожая увеличится. В аридных и семиаридных районах, где оно ограничено наличием доступной для растений влаги, изменение климата отразится неблагоприятным образом. Потребности в воде для орошения найдут серьезную конкуренцию с другими потребителями водных ресурсов – промышленностью и коммунальным водоснабжением. Более высокие температуры воздуха будут способствовать ускорению естественного разложения органического вещества почвы, снижая ее плодородие. Увеличится вероятность распространения вредителей и болезней растений.

Нельзя оставить без внимания влияние потепления климата и на животноводство. Продуктивность скота (мясомолочная продукция) будет возрастать в теплые зимние сезоны и уменьшаться в теплые летние сезоны. Высокие летние температуры могут увеличивать смертность старых животных в результате тепловых стрессов и других явлений.

В целом ожидается, что общемировой уровень производства продуктов сельского хозяйства может быть сохранен, но региональные последствия будут варьироваться в широких пределах. На территории СНГ ожидаемые урожаи пшеницы изменятся от –19 до +41 %. Вариации урожая пшеницы в Канаде и США будут очень значительными, от –100 до +234 %, а риса в Китае, например, от –78 до +28 %. В развивающихся районах мира возрастет риск голода. Общая картина мировой торговли продуктами сельского хозяйства может существенно измениться.

Энергетика. Влияние метеорологических и климатических факторов на энергетику осуществляется через изменение условий производства энергии, эксплуатации и содержания энергетических систем, а также колебания спроса на энергию со стороны потребителей. Наиболее чувствительна к погодным и климатическим факторам гидроэнергетика.

Возобновляемые энергоресурсы зависят от климатических условий даже при самом благоприятном развитии технологического процесса. В настоящее время роль возобновляемых источников в общем энергетическом балансе весьма небольшая, хотя и имеет тенденцию к увеличению. Экспертные оценки показывают, что к 2020 г. доля возобновляемых источников энергии в мировом балансе может составить не более 15 % и прирост будет достигнут в основном за счет использования гидроресурсов.

Использование ветровой и солнечной энергии в ближайшие десятилетия не даст существенного вклада в развитие мировой энергетики в силу того, что концентрация солнечной и ветровой энергии потребует огромных материальных вложений и удорожания электроэнергии.

Развитые страны используют около 17 % общей энергии на производство продовольствия. В развивающихся странах количество потребляемой на эти нужды энергии – от 30 до 60 %. Для получения урожаев с ирригационных площадей использование энергии возрастает на 400 %. Следовательно, в случае потепления климата для сохранения сборов зерна на современном уровне должно произойти увеличение используемой энергии. Это приведет в том числе к увеличению сжигания органического топлива, следовательно, к возрастанию концентрации СО₂ в атмосфере и еще большему потеплению климата. В этой связи необходимо ограничивать сжигание органического топлива и предварительно извлекать из него серу, поскольку имеется серьезная проблема влияния кислых дождей на растительность и воду. С целью исключения указанных воздействий следует увеличить использование возобновляемых, экологически чистых источников энергии, а также термоядерной энергии.

Ожидаются также значительные изменения, касающиеся проблем здоровья людей, транспорта, промышленности и многих других аспектов. Предстоящее изменение климата и его последствия – это крупнейшая проблема выживания человечества, требующая международного сотрудничества по координации действий каждой страны. Стратегия сотрудничества распадается на два основных компонента: управление и приспособление. При стратегии управления проблемой основные усилия направлены на снижение эмиссии парниковых газов, прежде всего углекислого газа. При осуществлении стратегии приспособления разрабатываются, например, комплексные проекты защиты конкретных прибрежных зон (систем) от растущего уровня моря. Основной документ, регулирующий сотрудничество в области изменения климата, – Конвенция ООН по изменению климата, принятая в июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде и развитию. В соответствии с Конвенцией, страны-участники должны взять на себя обязательство по сокращению эмиссии парниковых газов и прежде всего углекислого газа.

Проблема деградации озонового слоя. Максимальная концентрация озона сосредоточена в тропосфере на высотах 15–30 км, где существует озоновый слой. При нормальном приземном давлении весь атмосферный озон образовал бы слой всего 3 мм толщиной.

Озоновый слой тоньше в экваториальных районах и толще в полярных. Он отличается значительной изменчивостью во времени и по территории (до 20 %) вследствие колебаний солнечной радиации и циркуляции атмосферы, что маскирует антропогенные воздействия.

Даже при столь малой мощности озоновый слой в стратосфере играет очень важную роль, защищая живые организмы Земли от вредного воздействия ультрафиолетовой радиации Солнца. Озон поглощает ее жесткую часть с длинами волн 100–280 нм и большую часть радиации с длинами волн 280–315 нм. Кроме того, поглощение озоном ультрафиолетового излучения приводит к нагреванию стратосферы и в значительной степени определяет ее тепловой режим и динамические процессы, протекающие в ней. С воздействием жесткой ультрафиолетовой радиации связаны неизлечимые формы рака кожи, болезни глаз, нарушения иммунной системы людей, неблагоприятные воздействия на жизнедеятельность планктона в океане, снижение урожая зерновых и другие геоэкологические последствия.

Предполагается, что жизнь на Земле возникла после образования в атмосфере Земли озонового слоя, когда сформировалась ее надежная защита. Особенно большой интерес к озону возник в 70-е гг., когда были обнаружены антропогенные изменения содержания озона в результате выбросов в атмосферу окислов азота в результате атомных взрывов в атмосфере, полетов самолетов в стратосфере, при использовании минеральных удобрений и сжигании топлива. Однако наиболее мощным антропогенным фактором, разрушающим озон, являются фтор-, хлорпроизводные метана, этана и циклобутана. Этим соединениям дано название фреоны. Они широко используются при производстве холодильников и кондиционеров, аэрозольных упаковок. Еще более эффективно разрушают озон бромсодержащие соединения, которые также являются продуктом человеческой деятельности. Они выбрасываются в атмосферу в результате сельскохозяйственного производства, при сжигании биомассы, работе двигателей внутреннего сгорания и т. д.

Вследствие деятельности человека с конца 1960-х гг. до 1995 г. озоновый слой потерял около 5 % массы. Ожидается, что максимум потерь стратосферного озона будет достигнут к началу XXI в. с последующим постепенным восстановлением в течение первой его половины в соответствии с Конвенцией по защите озонового слоя.

В связи с исключительной важностью озонового слоя для сохранения жизни на Земле в 1985 г. в Вене была подписана Конвенция по охране озонового слоя. В 1987 г. был подписан Монреальский протокол по запрещению выбросов озоноразрушающих веществ в атмосферу. В 1990 г. в Лондоне и в 1992 г. в Копенгагене были внесены поправки к последнему протоколу. Генеральная Ассамблея ООН в декабре 1994 г. приняла решение объявить 16 сентября международным днем охраны озонового слоя Земли.

Проблема кислотных осадков и асидификации окружающей среды. Асидификация – это антропогенный природный процесс повышения кислотной реакции компонентов окружающей среды, прежде всего атмосферы, гидросферы и литосферы, а также усиления воздействия повышенной кислотности на другие природные явления.

В естественных условиях атмосферные осадки обычно имеют нейтральную или слабокислую реакцию, то есть показатель их кислотности обычно меньше 7,0 (рН£7). Кислотные осадки (рН<5) бывают двух типов: сухие, обычно выпадающие вблизи источника их поступления в атмосферу, и влажные (дождь, снег и пр.), распространяющиеся на большие расстояния, соизмеримые с размерами континентов, и потому зачастую превращающие проблему кислотных осадков в международную.

Основные компоненты кислотных осадков – аэрозоли аммиака, оксидов серы и азота, которые при взаимодействии с атмосферной, гидросферной или почвенной влагой образуют серную, азотную и другие кислоты. Кислотные осадки имеют как естественное, так и антропогенное происхождение. Основные природные источники – извержения вулканов, лесные пожары, дефляция почв и др. Источниками антропогенных кислотных осадков являются процессы сжигания горючих ископаемых, главным образом угля, в тепловых электростанциях, в котельных, в металлургии, нефтехимической промышленности, на транспорте и пр.

В настоящее время антропогенная эмиссия кислотных соединений для мира в целом превышает их суммарные естественные выбросы. В Северном полушарии это соотношение достигает 90:10, вследствие широкого использования ископаемого топлива в Европе и Северной Америке. Эти территории выбрасывают в атмосферу около 70 % общемирового объема веществ, образующих антропогенные кислотные осадки, при населении, составляющем только 14 % населения мира. Основные области распространения кислотных осадков – промышленные районы (Северная Америка, Западная Европа, Япония, Корея и Китай, промышленные узлы в России, отдельные пятна в развивающихся странах). Доля развивающихся стран в распространении кислотных осадков постоянно нарастает и будет еще увеличиваться. В особенности заметным будет усиление асидификации в Азии.

Основной путь контроля кислотных осадков – применение технологических приемов, снижающих эмиссию оксидов серы и азота: использование менее загрязняющего топлива благодаря промывке измельченного угля перед его сжиганием, понижение температуры сжигания угля, извлечение серы из отходящих газов и т. п. Другой путь – экономия в использовании энергии.

При оценке реального воздействия кислотных осадков на ландшафты и их компоненты необходимо сравнивать величины осадков с буферной способностью почв и почвообразующих пород. В целом в зонах недостаточного увлажнения кислотные осадки нейтрализуются и потому серьезной проблемы не представляют. Наоборот, в зонах избыточного увлажнения воздействие кислотных осадков на почвы, леса, водные объекты сказывается наиболее неблагоприятным образом.

Поскольку кислотные осадки переносятся на значительные расстояния, возникает необходимость в международном сотрудничестве в этой области. С этой целью в 1979 г. заключена европейская (с участием США и Канады) Конвенция по трансграничному переносу загрязнений воздуха, к которой впоследствии добавился ряд протоколов по сокращению эмиссии оксидов серы и азота. В процессе выполнения Конвенции достигнуты значительные успехи в снижении асидификации. В большей степени успехи относятся к соединениям серы, в меньшей – к соединениям азота.

Одной из серьезных локальных универсальных геоэкологических проблем является загрязнение воздуха. Фоновое загрязнение воздуха охватывает площади, соизмеримые с площадью континентов или всего мира. Оно связано с поллютантами, отличающимися относительно продолжительным временем жизни в атмосфере. К ним относятся парниковые газы, оксиды азота и серы и некоторые другие вещества. Рост их концентрации в атмосфере свидетельствует о том, что естественный экологический баланс нарушен и природная поглотительная емкость атмосферы исчерпана. На фоновое загрязнение воздуха наложены крупные пятна локального загрязнения. Это в основном проблема больших городов и крупных промышленных предприятий и узлов. Она возникла как одна из первых экологических проблем в промышленно развитых странах, где достигла своего пика приблизительно в 1960-х гг. С тех пор благодаря осуществляемым целенаправленным стратегиям качество воздуха в городах Западной Европы, Северной Америки и Японии в целом улучшилось.

Практически во всех больших городах развивающихся стран качество воздуха весьма низкое и продолжает ухудшаться. Это одна из важнейших проблем, влияющая на здоровье людей и состояние городских и пригородных экосистем.

Основными источниками загрязнения воздуха являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, химическая промышленность, транспорт, нефте- и газопереработка. Каждый индустриальный источник загрязнения выделяет в воздух десятки тысяч веществ. По некоторым основным группам предприятий-загрязнителей они распределяются следующим образом: теплоэнергетика (оксиды углерода, серы и азота, пыль, металлы); транспорт (оксиды углерода и азота, углеводороды, тяжелые металлы); черная металлургия (пыль, диоксид серы, фтористые газы, металлы); нефтепереработка (углеводороды, сероводород, дурнопахнущие газы); производство цемента (пыль).

Последствия локального загрязнения воздуха столь же многообразны, как и загрязнители. По статистике, собранной в США, в городах с высоким загрязнением воздуха заболеваемость выше, чем в сельской местности на 15–17 %. Есть все основания полагать, что этот показатель для ряда городов СНГ еще хуже. В экосистемах городов и прилегающих территорий накапливаются вредные вещества (например, тяжелые металлы), а растительность трансформирована или угнетена. Радиус зоны вредных воздействий достигает нескольких десятков километров.

Основными направлениями защиты воздушного бассейна являются: а) санитарно-технические мероприятия (строительство сверхвысоких труб, установка газопылеочистного оборудования, герметизация производственных процессов и др.). Основная масса очищаемых и улавливаемых веществ – твердые частицы; б) технологические мероприятия (внедрение малоотходных или безотходных технологий, соответствующая подготовка сырья, замена сухих технологических способов на мокрые и т. п.); в) пространственно-планировочные мероприятия (выделение санитарно-защитных зон, планировка городской и промышленной застройки в соответствии с преобладающими ветрами, озеленение и пр.); г) контрольно-запретительные мероприятия (введение величин предельно допустимых концентраций веществ и предельно допустимых выбросов в окружающую среду, запрещение производства отдельных веществ, временная приостановка загрязняющей деятельности, мониторинг загрязнения воздуха).

Лекция №6

Строение и физико-химический состав гидросферы

План:

1. Понятие круговорота воды, его звенья

2. Содержание веществ в воде

3. Свойства воды

4. Процессы в гидросфере

Природно-антропогенные особенности гидросферы

Строение и физико-химический состав гидросферы.

Значение водных ресурсов

Гидросфера— важнейший элемент биосферы. Она объединяет все воды земного шара, включая океаны, моря и поверхностные воды суши. В более широком смысле к гидросфере относят подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктиды, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Водные массы на поверхности Земли образуют тонкую геологическую оболочку, которая занимает большую часть поверхности Земли и образует Мировой океан (361 млн. км², или 70,8 % всей поверхности планеты). Общий объем гидросферы равен 1,4 млрд. км³ , доля ее по отношению ко всей массе Земли не превышает 0,02 %. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах (94 %), второе место по объему водных масс занимают подземные воды (3,6 %), лед и снег арктических и антарктических областей, горные ледники (2 %). Поверхностные воды суши (реки, озера, болота) и атмосферные воды составляют доли процента от общего объема воды гидросферы (0,4 %). Воды гидросферы находятся в постоянном взаимодействии, переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. С гидросферой связано зарождение жизни на Земле, так как вода способна к образованию сложных химических соединений, которые обусловили возникновение органической жизни, а затем — формирование высокоорганизованных животных организмов.

Вода — химическое соединение водорода с кислородом (Н₂0), бесцветная жидкость без запаха, вкуса и цвета. В природных условиях всегда содержит растворенные соли, газы и органические вещества, их количество меняется в зависимости от происхождения воды и окружающих условий. При концентрации солей до 1 г/л воду считают пресной, до 24,7 г/л — солоноватой, свыше — соленой.

Ресурсы пресных вод составляют незначительную долю общего суммарного объема всей гидросферы, но именно они играют решающую роль в общей циркуляции воды, в связях гидросферы с экологическими системами, в жизнедеятельности человека и существовании других живых организмов, в развитии производства. На пресные воды приходится около 2 % гидросферы, используемая часть (речной сток, озерная вода) составляет менее 1 % от общего объема вод гидросферы.

Вода обеспечивает существование живых организмов на Земле и развитие процессов их жизнедеятельности. Она входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. В среднем вода составляет около 90 % массы всех растений и 75 % массы животных. Сложные реакции в животных и растительных организмах могут протекать только при наличии водной среды. Тело взрослого человека содержит 60—80 % воды. Физиологическую потребность человека в воде можно удовлетворить только водой и ничем иным. Потеря 6—8 % воды сопровождается полуобморочным состоянием, 10 % — галлюцинацией, 12 % — приводит к смерти.

Климат и погода на Земле во многом зависят и определяются наличием водных пространств и содержанием водяного пара в атмосфере. В сложном взаимодействии они регулируют ритм термодинамических процессов, возбуждаемых энергией Солнца. Океаны и моря благодаря большой теплоемкости воды служат аккумуляторами тепла и способны изменять погоду и климат на планете. Океан, растворяя газы атмосферы, является регулятором воздуха.

В деятельности человека вода находит самое широкое применение. Вода — это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов, выступает в роли теплоносителя, служит для целей обогрева. Сила падения воды приводит в действие турбины гидроэлектростанций. Водный фактор является определяющим в развитии и размещении ряда промышленных производств. К водоемким отраслям, ориентирующимся на крупные источники водоснабжения, относятся многие производства химической и нефтехимической промышленности, где вода служит не только вспомогательным материалом, но и одним из важных видов сырья, а также электроэнергетика, черная и цветная металлургия, некоторые отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности. Широко используется вода в строительстве и промышленности строительных материалов. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды, прежде всего на орошаемое земледелие. Реки, каналы, озера — дешевые пути сообщения. Водные объекты — это и места отдыха, восстановления здоровья людей, спорта, туризма.

Относительно хозяйственной деятельности человека вводится понятие "водные ресурсы" — это все пригодные для хозяйственного использования запасы поверхностных вод, включая почвенную и атмосферную влагу. Ресурсы поверхностных вод определяются в основном суммарным стоком в средний по водности год. Распределены они и используются по территории Земли и отдельным регионам неравномерно (табл. 7.1). Страны СНГ обладают крупнейшими в мире водными ресурсами, суммарно они занимают второе место в мире (после Бразилии) по объему среднегодового речного стока, на них приходятся также значительные по величине потенциальные запасы подземных вод. Однако эти ресурсы распространены по территории стран СНГ крайне неравномерно, что объясняется различными географическими, климатическими, геологическими и гидрогеологическими условиями отдельных регионов. Общий среднегодовой объем стока составляет почти 4,7 тыс. км³, причем подавляющая его часть приходится на Российскую Федерацию — 4,27 тыс. км³ (более 90 %). Значительными водными ресурсами обладают Украина— 0,21 тыс. км³ (4,5 %), Казахстан — 0,12 тыс. км³ (2,7 %), Узбекистан — 0,11 тыс. км³ (2,3 %), Таджикистан — 0,1 тыс. км³  (20 %)

Неравномерному распределению стока соответствует и различная обеспеченность водными ресурсами стран СНГ. Если удельная обеспеченность стоком в целом для стран СНГ равна 210 тыс. км³ в год на 1 км², то наиболее высокая в Грузии и Таджикистане — 877 и 667 соответственно, а наиболее низкая в Туркменистане — 145 и в Казахстане — 46 тыс. км³ в год на 1 км².

Таблица1

Распределение воды и её потребление по континентам

Континент	Среднегодовой сток рек		Водопотребление
			км^3/год	% к стоку
	км^3/год	в %	1970 г.	2000 г. (прогноз)	1970 г.	2000 г. (прогноз)
Европа	3210	6,9	320	730	10,0	23,0
Азия	14410	31,0	1500	3200	10,4	22,7
Африка	4570	9,8	130	380	2,8	8,3
Северная Америка	8200	17,6	540	1300	6,6	15,8
Южная Америка	11760	25,2	70	300	0,6	2,5
Австралия и Океания	2390	5,1	23	60	1,0	2,5
Всего	46540	100,0	2583	5970	5,8	13,0

Водные ресурсы Республики Беларусь и их оценка

Ресурсы поверхностных вод Беларуси оцениваются в 58 км³ в год, по этому показателю она занимает восьмое место среди стран СНГ (1,2 % общего стока). Большая часть речного стока формируется в пределах Беларуси, приток воды с территории соседних государств (России и Украины) равен 21,6 км³, или 36 %. Таким образом, местные ресурсы речных вод составляют 36,4 км³ в год. В многоводные годы суммарный речной сток может достигать 96 км³ в год, снижаясь в маловодные до 36 км³ в год. Местный сток изменяется в соответствии с водностью года от 61 до 24 км³ в год. Удельная обеспеченность стоком речных вод в Беларуси несколько выше, чем в среднем по странам СНГ, и составляет 279,4 тыс. м³ в год на 1км².

Беларуси характерна довольно значительная дифференциация водообеспеченности, которая усугубляется неравномерным размещением населения и производства. Реки страны принадлежат к бассейнам двух морей — Черного и Балтийского, соответственно 56 % и 44 % площади водосбора. Из общего числа рек и ручьев (20,8 тыс.) суммарной протяженностью 90,6 тыс. км абсолютное большинство водотоков относится к малым равнинным рекам. Статус достаточно крупных рек, длина которых более 500 км, имеют только семь рек — Западная Двина, Неман, Вилия (бассейн Балтийского моря), Днепр, Березина, Сож и Припять (бассейн Черного моря). Основная часть местного стока образуется в бассейнах Днепра с Березиной и Соясем (11,6 км³ в год) и Немана с Вилией (9,26 км³ в год). Значительно меньше приходится на бассейны Западной Двины (7,01 км³ в год) и Припяти (6,97 км³ в год). Транзитные воды поступают в Беларусь большей частью по Западной Двине (7,29 км³ в год) и Припяти (5,74 км³ в год), остальные транзитные воды (7,67 км³ в год) распределяются примерно равными долями по Днепру и Сожу. Таким образом, наиболее развитые в хозяйственном отношении и густонаселенные центральные регионы страны (Минская обл. и г. Минск) располагают гораздо меньшими ресурсами поверхностных вод по сравнению с периферийными регионами, которые обладают и транзитным стоком.

Ресурсы поверхностных вод включают также озера и водохранилища. В пределах границы Беларуси насчитывается около 11 тыс. озер. Наиболее богата озерами северная часть страны — Белорусское Поозерье. Многие озера расположены близко одно от другого или соединены одним водотоком и образуют группы — Нарочанскую, Браславскую, Ушачскую и др. Самые крупные из озер: Нарочь (площадь зеркала воды 79,6 км²), Освейское (52,8 км²), Лукомское (37,7 км²), Дривяты (36,1 км²), Нещердо, Снуды, Свирь. Северные озера отличаются хорошей сохранностью озерных котловин, что позволяет вести их комплексное использование.

Озера на юге страны носят черты деградации, чаще всего имеют низкие заболачиваемые берега, плоские и неглубокие озерные котловины. Особо крупными из них являются: Червоное (40,8 км²), Выгонощанское (26 км²), Черное, Споровское. Мало озер в центральной части страны. Суммарная площадь зеркала всех озер Беларуси составляет почти 2 тыс. км², а общий объем воды, аккумулированной в них, оценивается в 6—7 км³.

Неравномерность размещения водных ресурсов и внутри годового распределения стока поверхностных вод в определенной мере компенсируется строительством водохранилищ и прудов. Водохранилище — искусственный водоем с полным объемом задержанных водных масс более 1 млн. м³, созданный с использованием водонапорных сооружений в долине реки или понижении местности для накопления и сохранения воды, регулирования стока в соответствии с потребностями различных отраслей народного хозяйства. На территории Беларуси сооружено более 140 водохранилищ различного хозяйственного назначения. Суммарный полный объем воды, которая задерживается водохранилищами, достигает 3,0 км³, а полезный — 1,24 км³. Общая площадь водного зеркала акватории водохранилищ достигает 740 км. С созданием водохранилищ озерность Беларуси увеличилась с 0,6 до 1,5 %.

К числу искусственных водоемов относятся и пруды, которые аккумулируют местный сток. Их полный объем не превышает 1 млн. м³. Пруды предназначены для местного хозяйственно-бытового водообеспечения и иных целей. Прудовой фонд Беларуси составляют более 1500 ед. в колхозах и совхозах с полным объемом задержки водных масс более 0,2 км³, площадью водного зеркала 140 км² и 19 рыбных хозяйств с полным объемом 0,3 км³, площадью 179 км².

Естественные ресурсы пресных подземных вод оцениваются в 15,9 км³ в год (43,5 млн. м³ в сутки). Они распространены по всей территории Беларуси на глубинах от 100до 450 м. Взаимодействие климатических, орографических и геологических факторов определяет неравномерный характер распределения подземных вод, что в целом соответствует региональным различиям поверхностного стока. Значительные ресурсы подземных вод находятся в бассейне Днепра с притоками Березина и Сож — 34,4 %. На бассейн Немана с Вилией приходится 28,2 % , Западной Двины и Припяти — 33,7 % . Наименьшие запасы обнаружены в бассейне Западного Буга и Нарева, они составляют 3,7 % суммарных ресурсов пресных подземных вод Беларуси. Всего разведано более 230 месторождений пресных подземных вод с запасами 5,7 млн. м³ в сутки, из них для промышленного освоения подготовлено около 200 месторождений с эксплуатационными запасами около 4,6 млн. м³ в сутки.

Возобновляемые ресурсы пресных поверхностных и подземных вод в целом по Беларуси сегодня и в перспективе оцениваются как достаточные для удовлетворения потребностей страны в воде.

Основные направления использования водных ресурсов

Всвоем развитии человечество прошло через многие этапы в использовании воды. Первоначально преобладало прямое использование воды — в качестве питья, для приготовления пищи, в бытовых хозяйственных целях. Постепенно возрастает значение рек и морей для развития водного транспорта. Возникновение многих центров цивилизации связано с наличием водных путей. Люди использовали водные пространства как пути сообщения, для ловли рыбы, добычи соли и других видов хозяйственной деятельности. В период расцвета судоходства наиболее экономически развитыми и богатыми были морские державы. И сегодня использование водных путей сообщения значительно сказывается на развитии мировой экономики. Так, морской транспорт перевозит в год 3—4 млрд. т грузов, или 4—5 % общего объема грузоперевозок, выполняя при этом свыше 30 трлн. т/км, или 70 % общего мирового грузооборота.

Отличительной чертой XX ст. явился быстрый рост водопотребления по самым различным направлениям. На первое место по объему потребления воды вышло сельскохозяйственное производство. Для того чтобы обеспечить продуктами питания все возрастающее население Земли, необходимы затраты огромного количества воды в земледелии. Ресурсы влаги и тепла и их соотношение определяют естественную биологическую продуктивность в различных природно-климатических зонах мира. Для производства 1 кг растительной массы разные растения расходуют на транспирацию от 150—200 до 800—1000 м³ воды; причем 1 га площади, занятой кукурузой, испаряет за вегетационный период 2—3 млн. л воды; для выращивания 1 т пшеницы, риса или хлопка необходимо 1500, 4000 и 10 000 т воды соответственно.

Площадь орошаемых земель на земном шаре достигает в настоящее время 220 млн. га. Они дают примерно половину сельскохозяйственной продукции мира, на таких землях размещается до 2/3 мировых посевов хлопчатника. В то же время на орошение 1 га посевов расходуется в течение года 12 —14 тыс. м³ воды. Ежегодный расход воды достигает 2500 км³ или более 6 % суммарного годового стока рек земного шара. По объему используемых вод орошаемое земледелие занимает первое место среди других водопотребителей.

Чрезвычайно велика потребность в воде для современного животноводства, содержания скота на фермах и животноводческих комплексах. Для производства 1 кг молока затрачивается 4 т, а 1 кг мяса — 25 т воды. Удельное использование воды на сельскохозяйственные и иные цели в различных странах мира (по данным 80—90-х годов XX ст.) приведено в табл. 2.

Растет потребление воды впромышленном, производстве. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как вода. Она является химическим реагентом, участвующим в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих Других важнейших химических продуктов. Вода — необходимый компонент в производстве строительных материалов: цемента, гипса, извести и т.п. Основная масса воды в промышленности используется для производства энергии и охлаждения. Значительное количество воды в обрабатывающей промышленности употребляется на растворение, смешивание, очищение и другие технологические процессы. Для выплавки 1 т чугуна и перевода его в сталь и прокат расходуется 50—150 м³ воды, 1 т меди — 500 м³, 1 т синтетического каучука и химических волокон — от 2 до 5 тыс., м³ воды.

Таблица2

Использование воды на различные хозяйственные цели в отдельных странах мира (в % к общему водопотреблению)

Группы водопотребления	Беларусь	Россия	США	Франция	Финляндия
Сельскохозяйственное	22*	22	49	51	10
Промышленное	32	33	41	37	80
Коммунально-бытовое	46	24	10	12	10

* Включая использование воды в рыбном хозяйстве.

Подавляющее число производств приспособлено к использованию только пресных вод; новейшим отраслям промышленности (производству полупроводников, атомной техники и др.) необходима вода особой чистоты. Современные промышленные предприятия, тепловые электростанции расходуют огромные ресурсы воды, сопоставимые с годовым стоком крупных рек.

По мере роста народонаселения и городов увеличивается расход воды на коммунально-бытовые нужды. Физиологическая потребность человека в воде, которая вводится в организм с питьем и пищей, в зависимости от климатических условий составляет 9—10 л/сут. Значительно большее количество воды необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд. Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется в значительных размерах: от 30—50 л/сут. в зданиях с водопользованием из водоразборных колонок (без канализации) до 275—400 л/сут. на одного жителя в зданиях с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-бытовых условий жизни в городах и сельской местности влечет за собой рост потребления воды.

Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, так как при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота воды в природе. Еще в недалеком прошлом считалось, что воды на Земле так много, что, за исключением отдельных засушливых районов, людям не надо беспокоиться о том, что ее может не хватить. Однако потребление воды растет такими темпами, что человечество все чаще сталкивается с проблемой, как обеспечить будущие потребности в ней. В странах и регионах мира уже сегодня ощущается недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом.

Рост промышленного и сельскохозяйственного производства, высокие темпы урбанизации способствовали расширению использования водных ресурсов Беларуси. Забор речных и подземных вод постоянно возрастал, достигнув своей максимальной величины, равной 2,9 км³ в 1990 г. В результате спада производства начиная с 1992 г. отмечается уменьшение водопотребления в различных отраслях экономики. В 1999 г. оно составило 1 7 км³. Основным потребителем воды оказалось жилищно-коммунальное хозяйство — 46,0 % общего потребления; производственное (промышленное) водоснабжение — 31,5 %; сельскохозяйственное водоснабжение и орошение — 9,7 %; рыбное прудовое хозяйство — 12,8 % (использование водных ресурсов отражено в табл. 3). В региональном аспекте выделяется центральная часть Беларуси, где потребляется почти треть всего объема используемых вод, что в основном совпадает с экономическим потенциалом данного региона.

Таблица3

Использование водных ресурсов в Республике Беларусь

Показатель	1990 г.	1995 г.	1999 г.	2010 г. (прогноз)
1	2	3	4	5
Забор воды из природных источников, млн. м^3	2 883	1 980	1 851	2 820—3 101
В том числе из подземных источников	1210	104	1 095	1 470-1 610
Использование воды, всего, млн. м^3	2 790	1 878	1 709	2 366—2 590
В том числе:
на хозяйственно-питьевые нужды	691	701	786	903 — 1001
на производственные нужды	1 002	574	539	654—707
на сельскохозяйственное водоснабжение	334	271	161	364—399
на орошение	67	15	5	20—21
в рыбном прудовом хозяйстве	696	317	218	425—462
Полное водопотребление, млн. м^3	12 305	8 990	9 496	12 012—13 209
сброс сточных вод в поверхностные водные объекты, всего, млн. м^3	1 982	1 329	1 170	1 778 — 1 946
В том числе:
загрязненных и недостаточно очи- щенных	104	64	26	—
нормативно-очищенных	919	841	875	1 124— 1 236
нормативно-чистых	959	434	269	654 — 710
Потреблениепитьевойводы на душу населения, л/сут.	260	253	250	350—355
Пользование свежей воды на 1 млрд. р. ВВП, тыс. м^3	10,0	10,6	10,4	7,0—7,4

Водноехозяйствоформируется как отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства — обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества.

По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей. При водо - потреблениивода изымается из ее источников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; она входит в состав выпускаемой продукции, подвергается загрязнению и испарению. Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).

Водопользованиесвязано обычно с процессами, когда используют не воду» как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Отрасли народного хозяйства предъявляют к водным ресурсам разные требования, поэтому водохозяйственное строительство наиболее целесообразно решать комплексно, учитывая особенности каждой отрасли и те изменения в режиме подземных и поверхностных вод, которые возникают при строительстве гидротехнических сооружений и их эксплуатации и нарушают экологические системы. Комплексное использование водных ресурсов позволяет наиболее рационально удовлетворить потребности в воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопотребителей и водопользователей, экономить средства на строительство водохозяйственных сооружений.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002.(стр. 81-89)

Лекция№7

Антропогенное воздействие на гидросферу

План:

1. Основные источники антропогенных воздействий на гидросферу.

2. Химическое, биологическое, механическое и тепловое загрязнение природных вод.

3. Экологические последствия загрязнения пресноводных и морских экосистем.

4. Понятие о методах очистки сточных вод.

5. Проблема дефицита пресной воды, ее причины и возможные пути решения.

6. Основные направления повышения эффективности использования и охраны водных ресурсов суши и Мирового океана.

Источники и виды антропогенного загрязнения гидросферы

Загрязнение водоемов в связи с их использованием

Интенсивное использование водных ресурсов влечет за собой резкое изменение их качественных параметров в результате сброса в воду самых разнообразных загрязнителей антропогенного происхождения, а их естественные экосистемы разрушаются. Вода теряет способность к самоочищению.

Самоочищениев гидросфере связано с круговоротом веществ. В водоемах оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их организмов. Поэтому одна из важнейших задач рационального водопользования состоит в том, чтобы поддержать эту способность. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и разнообразны, условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Среди физических факторов, обусловливающих самоочищение водоемов, первостепенное значение имеют разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнителей. Интенсивное течение реки обеспечивает хорошее перемешивание и снижение концентрации взвешенных частиц; в озерах, водохранилищах, прудах действие физических факторов ослабевает. Оседание в воде нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод способствует самоочищению водоемов. Важным фактором самоочищения является ультрафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды.

В процессе водоотведения — совокупности санитарных мероприятий и технических устройств — обеспечивается удаление сточных вод за пределы городов и других населенных мест или промышленных предприятий. Осуществляется водоотведение с помощью ливневой, промышленной и бытовой (внутренней и наружной) канализации.

Процессы интенсификации использования водных ресурсов, рост объема сточных вод, отводимых в водные объекты, тесно взаимосвязаны. При увеличении водопотребления и водоотведения главная опасность заключается в ухудшении качества воды. Более половины стоков, сбрасываемых в поверхностные водоемы земного шара, не проходят даже предварительной очистки. Для сохранения самоочищающей способности воды небходимо более чем десятикратное разбавление стоков чистой водой. Согласно расчетам, на обеззараживание сточных вод в настоящее время расходуется 1/7 часть мировых ресурсов речного стока. Если сброс сточных вод будет возрастать, то в ближайшее десятилетие для этой цели потребуется расходовать все мировые ресурсы речного стока.

Основными источниками загрязнения являются сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов и ферм, ливневые стоки в городах и смыв дождевыми потоками ядохимикатов и удобрений с полей. Сточные воды промышленных предприятий образуются на различных стадиях технологических процессов.

С нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью, транспортировкой нефти и нефтепродуктов связано распространение в водоемах самых стойких загрязнителей — нефтяных масел. Каждая тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, образует пленку из легких масел на площади до 12 км², затрудняющую газообмен с атмосферой. Средние фракции нефти, смешиваясь с водой, образуют ядовитую эмульсию, оседающую на жабрах рыб. Тяжелые масла — мазут — оседают на дно водоемов, вызывая токсические отравления фауны, гибель рыб. Основными факторами воздействия теплоэнергетики на гидросферу являются выбросы теплоты, следствиями которых могут быть: постоянное повышение температуры в водоемах, зарастание водоемов водорослями, нарушение кислородного баланса, что создает угрозу для жизни обитателей рек и озер.

Велико воздействие на окружающую среду гидроэлектростанций, которое проявляется как в период строительства, так и эксплуатации. Сооружение плотины приводит к значительному затоплению прилегающих территорий, изменению гидрологического и биологического режимов рек. На мелководье водохранилищ широко распространено "цветение" воды — результат нашествия сине-зеленых водорослей. Отмирая, водоросли в процессе разложения выделяют фенол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригодной для питья и даже для купания.

Опасными загрязнителями водоемов являются сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Они содержат органические вещества, которые в процессе окисления поглощают кислород, вызывают массовую гибель рыбы, придают воде неприятный вкус и запах.

Отходы химических и нефтехимических производств, горнодобывающей промышленности засоряют воду солями и растворами. Особенно опасны соединения ртути, цинка, свинца, мышьяка, молибдена и других тяжелых металлов, вызывающих чрезвычайно опасные заболевания людей и способных накапливаться в организмах обитателей рек, озер, морей и океанов.

Машиностроительный комплекс также является потенциальным загрязнителем поверхностных водоисточников (сточные воды, утечка жидких продуктов или полупродуктов и т.п.). Гальваническое производство — один из наиболее крупных источников образования сточных вод в машиностроении. Основными загрязнителями сточных вод в гальванических производствах являются ионы тяжелых металлов, неорганические кислоты и щелочи, цианиды, поверхностно-активные вещества. Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и синтетические моющие средства (CMC) очень токсичны и устойчивы к процессам биологического разложения. СПАВ и CMC — попадают в водоемы также с отходами текстильной, меховой, кожевенной промышленности, с бытовыми и коммунальными сточными водами.

Сельскохозяйственное производство во многих регионах мирз влечет загрязнение поверхностных водоемов. Ядовитые веществапопадают в водоемы в виде пестицидов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Предполагают, что от действия пестицидов сократилось поголовье тюленей в Балтике, запасы промысловой рыбы в Атлантике.

Значительную опасность для водоемов представляют смываемые с сельскохозяйственных полей нитраты, фосфаты и калийные удобрения. Сточные воды крупных животноводческих комплексов отличаются высокой концентрацией растворенных и нерастворенных загрязняющих веществ. Например, из свиноводческого комплекса на 116тыс. свиней в год сбрасывается ежесуточно 5 тыс. м³ высококонцентрированных сточных вод. Попадая в реки, а затем в озера или водохранилища, эти биогенные соединения накапливаются там до токсичных уровней.

Опасным загрязнителем являются бытовые сточные воды и бытовой мусор, которые содержат 30—40 % органических веществ. Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в отложения. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.

Особую угрозу жизни водоемов и здоровью людей представляют радиоактивные загрязнения. Захоронение жидких и твердых радиоактивных отходов осуществлялось в морях и океанах многими странами, имеющими атомный флот и атомную промышленность. Накопление сброшенных в море радиоактивных отходов, а также аварии атомных судов и подводных лодок представляют опасность не только для нынешнего, но и для будущих поколений.

При аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивные продукты попадали в водоемы из воздуха и со стоками с загрязненной местности в бассейн реки Днепр на территории Беларуси, России. Украины. В связи с этим наблюдалось кратковременное превышение установленных норм загрязнения воды в Припяти. Во всем каскаде водохранилищ Днепра содержание радиоактивных веществ постепенно снижалось вниз по течению. Оценка загрязнения донных отложений водохранилищ Днепра, проведенная в мае 1986 г., выявила наиболее загрязненные донные группы в Киевском водохранилище на участке, прилегающем к Устью Припяти. В южной части Киевского, а также в Каневском водохранилище это загрязнение убывает в десятки и сотни раз. Ещё более низкие концентрации радионуклидов наблюдались в водах Черного моря (в зоне впадения Днепра).

Система контроля за содержанием радионуклидов в поверхностных водах основных рек Беларуси показала, что сразу после аварии на ЧАЭС концентрация стронция-90 в низовьях Припяти превышала допустимую норму, но уже в мае 1986 г. она стабилизировалась в пределах нормы. Последующий постоянный контроль за содержанием радионуклидов стронция-90 и це-зия-137 отмечает, что их концентрация в водоемах значительно ниже показателя радиационно-допустимых уровней для питьевой воды. Если в первые дни после аварии на ЧАЭС увеличение концентрации радионуклидов в воде было обусловлено их непосредственным выпадением, то в настоящее время уровни загрязнения водных систем определяются вторичными процессами: обменом с донными отложениями, смывом радионуклидов с поверхности водосбора рек, а также за счет талых и паводковых вод.

Одна из важнейших проблем, связанных с рациональным ведением водного хозяйства — сохранение требуемого качества воды во всех водных источниках. Однако большинство рек, протекающих в зонах крупных и средних промышленных центров, испытывают высокое антропогенное воздействие из-за поступления в них со сточными водами значительного количества загрязняющих веществ.

Годовой объем водоотведения в Беларуси за период 1990— 1999 гг. значительно снизился — с 2151 до 1315 млн. м³, что было обусловлено как проведением ряда водоохранных мероприятий, так и снижением потребности в воде на производстве. Самым мощным источником загрязнения водных объектов в стране являются бытовые стоки, на которые приходится 2/3 годового объема сточных вод, доля стоков производства составляет четвертую часть. Из общего количества сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водоемы (1170 млн. м³ в 1999 г.), около 1/3 являются нормативно-чистыми (отводятся без очистки), 3/5 — нормативно очищенными и 1/20 часть — загрязненными. Неочищенные сточные воды нуждаются в многократном разбавлении чистой водой. Нормативно очищенные воды также содержат загрязнения, и для их разбавления на каждый 1 м³ требуется до 6—12 м³ свежей воды. В составе сточных вод в природные водные объекты за год сбрасывается до 0,5 тыс. т нефтепродуктов, 16—18 т органических веществ, 18—20 т взвешенных веществ и значительное количество других загрязняющих веществ.

Нагрузка на поверхностные воды обусловлена не только сбросом сточных вод: большое количество загрязняющих веществ поступает с талыми и ливневыми водами с городских территорий, сельскохозяйственных угодий и других источников загрязнения, не имеющих системы водоотведения и очистки.

В условиях тесной взаимосвязи поверхностных и подземных вод процессы загрязнения постепенно распространяются на все большие глубины. Загрязнение подземных вод вблизи ряда промышленных центров было зафиксировано на глубинах более 50-70 м (водозаборы в городах Брест, Гродно, Минск, Пинск и др.). Наиболее интенсивно подземные воды загрязняются в застроенных частях населенных пунктов, в районах очистных сооружений, полей фильтрации, свалок, животноводческих ферм и комплексов, складов минеральных удобрений и ядохимикатов, горюче-смазочных материалов. В подземных водах нередко обнаруживаются повышенные концентрации нефтепродуктов, фенолов, тяжелых металлов и нитратов.

Для территории Беларуси весьма характерно нитратное загрязнение грунтовых вод и формирование вод нитратного типа. Проведенное обследование колодцев в сельской местности показало, что 75—80 % из них содержат свыше 10 мг/л нитратного азота, то есть выше установленного норматива ПДК. Это отмечается по всей территории страны, но наиболее высокие коэффициенты загрязнения нитратами в Минской, Брестской и Гомельской областях.

Оценка состояния и нормирование качества воды

В настоящее время в различных странах мира для оценки качества воды установлено более 100 показателей. При оценке степени загрязненности поверхностных вод учитываются: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска и температура воды, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, состав ПДК ядовитых и вредных веществ, болезнетворных бактерий. В Беларуси используются нормативы ПДК более 400 вредных веществ в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения, а также более 100 вредных веществ в водоемах рыбохозяйственного назначения.

Определение допустимого состава сточных вод проводится в зависимости от преобладающего вида примесей и с учетом характеристики водоема, в который сбрасывают сточные воды. Допустимая концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах  определяется по формуле

(7.1)

где  — концентрация взвешенных веществ в водоеме до сброса в него сточных вод; — предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в водоеме;  — кратность разбавления сточных вод в воде водоема.

Концентрация каждого из растворенных вредных веществ в очищенных сточных водах () определяется по формуле

(7.2)

где  — концентрация i-гo вещества в водоеме до сброса сточных вод; — максимально допустимая концентрация того же вещества с учетом максимальных концентраций и ПДК всех веществ, относящихся к одной группе вредности (вычисляется по отдельной формуле).

Разбавление сточных вод - это процесс уменьшения концентрации примесей в водоемах, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются. Интенсивность процесса разбавления качественно характеризуется кратностью разбавления:

(7.3)

где  — концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых сточных водах; и - концентрация загрязняющих веществ в водоеме до и после выпуска соответственно.

Загрязнение поверхностных и подземных вод наносит большой вред экологическим системам и материальный ущерб народному хозяйству. Такие воды становятся малопригодными или непригодными для различных видов хозяйственного потребления и использования в рекреационных целях, иногда — источником многих инфекционных заболеваний. В результате, по данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно заболевают около 500 млн. чел., а детская смертность достигает 5 млн. чел. в год. Материальный ущерб выражается также в снижении уловов рыбы, дополнительных затратах на водоснабжение населения и промышленных предприятий, строительство очистных сооружений.

Качество поверхностных вод Беларуси в настоящее время устанавливается также по индексу загрязнения вод (ИЗВ), которому соответствуют 7 классов разной степени загрязненности вод: от очень чистой (ИЗВ < 0,3) до чрезвычайно грязной (ИЗВ > 10). ИЗВ определяется как отношение 1/6 суммы средней концентрации к предельно допустимым концентрациям загрязняющих веществ:

—растворенного кислорода;

—азота аммонийного;

—азота нитритного;

—нефтепродуктов;

—фенолов;

—ВПК(биохимического потребления кислорода).

        Подавляющая часть рек Беларуси относится к категории умеренно загрязненных (ИЗВ = 1—2), однако характер их загрязнения неодинаков. Наиболее загрязнены реки Свислочь (ИЗВ — 2,8), Березина у г. Светлогорска (2,1), Днепр у г. Речица (2,0), Муховец у г.п. Жабинка (2,0). К классу грязных отнесена р. Свислочь ниже выпуска сточных вод Минской станции аэрации (ИЗВ = 3,5). Река загрязнена органическими веществами, соединениями азота, фосфора, тяжелыми металлами, нефтепродуктами. Причиной такого состояния Свислочи является недостаточная эффективность очистки сточных вод на городских очистных сооружениях и малая разбавляющая способность самой реки.

Основные направления охраны и рационального использования водных ресурсов

Проблемы охраны и рационального использования водных ресурсов в Республике Беларусь решаются в значительной степени путем государственного регулирования, в первую очередь, через систему прогнозирования и планирования. Основная задача — поддержание водных ресурсов в пригодном для потребителя состоянии и их воспроизводство в целях полного удовлетворения нужд народного хозяйства и населения в воде.

Исходной базой прогнозирования и планирования использования водных ресурсов являются данные водного кадастра иучета расходования вод по системе водохозяйственных балансов, бассейновых (территориальных) схем комплексного использования и охраны вод, а также проекты перераспределения вод между водопотребителями по бассейнам рек. Водный кадастр — это систематизированный сбор сведений о водных ресурсах и качестве вод, а также о водопользователях и водопотребителях, объемах потребляемых ими вод.

Прогноз использования водных ресурсов основывается на расчете водохозяйственного баланса, который содержит ресурсную и расходную части. Ресурсная (приходная) часть водохозяйственного баланса учитывает все виды вод, которые могут быть потреблены (естественный сток, поступление из водохранилищ, подземные воды, объем возвратных вод). На начало 90-х годов приходная часть водохозяйственного баланса Республики Беларусь определялась в 23,7 км³, по прогнозу на 2010 г. она увеличится до 24,0 км³ за счет расширения забора подземных вод. В расходной части водохозяйственного баланса определяется потребность в воде по отраслям народного хозяйства с учетом сохранения в реках транзитного стока для обеспечения экологических требований, необходимого санитарно-гигиенического состояния водоемов. Результатом балансового расчета является Установление ожидаемого резерва или дефицита стока, объема, характера, а также сроков осуществления мероприятий, необходимых для обеспечения водой народного хозяйства в прогнозируемый период. При этом учитываются показатели, характеризующие сокращение забора свежей воды из поверхностных и подземных водных источников за счет совершенствования и внедрения безводных технологических процессов, развития систем повторно-последовательного использования воды, совершенствования схем водоснабжения и других аналогичных мероприятий.

Прогнозирование водопотребления на перспективный период основывается на расчетах водообеспечения населения, промышленности, сельского хозяйства и других отраслей экономики. Объем водопотребления на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды определяется численностью городского населения и нормами хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя. На период до 2010 г. прогнозируется обеспечение всего населения Беларуси питьевой водой нормативного качества в соответствии с физиологическими нормами (не менее 400 л/сут. на человека). Потребности промышленности определяются на основе расчета объема производства и норм водопотребления. Для определения потребности в воде отдельных предприятий (объединений), установления лимитов отпуска воды используются индивидуальные нормы и нормативы. В прогнозируемый объем водопотребления на нужды сельскохозяйственного водоснабжения включается потребность в воде сельского населения, животноводства, хозяйственные нужды сельхозпредприятий и производств по переработке сельскохозяйственного сырья. В долгосрочных прогнозах объемы водопотребления рассчитываются по перспективным нормам, учитывающим совершенствование и внедрение безводных технологических процессов, нового оборудования, развитие оборотных и бессточных систем водоснабжения и другие достижения научно-технического прогресса в использовании природных ресурсов. В современных условиях водохозяйственные балансы основных бассейнов рек являются положительными. Водозабор на бытовые и хозяйственные цели не превышает в среднем 5—7 % от ежегодно возобновляемых ресурсов. Не ожидается существенного роста потребления воды и в ближайшие 10—15 лет, по прогнозам на 2010 г. оно составит 3—4 км³. Таким образом, для удовлетворения потребностей в воде собственных водных ресурсов (без учета транзитного стока) вполне достаточно, лишь в засушливые периоды маловодного года возможен дефицит воды в бассейнах рек Припяти, Западного Буга, Днепра.

Рациональное использование водных ресурсов связано с проведением различных организационных и технических мероприятий. Показателями рационального использования воды являются: отношение объема водоотведения к объему полученной свежей воды; кратность использования воды, то есть отношение валового водопотребления к объему потребления свежей воды; количество предприятий, прекращающих сброс неочищенных и необезвреженных сточных вод, к общему количеству предприятий. Особо важное значение имеют уменьшение абсолютного объема водопотребления за счет сокращения безвозвратных потерь и соблюдение научно обоснованных норм и лимитов водопотребления.

Среди организационно-технических мероприятий, которые способствуют предотвращению истощения водных ресурсов и улучшению качества поверхностных и подземных вод, является очистка сточных вод. Основными способами очистки сточных вод являются механические, биологические (биохимические), физико-химические. Для ликвидации бактериального загрязнения применяется обеззараживание сточных вод (дезинфекция).

Механический — наиболее доступный метод — применяется главным образом для удаления из сточной жидкости не растворенных и коллоидных частиц органического или минерального происхождения путем простого отстаивания. К приспособлениям механической очистки относятся песколовки, применяемые для задержания частиц минерального происхождения; отстойники, необходимые для задержания примесей органического происхождения, находящихся во взвешенном состоянии.

Очисткой достигается выделение из бытовых сточных вод до 60 % , а из производственных — до 95 % незатворенных примесей. Она считается оконченной, если, по местным условиям и в соответствии с санитарными правилами, сточные воды можно после дезинфекции спустить в водоем. Чаще механическая очистка является предварительной стадией перед биологической, или, точнее, биохимической очисткой.

Биохимические методы очистки основаны на использовании жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов, которые, размножаясь, перерабатывают и тем самым преобразуют сложные органические соединения в простые, безвредные минеральные вещества. Таким образом, удается практически полностью освободиться от органических загрязнителей, остающихся в воде после механической очистки. Сооружения для биологической или биохимической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа. Сооружения, в которых биологическая очистка происходит в условиях, близких к естественным (биологические пруды, поля фильтрации, поля орошения), и сооружения, в которых очистка стоков осуществляется в Искусственно созданных условиях (биологические фильтры, аэростенки - специальные емкости). Вариант принципиальной схемы очистки сточных вод представлен на рис. 7.1.

Рис. 1. Принципиальная схема очистки сточных вод

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся:

▼ электрохимический в электрических полях;

▼ электрокоагуляция;

▼ электрофлотация;

▼ ионный обмен;

▼ кристаллизация и др.

Все перечисленные способы очистки сточных вод имеют две конечные цели: регенерацию— извлечение из сточных вод ценных веществ деструкцию— разрушение загрязняющих веществ и удаление продуктов распада из воды. Наиболее перспективными являются такие технологические схемы, осуществление которых исключает сброс сточных вод.

Эффективным методом борьбы с загрязнением водоемов является внедрение повторного и оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях. Оборотным водоснабжением называется такое водоснабжение, когда вода, забираемая из природного источника, рециркулирует затем в рамках применяемых технологий (охлаждаясь или очищаясь) без сброса в водоем или канализацию. В настоящее время объем оборотного и последовательного использования воды в процентном отношении к общему объему водопотребления на производственные нужды достигает 89 %.

Правовое и экономическое регулирование охраны вод и рационального водопользования

Правовое регулирование охраны вод осуществляется Водным кодексом Республики Беларусь (1998) и другими нормативно-правовыми актами. Задачами водного законодательстваявляется регулирование отношений в сфере использования и охраны вод в целях удовлетворения потребностей в водных ресурсах, охраны вод от загрязнения, засорения и исчерпания, предупреждения и ликвидации вредного воздействия вод, восстановления и улучшения состояния водных объектов.

При размещении, проектировании, строительстве новых и реконструкции существующих предприятий, сооружений и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов должны предусматриваться мероприятия, обеспечивающие рациональное использование вод, учет и контроль количества и качества забираемых иотводимых вод, охрану вод от загрязнения. Запрещается ввод в эксплуатацию новых и реконструируемых предприятий и других объектов, не обеспеченных приборами учета забора и отведения воды, сооружениями и устройствами, которые предотвращают вредное воздействие на водные объекты.

Водные объекты предоставляются в пользование в целях удовлетворения питьевых, хозяйственно-бытовых, лечебных, курортных, оздоровительных и других потребностей населения, а также для нужд сельского хозяйства, промышленности, энергетики, транспорта, рыбного хозяйства и других видов деятельности. Водные объекты могут предоставляться в пользование для одной или нескольких целей (допускается многоцелевое использование водных объектов).

Водный кодекс Республики Беларусь (ст. 31 и 32) устанавливает права и обязанности водопользователей. Среди основных обязанностей:

♦ использование водных объектов в целях, для которых они предоставлены, и сохранение установленных условий водопользования;

♦ рациональное использование водных ресурсов, проведение необходимых работ по сохранению и улучшению качества вод, восстановлению водных объектов;

♦ ведение учета количества забираемых и используемых вод;

♦ осуществление контроля за качеством забираемой воды и отводимых сточных вод;

♦ поддержание в надлежащем состоянии очистных и других сооружений и устройств, сохранение установленных правил их эксплуатации.

Все воды подлежат охране (ст. 69) от загрязнения, засорения и других вредных воздействий, которые могут ухудшить условия водообеспечения, привести к уменьшению рыбных и иных запасов водного промысла, ухудшению условий существования Диких животных, снижению урожайности земель и других неблагоприятных явлений по причине изменения физических, химических и биологических показателей качества вод, снижения их способности к естественному очищению.

Для предотвращения загрязнения водных объектов, а также сохранения среды проживания животного и растительного мира на землях, прилегающих к речным руслам или акваториям водоемов, устанавливаются водоохранные зоны, а в их пределах выделяются прибрежные полосы строго охраняемого режима. В целях охраны водных объектов, которые используются для хозяйственно-питьевого водообеспечения, в местах водозабора устанавливается зона санитарной охраны.

Прибрежные полосы являются природоохранной территорией с режимом ограниченной хозяйственной деятельности. В них запрещаются:

— распашка земель, садоводство и овощеводство;

— выпас скота;

—хранение и использование ядохимикатов и минеральных удобрений;

— размещение садоводческих товариществ, баз отдыха, палаточных городков, стоянок автотранспорта и сельскохозяйственной техники;

— строительство зданий исооружений, мойка и техническое обслуживание транспортных средств и техники.

В ближайшей перспективе необходимо завершить создание водоохранных зон рек, озер и искусственных водоемов на расстоянии до 500 м от уреза воды на всех малых, средних и крупных водных объектах (в частности, рек длиной более 10 км). Все это должно сопровождаться установлением в защитных зонах жесткого регламента земле- и водопользования, запретом строительства производственных объектов, имеющих выбросы и стоки, благоустройством территории и т.п.

Водный кодекс Республики Беларусь (раздел VII) определяет систему контроля за использованием и охраной вод, государственного учета вод, составления водохозяйственных балансов и схем комплексного использования иохраны вод. Государственному учету подлежат все виды вод, которые составляют водный фонд страны, а также их использование для питьевых, хозяйственно-бытовых, лечебных, оздоровительных и других целей. Систематизированные данные о количестве и качестве вод, их использовании содержатся в государственном водном кадастре. Сопоставление потребностей в воде с наличными на данной территории водными ресурсами проводится на основе водохозяйственных балансов, которые представляют собой расчетные материалы и используются для целей планирования и принятия решений по вопросам использования и охраны вод. Этим же целям служат и схемы комплексного использования и охраны вод, среди которых различают генеральные, бассейновые и территориальные. Генеральная схема использования и охраны вод разрабатывается для определения основных направлений развития водного хозяйства страны; бассейноваясхема — для бассейнов рек идругих водных объектов на основе генеральной схемы, региональная — для отдельных регионов страны на основе генеральной и бассейновой схем.

Законодательством Республики Беларусь устанавливается административная, криминальная или иная ответственность за нарушения в области использования и охраны вод. К числу таких нарушений относятся;

—самовольный захват водного объекта и самовольное водопользование;

— реализация проектов без положительного заключения государственной экологической экспертизы;

— загрязнение вод или нарушение режимаиспользования водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов;

— ввод в эксплуатацию промышленных, коммунальных и других объектов без сооружений и устройств, предупреждающих загрязнение вод;

— заборы воды с превышением установленных лимитов;

— самовольное проведение гидротехнических работ;

— использование водных объектов не по целевому назначению и некоторые другие.

Экономическое регулирование рационального использования и охраны вод включает:

♦ планирование и финансированиемероприятий по рациональному использованию и охране вод;

♦ установление лимитов водопользования;

♦ установление нормативов платы за водопользование и водопотребление;

♦ установление нормативов платы за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты;

♦ предоставление налоговых, кредитных и других льгот при использовании малоотходных и безотходных технологий, проведении других мероприятий, когда они дают значительный эффект в области рационального использования и охраны вод;

♦ покрытие ущерба, нанесенного водным объектам и здоровью людей по причине нарушения требований водного законодательства.

В экономическом механизме, обеспечивающем рациональное использование и охрану вод, особое место отводится платности водопользования. Причем внесение платы за воду не освобождает водопользователей от выполнения мероприятий по рациональному использованию и покрытию ущерба, нанесенного окружающей среде.

При установлении лимитов водопользования и определении прогнозных показателей (объемов водопотребления и водоотведения) целесообразно ориентироваться как на технико-экономические параметры производственных мощностей и фактический объем производства, так и на удельные экологические показатели. В качестве нормативов по определению объемов водопользования в целом для Беларуси должны выступать следующие:

♦ водоемкость валового внутреннего продукта;

♦ интенсивность (коэффициент) водоотведения (отношение объема сброса сточных вод к стоимости ВВП);

♦ интенсивность оборотного и повторно-последовательного водопользования (отношение объема оборотного и повторно-последовательного водопользования воды к стоимости ВВП).

Обобщенным показателем эффективности использования водных ресурсов, который позволяет сопоставить объем затраченной воды с результатами хозяйственной деятельности, является водоемкостьВВП. В масштабах экономики страны в целом она может измеряться следующим образом:

  ()                                           (7.4)

где — водоемкость валового внутреннего продукта; — годовое потребление свежей воды; - годовой объем оборотного водоснабжения; — стоимость годового валового внутреннего продукта.

Водоемкость показывает, сколько водных ресурсов нужно затратить для получения единицы ВВП. Динамика этого показателя может служить индикатором эффективности использования водных ресурсов. Аналогичные показатели можно рассчитывать как по межотраслевым комплексам, так и по отдельным отраслям и предприятиям.

Основным резервом повышения эффективности использования водных ресурсов является сокращение потребления в основных водопотребляющих отраслях, в особенности это относится к свежей воде. Второе направление - ликвидация многочисленных потерь воды на всех этапах ее использования. Большие потери отмечаются также непосредственно у водопотребителей. К ним следует добавить потери воды в коммунальном хозяйстве из-за состояния водопроводных систем (всевозможные испарения, утечки, протечки и т.п.) и в быту - отсутствие водомеров и низкие тарифы на воду для населения стимулируют расточительное использование дорогостоящей питьевой воды.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр.89-102)

Дополнительная литература (стр. 66-77): Витченко А.Н. Геоэкология: курс лекций / А.Н. Витченко. – Мн.: БГУ, 2002. – 101 с.

Вода– важнейший агент и фактор географической среды. Во многих странах мира отмечается ухудшение геоэкологического состояния водных объектов и прилегающих к ним территорий, связанное в первую очередь со значительно возросшим антропогенным воздействием на природные воды. Оно проявляется в изменении как водных запасов и гидрологического режима водотоков и водоемов, так и качества вод. Своей производственной деятельностью человек оказывает влияние на все основные элементы гидрологического цикла: осадки, испарение, сток, однако степень этого влияния на разные компоненты далеко не одинакова. Следует отметить, что гидрологический цикл является важнейшим процессом в географической среде, зависящий в то же время от изменения ее состояния. Он служит основой единства географической оболочки, играя важнейшую роль во всемирном обмене веществом и энергией.

Нарастание дефицита водных ресурсов и прогрессирующее ухудшение их качества объединяются под общим понятием деградации природных вод. В пределах крупных речных водосборов и обширных территорий, расположенных в наиболее освоенных в хозяйственном отношении районах Земли, на водные объекты оказывают влияние одновременно многие антропогенные факторы. По характеру воздействия на ресурсы, режим и качество водных объектов суши их можно объединить в несколько групп:

· непосредственно воздействующие на водный объект путем прямых изъятий воды и сбросов природных и сточных вод (системы промышленного и коммунального водоснабжения, каналы переброски стока, коллекторы сточных вод) или за счет преобразования морфологических элементов водотоков и водоемов (создание в руслах рек водохранилищ и прудов, обвалование и спрямление русел рек и берегов озер, выемки грунта из рек и водоемов и т. п.).

· воздействующие на водный объект посредством изменения поверхности речных водосборов и отдельных территорий (агротехнические мероприятия, осушение болот и заболоченных земель, вырубка и посадка лесов, урбанизация и т. п.).

· воздействующие на основные элементы влагооборота в пределах конкретных речных водосборов и отдельных территорий посредством изменения климатических характеристик в глобальном и региональном масштабах (промышленные и энергетические объекты, нарушающие газовыйсостав и загрязняющие атмосферу, а также крупномасштабные водохозяйственные мероприятия).

Наиболее существенное влияние на водные объекты суши оказывают факторы первой группы, которые непосредственно связаны с масштабами водопотребления и водоотведения.

В настоящее время наибольшее антропогенное воздействие испытывают речные системы. Масштабы воздействия хозяйственной деятельности на ресурсы и качество воды болот, озер и месторождений подземных вод гораздо меньше по сравнению с антропогенным воздействием на речные системы.

Водные ресурсы и водообеспеченностъ.Водные ресурсы– это пригодные для употребления пресные воды, заключенные в реках, озерах, ледниках, подземных горизонтах. Пары атмосферы, океанические и морские соленые воды в хозяйстве пока используются незначительно и поэтому составляют потенциальные водные ресурсы.

В мировом хозяйстве вода используется практически во всех отраслях экономики: в энергетике, для орошения сельскохозяйственных угодий, для промышленного и коммунально-бытового водоснабжения. Часто водные источники служат не только для целей водозабора, но и являются объектами хозяйственного использования в качестве транспортных магистралей, рекреационных зон, водоемов для развития рыбного хозяйства.

Забор воды из всех источников мира составляет около 4000 км³ в год. Объем других широко используемых природных ресурсов, таких как уголь или нефть, примерно на три порядка меньше. За последние 80 лет сельскохозяйственное использование воды увеличилось в 6 раз, коммунальное– в 7 раз, промышленное– в 20 раз, а общее– в 10 раз. Громоздкость воды как ресурса приводит к необходимости использования его поблизости от местонахождения или к большим трудностям и высокой стоимости передачи воды на значительные расстояния. Таким образом, водные ресурсы локальны.

Хозяйственная ценность или качество водно-ресурсного потенциала региона тем выше, чем значительнее доля устойчивой составляющей стока. Ее величина количественно определяется объемом подземного стока и меженным русловым стоком. Общий объем доступных водных ресурсов мира оценивается в 41 тыс. км³ в год, из них лишь 14 тыс. км³ составляют их устойчивую часть.

Одним из показателей состояния водных и связанных с ними геоэкологических проблем в той или иной стране является доля используемой воды по отношению к имеющимся ресурсам. Другой показатель степени напряженности с обеспечением водными ресурсами– это количество водных ресурсов на каждого жителя. Для стран с преимущественно транзитным стоком и крупных стран с разнообразными региональными условиями формирования стока этот показатель нерепрезентативен. Однако для всей совокупности стран мира он полезен для сравнительной оценки ситуации с водными ресурсами.

Водообеспеченность изменяется от страны к стране на несколько порядков. Уровень500 м³ на человека в год и менее является чрезвычайно низким, даже пороговым, для устойчивого развития. Уровень1000 м³ на человека обычно принимается в качестве критического, указывающего на то, что страна находится в состоянии острого дефицита водных ресурсов. В настоящее время 15 стран (из 145, по которым были данные) с населением 110 млн чел. располагают менее чем500 м³ на чел. Весьма низкий уровень водных ресурсов (500–1000 м³ на чел.) характерен еще для 12 стран с населением 120 млн чел. Для этих 27 стран дефицит водных ресурсов определяет существование их населения, это  вопрос  жизни  и  смерти  и  причина  важнейших стратегических  решений  правительств.  Еще  58  стран  с  населением  3,4 млрд чел. живут в условиях малого количества водных ресурсов (1000–5000 м³/чел.). Всего к1990 г. 85 стран с 70 % населения мира стояли перед проблемами дефицита водных ресурсов. Это в основном развивающиеся страны, где недостаток водных ресурсов является одним из важнейших препятствий их социального и экономического развития. Многие страны с ресурсами, превышающими 5000 м³/чел, выглядят благополучными, но на самом деле средняя цифра часто скрывает серьезные региональные различия внутри стран. Поскольку численность населения мира будет увеличиваться, а объем имеющихся водных ресурсов останется постоянным, ситуация дефицита водных ресурсов будет и далее ухудшаться, вызывая дальнейшее углубление противоречий, связанных с использованием водных ресурсов как на международном, так и на национальном уровнях. К2025 г. уже 1,4 млрд чел. в 45 странах мира будут располагать менее чем1000 м³ на чел. за год. Около 75 % населения мира приблизительно в 100 странах будет жить в условиях дефицита воды, или, иными словами, под угрозой экологической, экономической и политической неустойчивости. Если существующие в настоящее время способы ведения хозяйства не изменятся, будет продолжаться и ухудшение качества воды, что еще более осложнит ситуацию.

Регулирование и переброска речного стока. Когда на какой-либо территории потребность в воде начинает превосходить величину устойчивого речного стока и другие источники водных ресурсов отсутствуют или почему-либо не могут быть использованы, возникает необходимость в регулировании речного стока, то есть в строительстве плотин и создании водохранилищ.

В настоящее время в мире существует около миллиона созданных человеком водохранилищ разного размера. Их общий объем превышает 6000 км³ и полезный объем– 3000 км³. При этом полезном суммарном объеме водохранилища увеличивают устойчивый сток, то есть возобновимые ресурсы, пригодные к использованию, на 25 %. С другой стороны, средняя мировая продолжительность водообмена в речных системах увеличилась с 20 до 100 суток, что указывает на ухудшение их экологического состояния.

Гидроэлектрические станции не загрязняют окружающую среду. Они играют также важную роль в энергетических системах. В особенности важно их свойство практически мгновенно реагировать на изменения спроса на энергию: вечерние и утренние пиковые нагрузки в энергосистемах, связанные с повседневной жизнью людей, наиболее эффективно покрываются гидроэлектростанциями. Развитие орошения во многих районах мира невозможно без создания водохранилищ. Водохранилища на крупных реках улучшают также условия навигации. В экономически развитых районах мира плотины задерживают загрязняющие вещества, переносимые рекой, переводя их в донные отложения. Плотины с сопутствующими сооружениями (водохранилищами, ирригационными системами, гидроэлектростанциями, шлюзами и пр.) составляют важную часть стратегии развивающихся стран.

Вместе с тем многие отрицательные последствия строительства плотин и водохранилищ являются серьезным аргументом против их дальнейшего развития. Это – высокая стоимость строительства и переселения жителей из зоны затопления; большие потери земельных ресурсов высокого качества; серьезные и плохо предсказуемые геоэкологические последствия; глубокие изменения гидрологического режима в верхнем и нижнем бьефах плотин; перехват стока биогенных элементов (фосфора и азота) и, соответственно, снижение биологической продуктивности морей; подъем уровня грунтовых вод с сопутствующими изменениями продуктивности природных и антропогенных ландшафтов; ухудшение условий для рыбного хозяйства; нарушение установившегося уклада жизни и хозяйства; несовместимость интересов различных социальных групп населения, которые могли быть затронуты в результате строительства и др.

На определенной стадии развития водного хозяйства некоторой территории, когда не только устойчивая часть речного стока и доступная часть ресурсов подземных вод, но и дополнительный ресурс, получаемый вследствие регулирования стока приближаются к экономически и экологически рациональному пределу, возникает интерес к осуществлению проектов передачи части речного стока из водообеспеченного в вододефицитный регион. Масштабы крупнейших перебросок в мире выросли на порядок, от 0,5–1 км³ в год в начале этого века примерно до 10 км³ в год. 

Таким образом, водохранилища и переброска речного стока, с одной стороны выполняют задачу увеличения и перераспределения объема возобновимых водных ресурсов. С другой стороны, приносят много неблагоприятных последствий. Поэтому при проектировании нового гидротехнического объекта, в особенности крупного, необходимо проводить его геоэкологическую экспертизу с целью поиска оптимального решения, учитывающего инженерные, экономические и экологические аспекты проекта, в котором сумма выгод в конечном итоге должна превышать сумму потерь, и в каждом случае это решение должно быть индивидуальным.

Геоэкологические аспекты водного хозяйства. Эффективное водное хозяйство– это умение уравновесить имеющиеся водные ресурсы территории и спрос на них, не допуская при этом ухудшения качества окружающей среды. Иными словами, это искусство соблюдать водохозяйственный баланс. Имеются два принципиально различных пути его достижения. Как правило, при традиционном водном хозяйстве потребность в воде постоянно возрастает, и баланс достигается системой мер, обеспечивающих увеличение подачи воды. Но баланс между спросом и предложением может быть достигнут также посредством регулирования спроса на воду. Здесь огромное поле деятельности, потому что водные ресурсы используются неэффективно практически во всех странах и во всех отраслях водного хозяйства. Кроме того, снижение водопотребления вызывает меньший ущерб окружающей среде. И, наконец, регулирование спроса – это единственный путь замкнуть водный баланс, когда все ресурсы уже использованы и подача воды уже не может быть увеличена.

В современном хозяйстве главными потребителями вод являются промышленность, сельское хозяйство и коммунально-бытовые службы. Они изымают из естественных и искусственных водоемов для своих нужд определенные объемы воды, которые составляют водозабор. Очень много воды идет на ирригацию, что составляет около 65 % всей забираемой воды. В аридных районах этот показатель намного выше и достигаетв отдельных случаях 98 %. Доля промышленности в водопотреблении мира составляет около 25 %. В странах с достаточным увлажнением, где интенсивное орошение не требуется, эта доля достигает 71–87 % от суммарного водопотребления. Городское население потребляет не более 10 % всего объема забираемой воды, но это очень дорогая вода, потому что строительство и эксплуатация весьма сложных систем водоснабжения обходится весьма дорого.

В процессе использования некоторое количество изъятой воды теряется на испарение, просачивание, технологическое связывание и т. д., причем у различных потребителей масштабы такого расхода неодинаковы. Для небольших по площади территорий эти потери рассматриваются как безвозвратные. Наиболее значителен их объем (до 80–90 %) при сельскохозяйственном использовании. В некоторых отраслях промышленности разработаны и продолжают интенсивно совершенствоваться схемы замкнутого или многократного водопользования, при помощи которых существенно снижаются как объемы водозабора в целом, так и величины безвозвратных потерь. Неоднократное использование одного и того же объема воды сокращает водозабор, но заставляет ввести в водохозяйственный баланс еще одну категорию– водопотребление– общий объем воды, используемый данной отраслью хозяйства за определенный отрезок времени. В сфере коммунального хозяйства водопотребление и водозабор равны между собой, потому что оборотное водоснабжение в данной отрасли на современном уровне практически не осуществляется. В промышленности водозабор оказывается намного ниже водопотребления за счет применения замкнутых циклов водоснабжения, когда из источников вода забирается лишь для компенсации безвозвратных потерь. В сельском хозяйстве водопотребление тоже может количественно превышать водозабор из источников, поскольку для орошения часто используются органические стоки городских коммунальных систем или частично очищенные отработанные воды некоторых промышленных предприятий. В региональном плане структура водозабора и водопотребления может существенно меняться, отражая и общий уровень экономического развития хозяйства, и его специализацию, и в немалой степени специфику природных условий.

Коммунальное и сельское хозяйство, промышленность и гидроэнергетика предъявляют различные требования к качеству воды. Наиболее высокими санитарными и вкусовыми качествами должны обладать воды, используемые в питьевых целях и в некоторых отраслях промышленности (пищевой, химической и др.). Металлургическое или, например, горнорудное производство может обходиться водами низкого качества, использовать оборотные системы водоснабжения.

Любое хозяйственное использование вод различными потребителями сопровождается появлением отработанных вод или стоков. Они перегружены огромным количеством инородных веществ промышленного, сельскохозяйственного или коммунального происхождения, изменяющих физические и химические свойства водной массы. Различают химические воздействия–поступления в водные объекты загрязняющих веществ, вызывающих изменение химического состава вод, сформированного естественным путем, и физические воздействия– изменения физических параметров водных экосистем, которые приводят к нарушению естественных гидрохимических процессов и формированию вод нового состава. Следствием химических и физических воздействий является изменение состава донных отложений и живого вещества водных объектов. Существуют две основные категории источников загрязнения водных объектов: источники точечного загрязнения и рассеянного загрязнения.

Вследствие накопления в воде биогенных элементов происходит  усиление биологической продуктивности водоемов. Эвтрофикация приводит к ряду неблагоприятных экономических последствий: ухудшению качества воды, снижению рекреационной ценности озера, снижению рыбной популяции, блокированию водосбросов, каналов и даже навигационных путей.

Даже если применяются наиболее совершенные из известных современной науке методы очистки отработанных вод (механические, химические, биологические), для разбавления1 м³ таких стоков необходимо потратить не менее 8–10 м³ чистых природных вод. Если же сбрасываются неочищенные стоки, то расход воды возрастает в несколько раз. В настоящее время в мире среди хозяйственных стоков, сбрасываемых в естественные водоемы, превалируют категории слабо очищенных или вообще неочищенных вод. Наряду с «обычным» загрязнением воды, увеличивается число случаев катастрофических ситуаций, когда вследствие технологической аварии в реку, озеро или подземные воды попадает значительный объем высокотоксичных вод, наносящих серьезный и долговременный ущерб. В результате кризисные явления поражают не только районы, изначально обедненные водными запасами, но и такие, где существуют благоприятные природные предпосылки для образования значительных объемов воды.

Стандарты качества воды– важный инструмент управления состоянием окружающей среды. Предприятия могут платить штрафы, если сбросы воды не соответствуют стандартам, или налоги, пропорциональные степени вклада в загрязнение воды. Эти меры помогают в решении проблем качества воды в развитых странах. Однако по ряду разнообразных причин они не действенны в большинстве развивающихся стран и стран с переходной экономикой. Следует также отметить, что экономика использования водных ресурсов требует большего внимания. Пока что вода во всем мире имеет низкую цену, а то и вовсе бесплатна, что ведет к неэффективному использованию водных ресурсов и, как следствие, к серьезным экологическим проблемам.

Управление водными ресурсами удобнее всего осуществлять для всего бассейна реки или озера или бассейна подземных вод. Однако политические и административные границы, как правило, не совпадают с водоразделами. Внутри стран это приводит к неудобной ситуации, когда водное хозяйство осуществляется по речным бассейнам, в то время как большая часть другой экономической деятельности привязана к административному делению. На международном уровне это может приводить к конфликтам, связанным с использованием водных ресурсов. Около половины населения мира живет в не менее чем 220 международных речных и озерных бассейнах, причем более 25 бассейнов принадлежат четырем и более странам.

Комиссия ООН по вопросам права сформулировала принципы международного сотрудничества в области водных ресурсов. Они включают четыре межгосударственных обязательства: 1) информировать соседние государства и консультироваться с ними, прежде чем предпринимать какие-либо действия, которые могут привести к изменениям состояния разделяемых водных ресурсов; 2) регулярно обмениваться гидрологическими данными; 3) избегать причинения ущерба другим пользователям водных ресурсов; 4) распределять воду из общего водного источника «разумно и справедливо».

Таким образом, стратегия решения водных проблем, успешное водное хозяйство– это поддержание баланса между спросом и предложением без ухудшения (по крайней мере) геоэкологического состояния территории. Необходимо сбалансировать также различные, часто конфликтные интересы и задачи различных общественных групп и секторов экономики. Водное хозяйство региона (бассейна) должно базироваться на многокритериальной и междисциплинарной основе. Необходимо комбинировать инженерные, экономические, экологические, юридические, социальные, политические действия, потому что ни одно из них, взятое в отдельности, не может обеспечить эффективные и долговременные решения водных проблем.

Геоэкологические проблемы Мирового океана. Современное общество все больше осознает всеобъемлющее значение Мирового океана как источника колоссальных запасов полезных ископаемых, биологических ресурсов, средства для межконтинентальных связей, генератора и регулятора климата нашей планеты. Но в то же время человечество  истощает природные ресурсы океана и загрязняет его акваторию. С каждым днем влияние антропогенной деятельности на Мировой океан, во многих случаях превосходящее естественные процессы, становится все более заметным и приводит к существенному нарушению его геоэкологического баланса.

Под загрязнением моря в международной практике и в Конвенции ООН по морскому праву 1982 г. понимается введение человеком непосредственно или косвенно вещества или энергии в морскую среду, которое приводит или может привести к вредным последствиям в виде нанесения ущерба живым ресурсам, опасности для здоровья человека, создания помех морской деятельности, включая рыболовство и т. д. Источников и каналов загрязнения океана очень много. По месту возникновения они подразделяются на наземные, атмосферные и морские; по временному признаку – на постоянные (выпаривание и вымывание загрязняющих веществ из атмосферы, сброс с суши, эксплуатационные сливы судов и т. д.) и случайные (аварии кораблей, катастрофы при добыче полезных ископаемых, в результате военных действий и т. д.), по источнику поступления – на точечные (от коллекторов сточных вод, морских судов, нефтяных платформ и т. д.) и сливные (с сельскохозяйственных угодий, урбанизированных территорий). В зависимости от площади распространения различают локальные загрязнения (радиус до 10 км); субрегиональные (до 100 км); региональные (до 1000 км) и глобальные, охватывающие весь Мировой океан.

Устойчивость геосистемы Мирового океана основана на постоянстве среды. Это состояние учитывает поступление в океан вредных веществ, но в концентрациях, не вызывающих неблагоприятные последствия. Воздействие загрязнителей на биоту океана зависит от степени опасности, стойкости, агрегатного состояния, масштаба, продолжительности воздействия загрязнения и вида организма.

Одним из основных загрязнителей Мирового океана являются нефтяные углеводороды – нефть и нефтепродукты. Наиболее загрязнены нефтью районы интенсивного судоходства и морских нефтепромыслов. Разлитая по поверхности океана нефть нарушает процесс тепло-, водо- и газообмена на границе океана и атмосферы. Являясь токсичным веществом, нефть отрицательно воздействует на все виды морских организмов. Больше всего нефти в океан поставляет суша посредством атмосферных осадков, речного и ливневого стока. Около трети  нефти попадает  в океан при морских перевозках, из нее более половины приходится на эксплуатационные сливы судов (0,4 % от перевозимого объема). Кроме того, источниками загрязнения нефтяными углеводородами являются аварии танкеров, морские нефтяные промыслы (1–2 %) и естественное просачивание нефти из морского дна (10 %). Всего в океан ежегодно поступает около 5–6 млн т нефти. Океан не способен нейтрализовать всю нефть, поступающую вследствие антропогенной деятельности. Только около одной четверти ее окисляется бактерионейстоном океана. Существуют механические, физико-химические, химические и биологические методы борьбы с нефтяным загрязнением.

Следующий загрязнитель океана – химические вещества, производимые человеком. Это кислоты, щелочи, продукты коксохимии, растворители, спирты, пестициды, гербициды, детергенты и т. д. Они оказываются в океане в результате аварий морских химовозов и поступлений с суши. В настоящее время в Мировой океан ежегодно сбрасывают около 30000 различных химических соединений, объемом до 1,2 млрд т. Повышение содержания в воде органических соединений – нитратов и фосфатов – ведет к бурному развитию бактерий, сине-зеленых и диатомовых водорослей и тем самым вторичному загрязнению моря продуктами их метаболизма и распада.

Глобальный характер носит загрязнение океана тяжелыми металлами, прежде всего ртутью, свинцом, кадмием. Они попадают в океан главным образом через атмосферу и с речным стоком. От одной трети до половины промышленного производства ртути (3–5 тыс. т) и около 2 млн т свинца ежегодно попадает в океан.

Значительную опасность представляет загрязнение океана отходами атомной и военной промышленности. Оно связано с захоронением радиоактивных отходов, авариями судов с атомными реакторами и сбросом теплой воды, используемой для охлаждения реакторов АЭС.

Быстро растет загрязнение океана твердым мусором. Ежегодно в океан  только  с судов  сбрасывается  около  7 млн металлических,  430 тыс. стеклянных, 640 тыс. бумажных и пластмассовых предметов. Эти отходы, как правило, не разрушаются и накапливаются в океане.

Современное загрязнение Мирового океана характеризуется распространением на открытые районы океана, переносом загрязняющих веществ в более глубокие слои воды и их накоплением в морских организмах. Локальные загрязнения и их экологические последствия все чаще приобретают глобальный характер.

Общие последствия загрязнения проявляются в накоплении химических, токсических веществ в биоте, микробиологическом загрязнении прибрежных районов, снижении биологической продуктивности, прогрессирующей эвтрофикации, возникновении мутагенеза и канцерогенеза, нарушении устойчивости экосистем. Кроме того, загрязнение океана сказывается на хозяйственной деятельности человека и его здоровье. Токсические вещества через трофические цепи вызывают у людей ряд специфических заболеваний.

Под экономическим ущербом, вызванным загрязнением морской среды, понимаются фактические и возможные потери в производственной и непроизводственной сфере, выраженные в стоимостной форме. Потери в результате снижения оздоровительной, спортивной, эстетической ценности водоемов плохо поддаются подсчетам. Обычно представляется возможным определить локальный ущерб, нанесенный отдельным видам морского хозяйства в пределах небольших акваторий, обусловленный залповым выбросом загрязнителей. Например, экономический ущерб от загрязнения нефтью включает прямые потери от загрязнения, затраты на его ликвидацию и стоимость недополученного продукта (рыбы, услуг рекреантам и т. д.).

Долгое время океан полностью перерабатывал поступающие в него вредные вещества, но сейчас загрязнение достигло такого масштаба, что природных процессов самоочищения недостаточно. Кроме загрязнения отрицательное влияние на морскую среду оказывает добыча полезных ископаемых, нерациональное использование биологических и других природных ресурсов океана, строительная, военная и другая деятельность человека.

 Природные геосистемы океана испытывают постоянно возрастающее антропогенное давление. Для их оптимального функционирования, динамики и прогрессивного развития необходимы специальные мероприятия по охране морской среды. Они должны включать ограничение и полное запрещение загрязнения Мирового океана; регулирование использования его природных ресурсов, создание охраняемых акваторий, геоэкологический мониторинг и т. д.

В настоящее время существуют международные соглашения по отдельным морям, регулирующие совместные действия по борьбе с загрязнением, предотвращению и ликвидации экологических катастроф, по организации совместных наблюдений за качеством воды, по охраняемым акваториям и территориям и другим вопросам, требующим совместных согласованных действий. Помимо региональных, существуют и другие международные соглашения, регулирующие различные геоэкологические проблемы морей и океанов.

Лекция№8

Характеристика и особенности распределения элементов биосферы в разных природных зонах Земли

План:

1. Современная динамика и эволюция природных комплексов Земли.

2. Особенности природопользования в разных природных зонах.

3. Характеристика и особенности распределения типов почв, лесов, растительности и животных,биологических ресурсов Мирового океана и пресноводных водоемов как элементов биосферы и их значение для хозяйственной деятельности человека.

Природно-антропогенные особенности биосферы

Характеристика и особенности распределения элементов биосферы в разных природных зонах Земли

Значение лесных и других биологических ресурсов

Растения как единственные созидатели органической материи служат биоэнергетической основой функционирования всей биосферы. От состояния растительного покрова территории отдельных стран и планеты в целом зависит общий баланс веществ и энергии на Земле. Благодаря фотосинтезу, свойственному только зеленым растениям, создается органическое вещество планеты. Фотосинтез — это процесс получения углеводов из углекислого газа и воды при помощи световой энергии солнечных лучей, которую растения превращают в химическую энергию и запасают в виде углеводов, белков, жиров, органических кислот и др. При этом выделяется кислород, а углерод входит в состав органических соединений.

Растительность создает особые условия климата в приземном слое атмосферы, играет стабилизирующую роль в окружающей среде. Растительный покров изменяет суточный и годовой ход температуры и влажности, понижая амплитудуих колебаний. Травянистый, кустарниковый и древесный покровы влияют на поверхностный и внутрипочвенный стоки, на испарение влаги, способствуют впитыванию талых вод, улучшают режим минерального питания почв, положительно действуют на водный баланс суши в целом. Растительность обогащает почву органическими веществами, которые преобразуются при участии микроорганизмов в гумус. С помощью высших растений, особенно злаков, формируется структура почвы.

Разнообразие растительного покрова Земли определяется такими основными факторами, как климат, рельеф, почвенно-гидрологические условия. Растительные зоны отражают изменения климата от полюсов к экватору, то есть широтную зональность растительности. Изменения растительного покрова происходят и с продвижением вглубь материков, и с поднятием в горы, что также связано с изменением климатических условий. В пределах однородной по климату территории различия в рельефе, почвах и гидрологических условиях обусловливают особенности структуры растительного покрова, состава и продуктивности конкретных растительных сообществ. Зональность, региональность растительности имеет первостепенное значение для использования естественных растительных ресурсов, их восстановления и охраны.

Растения служат источником питания людей и кормом для сельскохозяйственных к диких животных, являются лекарственным сырьем и т.д. Всего человеком используется около 20 тыс. видов растений, из них разводятся и культивируются около 2,5 тыс. Культурные растения делят на следующие группы: зерновые, крахмало- и сахароносные, жиромасличные пищевого и технического назначения, плодово-ягодные, орехоплодные, овощные, эфиромасличные, прядильные и лубяные, кормовые, каучуконосы и др. Основным "хлебом" человечества стали зерновые культуры — пшеница, сорго, кукуруза, рожь, овес, ячмень, рис.

Среди растительных ресурсов нашей планеты особое место занимают лесные формации. Лес представляет собой природный комплекс, в составе которого преобладают деревья одного или многих видов, растущие близко друг от друга и образующие более или менее сомкнутый древостой. Вместе с тем лес рассматривается как совокупность земли, древесной, кустарниковой и травяной растительности, микроорганизмов и других компонентов окружающей среды, биологически взаимосвязанных и влияющих друг на друга в своем развитии.

Леса на земле образуют самые крупные экологические системы. Структура лесных экологических систем зависит от физико-географических условий среды, видового состава и биологических особенностей растений. Лес является главнейшим источником и аккумулятором органического вещества, оказывает решающее воздействие на энергетический обмен в биосфере, выступает носителем колоссальной энергии. Особенно велика егороль в стабилизации кислородного баланса атмосферы в планетарном масштабе. Так, 1 га средневозрастного леса поглощает ежегодно 4,6—6,5 т углекислого газа и выделяет при этом 3,5—5 т кислорода. В масштабах планеты наиболее значительна в этом процессе роль хвойных лесов северного полушария и вечнозеленых лесов тропиков и субтропиков.

Леса выполняют водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические, оздоровительные ииные полезные функции, улучшают окружающую среду, создают условия для обитания диких животных.

Санитарно-гигиеническая роль леса проявляется в выделении фитонцидов, которые убивают многие болезнетворные микробы. Фитонциды почек тополя и эвкалипта чувствительно действуют на вирус гриппа, фитонциды пихты уничтожают коклюшную палочку и возбудителей дифтерии, фитонциды дуба убивают возбудителей дизентерии, брюшного тифа. Благодаря действию фитонцидов 1 м³ воздуха в лесу содержит 200—300 бактерий, а в крупных городах — в 200—500 раз больше.

Лес активно выполняет очистительные функции, улавливая химические атмосферные загрязнения, особенно газообразные, способен поглощать отдельные промышленные выбросы. Обладает пылезащитными свойствами — листва крон очищает лес от вредных механических примесей.

Оздоровительное значение лесов и других растительных комплексов широко используется для различных форм рекреации населения, особенно в больших городах и пригородных зонах. В лесных массивах размещаются лечебно-оздоровительные учреждения и спортивные сооружения, туристские комплексы, лагеря отдыха для детей и школьников, создаются специальные зоны массового отдыха.

Важна роль лесных массивов в предупреждении и поглощении возможного радиоактивного загрязнения. Леса могут захватывать до 50 % радиоактивной пыли, защищая от нее прилегающие посевы, сады, населенные пункты. Особенно большой поглотительной способностью обладает лесная подстилка, концентрирующая радиоактивную пыль в 30 раз больше, чем листья. Отмеченный фактор в значительной мере определил региональные различия радиоактивного загрязнения территории Беларуси после аварии на ЧАЭС.

Лес является одной из основ хозяйственной деятельности человека, источником получения многих материальных ресурсов (древесины, пищевых, лекарственных и технических ресурсов, Продукции охотничьего промысла), базой для развития лесного Хозяйства, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, отдыха и туризма, других отраслей народного хозяйства. От того, насколько рационально используются ресурсы леса, во многом зависит рост экономики страны.

Лесные ресурсы включают стволовые запасы древесины и разнообразные недревесные ресурсы: технические (живицу, пробку и др.), кормовые, охотничье-промысловые, пищевые (грибы, плоды, ягоды, орехи и др.), лекарственные растения. Они выполняют общественно полезные и защитно-ресурсоохранные функции (водоохранные, климаторегулирующие, полезащитные, противоэрозионные и пр.), в том числе рекреационные и эстетические. Лесные ресурсы относятся к возобновимым и рассматриваются вместе с занимаемыми ими землями, которые могут использоваться в целях сохранения, воспроизводства и повышения продуктивности лесов.

Леса покрывают 37,0 млн. км² площади земного шара, из них на Россию приходится 7,7, Канаду — 4,2, Бразилию — 3,3, США — 2,9 млн. км². Степень облесенности территории определяется с помощью показателя лесистости, то есть отношения лесопокрытой площади к общей площади (материка, страны, отдельного региона), выражается в процентах. Естественная лесистость, существовавшая до начала активного вмешательства человека в природные процессы, составляла свыше половины поверхности суши. В XX ст. главным образом в результате вырубок и пожаров лесистость резко сократилась — до 27—28 %, причем в Северной и Южной Америке она превышает 30 %, Азии — 30 % и наименьшая в Австралии — около 10 % . Особенно интенсивно сводятся тропические леса в долине Амазонки, в Африке, Индонезии, на Филиппинах.

Мировые ресурсы древесины оцениваются до 370 млрд. м³, самый высокий ресурсный потенциал находится в Евразии — 42 % общего запаса древесины. Особенно выделяется Россия — более 22 % . В Канаде — 6 %, США — 6, всех странах Европы — лишь 5 % мировых запасов древесины.

Современный лесной покров Земли существенно преобразован человеком не только количественно, но и качественно. Производственные леса, в том числе и создаваемые на месте коренных лесов культурные насаждения, в общей сложности занимают очень большую площадь. Первоначальный облик коренных лесов сильно изменен. Например, еловые леса в Центральной Европе искусственно созданы на месте буковых. В Северной Америке, Японии и в некоторых других странах культивируют быстрорастущие породы деревьев. В таежной зоне России значительно возросла площадь березовых и осиновых лесов.

Растительность Беларуси

Растительность Беларуси характеризуется значительным разнообразием составляющих видов и выраженной зональностью их расселения по территории страны. Естественной растительностью покрыто 65,9 % территории, из них лесной — 36,0 % , луговой - 15,8, болотной - 11,5 и кустарниковой - 3,1 % от общей площади Беларуси. В результате развития мелиоративных работ значительные площади, прежде всего болот и заболоченных земель, трансформированы в различные категории сельхозугодий (пашни, культурные сенокосы и пастбища). Искусственное облесение не успевает за вырубками, хотя в зонах с повышенной радиацией значительно возрастают площади лесов.

Существенные зональные различия растительности Беларуси прослеживаются в направлении с севера на юг и в меньшей мере - с запада на восток. Северный озерный край (Белорусское Поозерье) с чередованием мореных возвышенностей и ледниковых низин сменяется полосой Белорусской гряды, южнее которой находятся моренные и водно-ледниковые равнины, постепенно переходящие в заболоченную низину Полесья. На севере умеренная обеспеченность теплом сочетается с относительно высокой влажностью воздуха, на юге - высокая теплообеспеченность с пониженной влажностью.

Лесной фонд Беларуси, рассматриваемый как совокупность всех лесов страны натурального и искусственного происхождения, включает покрытые лесом земли, а также другие земли, предназначенные для нужд лесного хозяйства. Общая площадь земель лесного фонда на Беларуси составляет 8,9 млн. га, в том числе лесопокрытая (без прогалин, высечек, гарей) — 7,3 млн. га, или 36,0 % ее территории (динамика лесного фонда страны отражена в табл. 9.1). Лесистость отдельных районов колеблется от 10—15 до 50—60 % . Наибольшие лесные массивы — на равнинах (Центральноберезинской) и низинах (Полоцкой, Верхнеберезинской, Верхненеманской), в Припятском и Мозырском Полесье.

Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр.121-124)

Лекция№9

ВЛИЯНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА НА БИОСФЕРУ

План:

1. Причины деградации, возникновения и развития дефляции и водной эрозии почв

2. Опустынивание как комплексный природно-антропогенный процесс.

3. Роль лесов в биологическом круговороте веществ, регулировании стока, сохранении почв.

4. Основные направления повышения эффективности использования лесных ресурсов и их охраны.

Влияние деятельности человека на биосферу

Истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана. За период с 1900 г. по 1995 г. потребление пресной воды в мире увеличилось в шесть раз, что более чем в два раза превышает темпы прироста населения. Уже сейчас почти одна треть мирового населения проживает в странах, где потребляемый объем воды на 10 % превышает общий объем имеющихся запасов. Если нынешние тенденции сохранятся, то к 2025 г. в условиях дефицита будут проживать каждые два из трех жителей Земли.

Основным источником обеспечения человечества пресной водой являются в целом активно возобновляемые поверхностные воды, которые составляют около 39 000 км³ в год. Еще в 70-е годы эти огромные ежегодно возобновляемые ресурсы пресной воды обеспечивали на одного жителя земного шара в среднем около 11 тыс. м³, в 80-е годы обеспеченность водными ресурсами на душу населения снизилась до 8,7 тыс. м³/год, а к концу XX ст. — до 6,5 тыс. м³/год. С учетом прогноза роста численности населения Земли к 2050 г. (до 9 млрд. чел.) обеспеченность водой упадет еще до 4,3 тыс. м³/год. Человечество настораживает довольно резкое (почти в 2 раза) падение обеспеченности пресной водой в конце XX ст.

Вместе с тем, необходимо учитывать, что приведенные средние данные носят слишком обобщенный характер. Неравномерность распределения населения и водных ресурсов по земному шару приводит к тому, что в некоторых странах ежегодная обеспеченность населения ресурсами пресной воды снижается до 1000—2000 м³/год (страны Южной Африки) или повышается до 100 тыс. м³/год (Новая Зеландия). В таких обильных водой и малонаселенных районах, как Аляска, Гвиана, обеспеченность водными ресурсами на душу населения даже превышает 2 млн. м³. Сказываются также колебания речного стока во времени, когда в некоторых странах в маловодные годы ресурсы пресных вод уменьшаются в 3—4 раза; в отдельных районах Северной и Восточной Африки не бывает дождей в течение нескольких лет, и реки пересыхают.

Подземные воды обеспечивают потребности одной трети населения Земли. Особую озабоченность человечества вызывает их нерациональное использование и методы эксплуатации. Добыча подземных вод во многих регионах земного шара ведется в таких объемах, которые значительно превышают способность природы к их возобновлению. Это широко распространено на Аравийском полуострове, в Индии, Китае, Мексике, странах СНГ и США. Отмечается падение уровня подземных вод на 1—3 м в год.

В некоторых регионах мира происходит острейшая конкурентная борьба между государствами за водные ресурсы для орошения и производства электроэнергии, которая, по всей вероятности, еще более обострится с ростом численности населения. Сегодня от нехватки воды наиболее сильно страдают Ближний Восток и Северная Африка, однако к середине XXI в. к ним присоединятся и страны Африки к югу от Сахары, поскольку за это время их население увеличится в два или даже в три раза.

Охрана количества водных ресурсов непосредственно связана с разработкой стратегии водопользования на национальном и местных уровнях. На первый план ставится задача всемерного уменьшения расходования воды на единицу сельскохозяйственной промышленной продукции. ООН видит необходимость проведения в сельском хозяйстве "голубой революции", цель которой состоит в увеличении отдачи сельскохозяйственного производства на единицу расходуемых водных ресурсов при более эффективном управлении водным хозяйством. Текущие тенденции и грядущие кризисы в области водных ресурсов достаточно глубоко изучаются наукой; найдены многие технические решения, которые на данном этапе экономически слабо обоснованы и требуют больших затрат.

Гораздо более многоплановую и сложную задачу представляет охрана качества водных ресурсов. Использование воды для хозяйственных целей также является одним из звеньев круговорота воды. Но антропогенное звено круговорота существенно отличается от естественного тем, что лишь часть использованной человеком воды в процессе испарения возвращается в атмосферу. Другая ее часть, особенно при водоснабжении городов и промышленных предприятий, сбрасывается обратно в реки и водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства. Этот процесс продолжается в течение тысячелетий. С ростом городского населения, развитием промышленности, использованием в сельском хозяйстве минеральных удобрений и вредных химических веществ загрязнение поверхностных пресных вод стало приобретать глобальные масштабы.

Наиболее серьезную и насущную проблему представляет то обстоятельство, что более чем у 1 млрд. человек отсутствует доступ к безопасной питьевой воде, а половина населения земного шара не имеет доступа к надлежащим санитарно-гигиеническим услугам. Во многих развивающихся странах реки, протекающие через крупные города, представляют собой сточные канавы, и это создает опасность для здоровья населения.

Согласно подсчетам, причинами 80 % всех заболеваний вразвивающихся странах является отсутствие безопасной воды и плохие санитарно-гигиенические условия. Каждый год из-за этого умирают более 5 млн. человек, более половины из жертв — дети. Ничто не внесет больший вклад в сокращение заболеваемости и в спасение жизни людей в развивающихся странах, как обеспечение населения безопасной водой и надлежащими санитарно-гигиеническими условиями.

До сознания людей необходимо довести масштабы и причины нынешних и грядущих кризисов в области водных ресурсов. В этой связи Международный форум по водным ресурсам, который состоялся в марте 2000 г., определил ряд реально достижимых целей, касающихся водных ресурсов и санитарно-гигиенических условий.

Мировой океан, крупнейшая экологическая система планеты Земля, представляет собой акватории четырех океанов — Атлантического, Индийского, Тихого, Северного Ледовитого — со всеми взаимосвязанными прилежащими морями. Морская вода занимает 95 % объема всей гидросферы. Будучи важным звеном в круговороте воды, она обеспечивает питание ледников, рек и озер, а тем самым — жизнь растений и животных. Мировой океан играет огромную роль в создании необходимых условий жизни на нашей планете, его фитопланктон обеспечивает 50—70 % общего объема кислорода, потребляемого живыми существами.

Радикальные перемены в использовании ресурсов Мирового океана принесла научно-техническая революция. Она необычайно расширила глубину и диапазон научных исследований открыла путь к всеобъемлющему изучению океана, определи и обеспечила новые направления развития технологии морского хозяйства. Вместе с тем с НТР связаны и многие негативные процессы, и среди них — загрязнение вод Мирового океана. Катастрофически увеличивается загрязнение океана нефтью, химическими веществами, органическими остатками, захоронениями радиоактивных производств и др. По отдельным оценкам, Мировой океан поглощает главную часть загрязняющих веществ.

Международное сообщество активно ведет поиск путей эффективной охраны морской среды; в настоящее время существует более 100 конвенций, соглашений, договоров и других правовых актов. Международные соглашения регулируют различные аспекты, обусловливающие предотвращение загрязнения Мирового океана, среди них:

♦ запрещение или ограничение определенными условиями сбросов загрязняющих веществ, образующихся в процессе нормальной эксплуатации (1954);

♦ предотвращение  преднамеренного  загрязнения  морской среды эксплуатационными отходами с судов, а также частично от стационарных и плавучих платформ (1973);

♦ запрещение или ограничение захоронения отходов и других материалов (1972);

♦ предотвращение загрязнения или уменьшение его последствий в результате аварий и катастроф (1969, 1978).

В формировании нового международно-правового режима Мирового океана ведущее место занимает Конвенция ООН по морскому праву (1982), включающая комплекс проблем охраны и использования Мирового океана в условиях современной научно-технической революции. Конвенция провозгласила международный район морского дна и его ресурсы общим наследием человечества.

Разрушение почвенного покрова Земли. Проблема земельных ресурсов в настоящее время стала одной из крупнейших глобальных проблем не только из-за ограниченности земельного фонда планеты, но и потому, что естественная способность почвенного покрова производить биологическую продукцию ежегодно уменьшается как относительно (в расчете на душу прогрессивно возрастающего мирового населения), так и абсолютно (за счет увеличения потерь и деградации почвы в результате деятельности самого человека).

Человечество за свою историю безвозвратно потеряло больше плодородных земель, чем их распахивается во всем мире (более 1,5 млрд. га), превратив когда-то продуктивные пахотные земли в пустыни, пустоши, болота, кустарниковые заросли, бедленды, овраги. Многие безжизненные пустыни мира — это результат деятельности человека. Процесс этих безвозвратных потерь продолжается и сейчас. По самым оптимистическим подсчетам специалистов ООН, почти 2 млрд. га земли подвержены вызываемой деятельностью человека деградации, что ставит под угрозу существование почти 1 млрд. человек. Основные причины этого — засоление почв в результате орошения, а также эрозия, вызванная чрезмерным выпасом, обезлесением, опустыниванием земель.

Эрозия почвы известна человеку давно, но особенное развитие она получила в современную эпоху в связи с интенсификацией земледелия, с многократным усилением нагрузки на почвенный покров.

Вторым по значению деградационным процессом, также широко распространенным во всем мире, является сложный комплекс различных неблагоприятных вторичных последствий орошаемого земледелия, среди которых особенно выделяются вторичное засоление, заболачивание почв. Увеличение в пахотном слое орошаемой почвы содержания солей до 1 % снижает урожай на одну треть, а при содержании в 2—3 % урожай погибает полностью.

Истощение пахотных и пастбищных почв, падение их плодородия происходит во всем мире в результате нерационального интенсивного их использования. Есть и другие деградационные процессы: заболачивание почв в районах достаточного или избыточного атмосферного увлажнения, уплотнение почв, техногенное их загрязнение. В мире каждый год дополнительно 20 млн. га сельскохозяйственных угодий становятся непригодными для возделывания сельскохозяйственных культур вследствие деградации почв или наступления городов. В то же время ожидается, что в течение следующих 30-ти лет спрос на продовольствие в развивающихся странах удвоится. Новые земли могут и будут осваиваться, однако это будет в основном происходить в зоне рискованного земледелия, где почвы в еще большей степени подвержены деградации.

Таким образом, перед человечеством встала реальная угроза его будущей глобальной продовольственной безопасности. Достижения в области сельскохозяйственной биотехнологии могут оказать помощь развивающимся странам, однако воздействие биотехнологии на экологию в полной мере не изучено, необходима дальнейшая научная разработка биобезопасности.

Сохранение биологического разнообразия. Основным гарантом поддержания стабильных условий существования жизни на Земле является сохранение максимального биологического разнообразия, то есть всех возможных форм живых организмов всех сред обитания, включая наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются. Это понятие включает как внутривидовое разнообразие, так и межвидовое, а также разнообразие экосистем. Огромное разнообразие организмов на нашей планете — это необходимое условие поддержания нормального состояния и функционирования биосферы в целом. Видовая разнокачественность групп растений и животных, численность отдельных видов, биомасса определяют их роль в биотическом круговороте веществ и переносе энергии.

На протяжении эволюции одни виды вымирали, другие возникали и достигали своего расцвета и снова исчезали, а на смену им выступали новые. Этот процесс связан прежде всего с динамикой климата Земли и некоторыми геологическими процессами. В результате этого не только один вид сменялся другим, но изменялись и целые биотические сообщества. Однако это происходило необычайно медленно, на протяжении десятков миллионов лет. В период научно-технической революции главной силой, преобразующей растительный и животный мир, выступает человек.

Наиболее заметно сокращение лесной площади нашей планеты: за последние 300 лет уничтожено 66—68 % лесов и лесистость сократилась до 30 % . Рост численности населения и развитие мирового хозяйства постоянно поддерживают растущий глобальный спрос на лесную продукцию. В период 1990—1995 гг. в развивающихся странах в результате чрезмерной вырубки, трансформации под сельскохозяйственные угодья, болезней и пожаров было потеряно почти 65 млн. га лесных угодий. Особенно угрожающее положение сложилось в тропических лесах. При современной скорости их сведения в начале XXI ст. в некоторых регионах (Малайзия, Индонезия) леса могут полностью исчезнуть.

Одной из основных причин такого истощения лесных ресурсов является высокий спрос на древесину в промышленно развитых странах. В качестве альтернативы необходимо значительно повысить эффективность технологии производства лесоматериалов, в первую очередь бумаги, более широко использовать отходы и вторичные материалы, в целях экономии бумаги выпускать издательскую продукцию в электронном виде. Лесовосстановление обеспечит удовлетворение будущих потребностей в древесине и будет способствовать поглощению углеродистых соединений из атмосферы, замедляя тем самым процесс глобального потепления.

Кроме лесов в тщательной охране нуждаются и другие растительные сообщества, животный мир нашей планеты. Сохранение их биологического разнообразия имеет большое значение для многих видов хозяйственной деятельности, и прежде всего для сельского хозяйства, поскольку дикорастущие растения являются генетическим средством обеспечения устойчивости к болезням, засухе и засолению. Необходимо выделить также такую отрасль промышленности, как производство медицинских препаратов на растительной основе, что позволяет удовлетворять основные потребности в медицинской помощи более 3 млрд. человек.

Однако по мере того как растет осведомленность научных и коммерческих кругов о ценности растительных медицинских препаратов, увеличивается и угроза самим этим растениям. Согласно последним обследованиям, обобщенным специалистами ООН, около четверти миллиона видов растений, то есть каждый восьмой, находятся под угрозой исчезновения. Проблематичным является и выживание приблизительно 25 % всех видов млекопитающих и 11 % видов птиц. Продолжается истощение рыбных промысловых районов Мирового океана: за последние полвека рыбные уловы выросли почти в пять раз, при этом 70 % океанических промыслов подвергаются предельной либо запредельной эксплуатации.

Осознание непредсказуемой ценности биологического разнообразия, его значения для поддержания естественной эволюции и устойчивого функционирования биосферы привело человечество к пониманию угрозы, которую создает сокращение биологического разнообразия, происходящее в результате некоторых видов человеческой деятельности. Разделяя озабоченность мирового сообщества, Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992) среди других важнейших документов приняла Конвенцию о биологическом разнообразии. Основные положения конвенции направлены на рациональное использование природных биологических ресурсов и осуществление действенных мер по их сохранению.

Биосфера– одна из геосфер Земли, область распространения живого вещества. Она не может функционировать без тесного взаимодействия с атмосферой, гидросферой и литосферой.

Наличие биосферы отличает Землю от других планет Солнечной системы. Особо следует подчеркнуть, что именно биота играет важнейшую  роль  в  стабильном  функционировании  географической среды.

В пределах биосферы биота сохраняет способность контролировать условия окружающей среды, если человек в процессе своей деятельности использует не более 1 % чистой первичной продукции биоты. Остальная часть продукции должна распределяться между видами, выполняющими функции стабилизации окружающей среды. Следовательно, с точки зрения человечества, биота представляет собой механизм, обеспечивающий человека питанием (энергией) с коэффициентом полезного действия 1 %, а 99 % идет на поддержание устойчивости окружающей среды.

Если рассматривать человека как биологический вид, находящийся на вершине экологической пирамиды, то ему, по законам биологической экологии, полагалось бы на питание лишь несколько процентов производимой на суше первичной биологической продукции, то есть порядка 10 млрд т в год. Фактически, благодаря использованию пашни, пастбищ и лесов, человек поглощает сельскохозяйственные и лесные продукты общей массой 31 млрд т. Кроме того, вследствие деятельности человека, современная первичная продуктивность меньше исходной на 27 млрд т по следующим причинам: а) деградации естественных ландшафтов и б) превращения естественных экосистем в антропогенные. Тогда общее количество потребляемой и разрушаемой человеком биомассы суши равно 58 млрд т в год, или почти 40 % первичной биологической продукции суши.

Таким образом, в настоящее время потребление первичной биологической продукции человеком превосходит все допустимые пределы. При дальнейшем росте населения мира его потребности можно будет удовлетворять только за счет потребностей других живых организмов, а это неизбежно приведет к катастрофической деградации биосферы и, следовательно, географической среды в целом.

Среди геоэкологических проблем биосферы есть две наиболее серьезные: первая – чрезмерное, не соответствующее установленному природой уровню, антропогенное поглощение и разрушение возобновимых биологических ресурсов и вторая – снижение роли биосферы в стабилизации состояния географической среды. Обе проблемы чрезвычайно серьезны, но, вероятно, вторая проблема более важна, потому что она затрагивает основные, глубинные, системные процессы функционирования географической среды. Можно считать, что величина антропогенной доли поглощения и разрушения первичной биологической продукции суши– важнейший геоэкологический индекс уровня кризисного состояния географической среды.

Геоэкологические аспекты современных ландшафтов мира. Деятельность человека весьма значительно преобразовала первичные, или потенциальные ландшафты Земли. На 20–30 % площади суши человек преобразовал ландшафты практически полностью. На территориях с высокой плотностью населения естественные экосистемы почти не сохранились. Вместо этого, их территории на 40–80 % заняты сельскохозяйственными землями, населенными пунктами, дорогами, промышленными сооружениями и прочими результатами деятельности человека. На остальной части встречаются вторичные, или специально выращиваемые леса, деградировавшие земли и водохозяйственные системы, находящиеся, как правило, в далеко не идеальном состоянии. При этом внешне такие территории могут выглядеть благополучно, но фактически это области дестабилизации географической среды.

В результате некоторые зональные типы ландшафтов исчезли, другие были трансформированы, так что возникли антропогенные модификации природных ландшафтов. Из 96 зональных типов ландшафтов, выделенных на равнинах мира, 40 типов исчезли или были коренным образом преобразованы.

На других территориях произошли менее заметные изменения, часто невидимые, такие как изменения потоков химических веществ, изменения теплового или водного баланса и многие другие. Всего около 60 % территории мира в той или иной степени преобразовано человеком.

Территорий, совсем не измененных человеком, в мире не осталось. Но еще  довольно значительные участки на Земле остаются почти нетронутыми. Они играют огромную, общепланетарную роль в сохранении гомеостазиса географической среды и являются ценнейшим достоянием человечества.

Основные особенности антропогенной трансформации ландшафтов заключаются в следующем: геосистема из почти полностью замкнутой превращается в разомкнутую (открытую), главным образом вследствие отчуждения биомассы в виде продукции, используемой человеком; увеличивается однообразие ландшафтов; интегральное антропогенное давление за определенный интервал времени нарушает эволюционное развитие ландшафтов и снижает их продуктивность; нарушается химическое равновесие, сложившееся в ландшафтах в процессе их эволюции в доантропогенную эпоху; антропогенные потоки химических элементов и их соединений часто на один–два порядка превышают уровень естественных потоков химических веществ; происходит непрерывная трансформация земельного фонда. Общей геоэкологической особенностью ландшафтов мира является ухудшение их состояния, выражающееся прежде всего в снижении их естественной биологической продуктивности. При этом главные процессы– это обезлесение в сравнительно влажных ландшафтах, опустынивание в относительно сухих ландшафтах и деградация почв.

Проблемы обезлесения. Под обезлесением понимают исчезновение леса в результате естественных причин или антропогенных воздействий.

Леса составляют около 85 % фитомассы мира. Они играют важнейшую роль в формировании глобального цикла воды, а также биогеохимических циклов углерода и кислорода. Леса мира регулируют климатические процессы и водный режим мира. Экваториальные леса являются важнейшим резервуаром биологического разнообразия, сохраняя 50 % видов животных и растений мира на 6 % площади суши. Вклад лесов в мировые ресурсы не только значителен количественно, но и уникален, поскольку леса – это источник древесины, бумаги, лекарств, красок, каучука, плодов и пр. Леса с сомкнутыми кронами деревьев занимают в мире 28 млн км² при примерно одинаковой их площади в умеренном и тропическом поясе. Общая площадь сплошных и разреженных лесов, согласно Международной организации по продовольствию и сельскому хозяйству (ФАО), в1995 г. покрывала 26,6 % свободной ото льда суши, или примерно 35 млн км².

В результате  своей  деятельности  человек  уничтожил не менее 10 млн км² лесов, содержавших 36 % фитомассы суши. Главная причина уничтожения лесов – увеличение площади пашни и пастбищ, вследствие роста численности населения. Обезлесение приводит к прямому уменьшению органического вещества, потере каналов поглощения углекислого газа растительностью и проявлению широкого спектра изменений круговоротов энергии, воды и питательных веществ. Уничтожение лесной растительности воздействует на глобальные биогеохимические циклы основных биогенных элементов и, следовательно, оказывает влияние на химический состав атмосферы. Около 25 % углекислого газа, поступающего в атмосферу, обусловлено обезлесением. Сведение лесов приводит к заметным изменениям климатических условий на локальном, региональном и глобальном уровнях. Эти климатические изменения происходят в результате воздействия на компоненты радиационного и водного балансов.

Особенно велико воздействие сведения лесов на параметры седиментационного цикла (увеличение поверхностного стока, размыв, транспортировка, аккумуляция осадочного материала) при образовании обнаженной, не защищенной растительностью, поверхности; в такой ситуации смыв почвы на наиболее сильно эродированных землях, которые составляют 1 % общей площади распаханных сельскохозяйственных угодий, достигает от 100 до 200 тыс га в год. Хотя, если, сведение леса сопровождается его немедленным замещением другой растительностью, величина эрозии почв значительно снижается.

Воздействие обезлесения на круговороты питательных веществ зависит от типа почв, способа сведения леса, использования огня и типа последующего землепользования. Возрастающее беспокойство вызывает влияние обезлесения на уменьшение биологического разнообразия Земли. Обезлесение умеренного пояса к настоящему времени в основном прекратилось, но  продолжается  сокращение  площади тропических  и  экваториальных  лесов. Потери находятся в пределах 11–20 млн га в год.

В ряде стран имеются государственные программы хозяйственного освоения лесных территорий. Но при управлении лесами часто не принимается во внимание, что выгоды от использования лесов в их устойчивом состоянии могут приносить больше дохода, чем выгоды, связанные с расчисткой лесов и использованием древесины.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002.(стр.283-288)

Лекция №10

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ БИОСФЕРЫ

План:

1. Принципы рационального использования и охраны ресурсов биосферы.

2. Биологическое разнообразие планеты и проблема его сохранения.

3. Многофункциональное значение особо охраняемых природных территорий.

4. Расположение, характеристика и перспективы развития основных биосферных заповедников и других, особо охраняемых природных территорий по материкам и по странам.

Проблемы рационального использования и охраны ресурсов биосферы

В сохранении биологического разнообразия главенствующая роль принадлежит особо охраняемым природным территориям. Это участки земли и части водного пространства, в том числе природные комплексы, имеющие особое экологическое, научное, культурное, эстетическое, историческое значение, в отношении которых установлен особый режим охраны и использования. Согласно Закону Республики Беларусь "Об особо охраняемых природных территориях и объектах" (1994), к таковым относятся: государственные заповедники, национальные парки, заказники, памятники природы, а также животные и растения, относящиеся к видам, занесенным в Красную книгу Республики Беларусь. Все объекты, подлежащие охране, объединены в единую систему с включением особо охраняемых территорий, природно-миграционных коридоров, которые их соединяют, водоохранных зон вдоль рек и озер, санитарно-охранных зон вокруг крупных городов. Это своего рода природный каркас экологической охраны и стабильности биологического разнообразия.

Заповедники являются исключительно природоохранными научно-исследовательскими учреждениямигосударственного значения, в задачи которых входит:

1. сохранение в натуральном состоянии природного комплекса, входящего в состав заповедника;

2. проведение научных исследований;

3. организация мониторинга окружающей среды;

4. содействие в подготовке научных кадров и специалистов в области охраны природы;

5. популяризация природоохранных взглядов и дела охраны природы.

В настоящее время функционируют Березинский биосферный и Полесский радиационно-экологический заповедники, общая площадь которых — 297,3 тыс. га.

Национальные парки — это комплексные природоохранно-хозяйственные и научно-исследовательские учреждения, задачами которых являются:

♦ сохранение эталонных и уникальных природных комплексов и объектов природы;

♦ организация экологического просвещения и воспитания населения;

♦ проведение научных исследований;

♦ организация рекреационной деятельности;

♦ ведение комплексного хозяйства и некоторые др.

Таким образом, национальный парк создается с целью охраны уникальных, особо типичных и ценных природных комплексов и объектов, культурных ландшафтов, памятников истории и культуры, а также обеспечения условий приоритетного развития объектов отдыха и туризма. На территории Беларуси созданы четыре национальных парка: Беловежская пуща (преобразован из государственного заповедно-охотничьего хозяйства), Припятский (преобразован из ландшафтно-гидрологического заповедника), Нарочанский и Браславские озера; общая площадь — 337,5 тыс. га.

Заказникиопределены как территории, выделенные с целью сохранения и восстановления одного или нескольких видов природных ресурсов и поддержания общего экологического баланса. В зависимости от предназначения заказники подразделяются:

♦ на ландшафтные,  или комплексные,  определенные для сохранения и восстановления особо ценных природных ландшафтов и комплексов;

♦ биологические (ботанические, зоологические);

♦ палеонтологические (их назначение — сохранение отдельных ископаемых объектов и их комплексов);

♦гидрологические (болотные, озерные, лесные).

Хозяйственная деятельность в заказниках осуществляется в такой форме, которая не наносит ущерба охраняемому объекту. Сеть заказников государственного значения представлена ландшафтными (62 тыс. га), 17 гидрологическими (108,0 тыс. га) и 54 биологическими (424,3 тыс. га). Ее дополняют заказники местного значения — 29 ландшафтных (50,2 тыс. га), 21 гидрологический (36,2 тыс. га), 71 биологический (201,5 тыс. га) и 405 геологических (108,7 тыс. га). В состав других особо охраняемых объектов входят памятники садово-паркового искусства, ботанические реликвии, геологические памятники природы, ценные насаждения, редкие и вековые деревья. Объекты природно-заповедного фонда Беларуси в целом занимают площадь около 1,5 млн. га (7,2 % от общей территории страны).

Прогнозируется дальнейшее развитие особо охраняемых территорий, что вызывается выполнением ряда международных конвенций, созданием оптимального территориального соотношения между нарушенными и естественными ландшафтами, необходимостью обеспечения гарантированных условий для сохранения генофонда растений и животных, расширения зон рекреации для населения. Проектируется создание новых государственных заповедников, национальных парков, заказников. В итоге природно-заповедный фонд Беларуси к 2010 г. увеличится до 2,2 млн. га и составит 10,7 % территории.

Экономическое стимулирование и нормативно-правовое регулирование рационального лесопользования

Экономический механизм лесопользования охватывает все виды экономического стимулирования рационального использования, воспроизводства, охраны и защиты лесов. Финансирование лесного хозяйства осуществляется, прежде всего, за счет средств государственного бюджета. Экономические преобразования в лесном хозяйстве вместе с тем связаны с развитием финансовой самостоятельности лесохозяйственных предприятий. В целях расширенного воспроизводства лесов, усиления их экологических функций, повышения эффективности охраны и защиты лесных ресурсов предлагается создать специальный фонд, формирование которого целесообразно вести за счет:

♦ средств, взимаемых с виновных лиц за повреждение, уничтожение, загрязнение и засорение лесов;

♦ средств, полученных от проведения лесных торгов, аукционов, оказания различных услуг;

♦ пожертвований юридических и физических лиц на восстановление, лесоразведение, охрану и защиту лесов, а также других возможных источников.

Перспективная деятельность в лесах Беларуси определена Концепцией устойчивого развития лесного хозяйства Республики Беларусь до 2015 г. Ее направления:

♦ сохранение многогранной роли и разнообразных функций всех видов лесов;

♦ совершенствование мероприятий по охране, рациональному использованию и сохранению лесов, увеличению лесистости малолесных районов;

♦ содействие эффективному использованию всего комплекса товаров и услуг, получаемых за счет эксплуатации лесных угодий и лесных массивов.

Выполнение прогнозируемых и планируемых мероприятий по охране и рациональному использованию лесных ресурсов гарантирует в перспективе удовлетворение экономики Беларуси в древесной и недревесной лесной продукции, сохранение и усиление многообразных функций леса, и существенное увеличение экспортного потенциала страны.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр.131-133)

Дополнительная литература (стр. 93-99) Витченко А.Н. Геоэкология: курс лекций / А.Н. Витченко. – Мн.: БГУ, 2002. – 101 с.

Проблемы опустынивания. Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием, заключенная в1994 г., дает следующее определение процесса опустынивания: «Опустынивание означает деградацию земель в засушливых... районах, которая происходит вследствие различных факторов, включая колебания климата и деятельность человека. Деградация земель означает сокращение или полную потерю... биологической или экономической продуктивности... неорошаемых и орошаемых земель, или же пастбищ и лесов, вследствие использования земель, или других действий, ведущих к таким процессам как ветровая и водная эрозия почв, ухудшение физических, химических и биологических свойств почв, и к долгосрочной потере естественной растительности».

Почвы районов опустынивания отличаются низким плодородием, что в сочетании с малыми и изменчивыми осадками приводит к тому, что биологическая продуктивность в районах значительного опустынивания не превышает 400 кг/га в год сухого вещества. В соответствии с климатическими условиями пустыни должны занимать в мире площадь около 48 млн км² (включая ледниковые покровы, то есть ледяные пустыни). Фактически, в соответствии с почвенно-ботаническими данными, их площадь достигает 57 млн км². Разность между этими двумя цифрами, равная 9 млн км², представляет антропогенные пустыни. Опустынивание различной степени развивается еще на 25 млн км². Около 3/4 аридных территорий Африки и Северной Америки подвержены деградации, то есть опустыниванию. Одна шестая часть населения мира живет в зоне угрозы опустынивания. Ежегодные мировые экономические потери от опустынивания оцениваются в 42 млрд долларов.

Признаками опустынивания являются: сокращение степени покрытости почвы растительностью, увеличение отражательной способности поверхности почвы, значительная потеря многолетних растений, особенно деревьев и кустарников, деградация и эрозия почвы, кое-где наступление песков и засоление почв. Все эти природные процессы типичны для аридных ландшафтов, и они регулируются естественным образом. Но, когда они усиливаются в результате действий человека, многие изменения становятся необратимыми.

Важнейшим естественным фактором формирования территорий различной степени опустынивания является климат. С климатической точки зрения, согласно Международной Конвенции по борьбе с опустыниванием, зона риска опустынивания находится в следующих пределах: Р/РЕТ = 0,05–0,65, где Р– осадки за год, и РЕТ– потенциальная эвапотранспирация. В эту категорию попадают аридные земли различной степени засушливости. Эффективная борьба с опустыниванием должна основываться на глубоком понимании системы взаимодействующих естественных и социально-экономических факторов и в конечном итоге на стратегии социально-экономического преобразования стран, страдающих от опустынивания.

Проблемы деградация почв. Почвы – важнейший компонент биосферы. Основными функциями почвенного покрова являются: биоэкологическая; биоэнергетическая; фиксации азота и образования белков; активного агента в глобальных биогеохимических циклах основных химических элементов; выветривания; гидрологическая; метеорологическая. Эти функции определяют многие взаимосвязи в глобальном механизме функционирования географической среды. Почва играет определяющую роль в производстве первичной биологической продукции как основы возобновимых природных ресурсов и главного источника питания человечества, через нее осуществляется обмен веществом и энергией во многих звеньях глобальных биогеохимических циклов и регулируется химический состав вод и воздуха.

Деградация почв – процесс, приводящий к уменьшению продуктивности почв, обеспечивающих население продовольствием. Начиная со времен ранних цивилизаций, она является непреднамеренным последствием землепользования и часто связана с процессами обезлесения и опустынивания. В последнее время концепция деградации почв была расширена и в нее включили широкий спектр взаимосвязанных почвенных процессов, которые могут повлиять на снижение продуктивности почвы. Многие процессы деградации почв являются в то же время естественными процессами почвообразования. Процессы деградации почв – это неблагоприятные изменения свойств почв по сравнению с их оптимальным состоянием, необходимым для обеспечения потребностей населения. Они включают уменьшение содержания в почве органического вещества, изменение температуры почв и процессов вымывания глинистых частиц, коллоидов, а также выщелачивание.

Уменьшение содержания в почве органического вещества ухудшает структуру почвы, снижая емкость поглощения, уменьшает активность почвенных организмов и может привести к окислению почвы или «дисбалансу питательных веществ». Изменение температуры может приводить к деградации почв, увеличивая или уменьшая скорость минерализации органического вещества, изменяя интенсивность прорастания семян, замедляя созревание урожая и нарушая почвенные биотические сообщества. Изменение процессов вымывания глинистых частиц, коллоидов и выщелачивание почвенного профиля могут привести к изменению интенсивности поверхностной эрозии, условий фильтрации почвенного стока, вызывая изменения влажности почвы и запасов содержащихся в ней питательных веществ, прочности структуры и емкости поглощения.

К деградации почв можно также отнести такие «искусственные» процессы, как орошение, изменение свойств почв путем внесения городского или промышленного шлама, синтетических удобрений, гербицидов или пестицидов и даже отложение частиц, образующихся в результате сжигания ископаемого топлива. Многие процессы почвенной деградации могут быть результатом или причиной развития водной или ветровой эрозии почв и их воздействия на содержание питательных веществ и характеристики влажности почв.

Проблемы сохранения биологического разнообразия Земли. Биологическое разнообразие (БР)– это совокупность всех форм жизни, населяющей нашу планету. Это то, что делает Землю не похожей на другие планеты Солнечной системы. БР–это богатство и многообразие жизни и ее процессов, включающее разнообразие живых организмов и их генетических различий, а так же разнообразие мест их существования. БР делится на три иерархические категории: разнообразие среди представителей тех же самых видов (генетическое разнообразие), между различными видами и между экосистемами. Исследования глобальных проблем БР на уровне генов - дело будущего.

Наиболее авторитетная оценка видового разнообразия выполнена в ЮНЕП в1995 г. Согласно этой оценке, наиболее вероятное количество видов– 13–14 млн, из которых описаны лишь 1,75 млн, или менее 13 %. Наивысший иерархический уровень биологического разнообразия – экосистемный, или ландшафтный. На этом уровне закономерности биологического разнообразия определяются в первую очередь зональными ландшафтными условиями, затем местными особенностями природных условий (рельефа, почв, климата), а также историей развития этих территорий. Наибольшим видовым разнообразием отличаются (в убывающем порядке): влажные экваториальные леса, коралловые рифы, сухие тропические леса, влажные леса умеренного пояса, океанические острова, ландшафты средиземноморского климата, безлесные (саванновые, степные) ландшафты.

В последние два десятилетия биологическое разнообразие стало привлекать внимание не только специалистов-биологов, но и экономистов, политиков, а также общественность в связи с очевидной угрозой антропогенной деградации биоразнообразия, намного превышающей нормальную, естественную деградацию.

Согласно «Глобальной оценке биологического разнообразия» ЮНЕП (1995), перед угрозой уничтожения стоят более чем 30000 видов животных и растений. За последние 400 лет исчезли 484 вида животных и 654 вида растений.

Причины современного ускоренного снижения биологического разнообразия– 1) быстрый рост населения и экономического развития, вносящие огромные изменения в условия жизни всех организмов и экологических систем Земли; 2) увеличение миграции людей, рост международной торговли и туризма; 3) усиливающееся загрязнение природных вод, почвы и воздуха; 4) недостаточное внимание к долговременным последствиям действий, разрушающих условия существования живых организмов, эксплуатирующих природные ресурсы и интродуцирующих неместные виды; 5) невозможность в условиях рыночной экономики оценить истинную стоимость биологического разнообразия и его потерь.

За последние 400 лет основными непосредственными причинами исчезновения видов животных были: 1) интродукция новых видов, сопровождавшаяся вытеснением или истреблением местных видов (39 % всех потерянных видов животных); 2) разрушение условий существования, прямое изъятие территорий, заселенных животными, и их деградация, фрагментация, усиление краевого эффекта (36 % от всех потерянных видов); 3) неконтролируемая охота (23 %); 4) Прочие причины (2 %).

Основные причины необходимости сохранения генетического разнообразия.Все виды (какими бы вредными или неприятными они ни были) имеют право на существование. Это положение записано во «Всемирной хартии природы», принятой Генеральной Ассамблеей ООН. Наслаждение природой, ее красотой и разнообразием имеет высочайшую ценность, не выражающуюся в количественных показателях. Разнообразие– это основа эволюции жизненных форм. Снижение видового и генетического разнообразия подрывает дальнейшее совершенствование форм жизни на Земле. Экономическая целесообразность сохранения биоразнообразия обусловлена использованием дикой биоты для удовлетворения различных потребностей общества в сфере промышленности, сельского хозяйства, рекреации, науки и образования: для селекции домашних растений и животных, генетического резервуара, необходимого для обновления и поддержания устойчивости сортов, изготовления лекарств, а также для обеспечения населения продовольствием, топливом, энергией, древесиной и т. д.

Имеется много способов защиты биологического разнообразия. На уровне видов выделяются два основных стратегических направления: в месте и вне места обитания. Охрана биоразнообразия на уровне видов– дорогой и трудоемкий путь, возможный только для избранных видов, но недостижимый для охраны всего богатства жизни на Земле. Главное направление стратегии должно быть на уровне экосистем, чтобы  планомерное  управление  экосистемами обеспечивало охрану биологического разнообразия на всех трех иерархических уровнях.

Наиболее эффективный и относительно экономичный способ охраны биологического разнообразия на экосистемном уровне– охраняемые территории. В соответствии с классификацией Всемирного союза охраны природы, выделяются 8 видов охраняемых территорий:

1. Заповедник. Цель– сохранение природы и природных процессов в ненарушенном состоянии.

2. Национальный парк. Цель– сохранение природных областей национального и международного значения для научных исследований, образования и отдыха. Обычно это значительные территории, в которых использование природных ресурсов и другие материальные воздействия человека не допускаются.

3. Памятник природы. Это обычно небольшие территории.

4. Управляемые природные резерваты. Сбор некоторых природных ресурсов разрешается под контролем администрации.

5. Охраняемые ландшафты и приморские виды. Это живописные смешанные природные и окультуренные территории с сохранением традиционного использования земель.

В статистику по охраняемым территориям обычно включают земли категорий 1–5.

6. Ресурсный резерват, создаваемый чтобы предотвратить преждевременное использование территории.

7. Антропологический резерват, создаваемый для сохранения традиционного образа жизни коренного населения.

8. Территория многоцелевого использования природных ресурсов, ориентированная на устойчивое использование вод, леса, животного и растительного мира, пастбищ и для туризма.

Имеются еще две дополнительные категории, накладывающиеся на вышеперечисленные восемь.

9. Биосферные заповедники. Создаются с целью сохранения биологического разнообразия. Включают несколько концентрических зон различной степени использования: от зоны полной недоступности (обычно в центральной части заповедника) до зоны разумной, но достаточно интенсивной эксплуатации.

10. Места всемирного наследия. Создаются для охраны уникальных природных особенностей мирового значения. Управление осуществляется в соответствии с Конвенцией по всемирному наследию.

Всего в мире насчитывается около 10000 охраняемых территорий (категорий 1–5) общей площадью 9,6 млн км , или 7,1 % от общей площади суши (без ледников). Цель, которую ставит перед мировой общественностью Всемирный Союз охраны природы, –добиться расширения охраняемых территорий до размеров, составляющих 10 % площади каждой крупной растительной формации (биома) и, следовательно, мира в целом. Это способствовало бы не только охране биоразнообразия, но и повышению устойчивости географической среды в целом.

Стратегия расширения числа и площади охраняемых территорий находится в противоречии с использованием земли для других целей, в особенности имея в виду растущее население мира. Поэтому для охраны биологического разнообразия необходимо, наряду с охраняемыми территориями, в возрастающей степени совершенствовать использование «обычных», заселенных, земель и управление популяциями диких видов, причем не только исчезающих, и местами их обитания на таких землях. Необходимо применять такие приемы, как зонирование территорий по степени использования, создание коридоров, соединяющих массивы земель с меньшим антропогенным давлением, сокращение степени фрагментации очагов биоразнообразия, управление экотонами, сохранение природных переувлажненных земель, управление популяциями диких видов и местами их обитания.

К эффективным способам защиты биологического разнообразия относятся биорегиональное управление значительными территориями и акваториями, а также международные соглашения по этой проблеме. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992) приняла Международную конвенцию по охране биологического разнообразия.

Важным соглашением является Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой уничтожения. Существует также ряд других конвенций, охраняющих различные аспекты биологических ресурсов и биоразнообразия: Конвенция по охране мигрирующих видов диких животных, Конвенция по охране водно-болотных угодий, Конвенция по защите китов и др. Наряду с глобальными конвенциями существуют и многочисленные региональные и двухсторонние соглашения, регулирующие конкретные вопросы биоразнообразия.

К сожалению, пока можно констатировать, что, несмотря на многочисленные меры, ускоренная эрозия биологического разнообразия мира продолжается. Однако без этих мер защиты степень потери биоразнообразия была бы еще выше.

Лекция №11

Природно-ресурсный потенциал Земли как основа рационального природопользования

План:

1. Понятие о природопользовании.

2. Основной объект, цели и задачи природопользования.

3. Нерациональное и рациональное природопользование.

4. Природные ресурсы как источник сырья и жизнеобеспечения человека.

5. Альтернативы при использовании природных ресурсов.

Природно-ресурсный потенциал Земли как основа

рационального природопользования

Экономический механизм природопользования — совокупность форм и методов экономического стимулирования рационального природопользования

На переходном этапе развития экономики в хозяйственном механизме природопользования все большую значимость приобретает его экономический блок, или собственно экономический механизм, который охватывает все виды экономического стимулирования рационального природопользования методами позитивной и негативной мотивации, инвестирование природоохранных мероприятий, ценообразование в природоохранной деятельности, финансовое и налоговое регулирование и т.п.

Следует заметить, что в научной литературе и в некоторых официальных документах иногда отождествляются понятия "экономический" и "хозяйственный механизм". Так, в Законе Республики Беларусь "Об охране окружающей среды" (раздел IV), принятом в конце 1992 г., в состав экономического механизма обеспечения охраны окружающей среды включены планирование и финансирование природоохранных мероприятий, определение лимитов на пользование природными ресурсами, размещение отходов и допустимые выбросы (сбросы) загрязняющих веществ, а также взимание налога и других платежей за природопользование, возмещение в установленном порядке вреда, причиненного окружающей среде. Но планирование и установление лимитов — это, как было отмечено в предыдущей теме, инструменты административного, а не экономического регулирования, составляющие хозяйственного, а не экономического механизма, под которым в научных работах последних лет однозначно подразумевается совокупность экономических методов управления, создающих материальную заинтересованность природопользователей в оптимизации их взаимодействия с природной средой.

Более того, уже и в официальном документе — Концепция государственной политики Республики Беларусь в области охраны окружающей среды, принятом в 1995 г., понятие "экономический механизм" трактуется в соответствии с приведенным выше определением. В нем отмечено: экономический механизм, обеспечения охраны окружающей среды включает в себя платность природопользования, льготное кредитование и налогообложение природоохранной деятельности, строительства природоохранных объектов и т.п.

В отличие от централизованной экономики, где основополагающими в управлении природопользованием были административные методы, в экономике переходного периода приоритетными становятся экономические регуляторы. Однако справедливости ради следует отметить, что и прежде они находили определенное применение в хозяйственной практике. Считалось, что природопользование в бывшем СССР было бесплатным, но на самом деле элементы платности имели место, хотя зачастую носили формальный характер. Так, начиная с 20-х годов в лесном хозяйстве действовала по пенная плата, направленная на компенсацию затрат на лесовоспроизводство. В 30-е годы она была ликвидирована, а затем восстановлена в 1949 г. В 70-е годы сформировался режим платного расхода запасов полезных ископаемых при их добыче. В 1982 г. была введена плата за воду для промышленных предприятий, правда, по своим размерам символическая. В сельском же хозяйстве, потреблявшем половину всей используемой в экономике СССР воды, платность водопользования отсутствовала. Существовал еще ряд платежей (за отвод земель под застройку, за геологоразведочные работы и др.), но частичное их введение не оказало должного, стимулирующего ресурсосбережение, эффекта. Плата за ресурсы не носила рентного характера, а размеры ее были чисто символическими.

Трудность введения реального режима платности природопользования была обусловлена искаженной системой ценообразования в народном хозяйстве в целом. Установление платежей за природные ресурсы, в основе которых должна была лежать их экономическая оценка на базе дифференциальной ренты, существенно повлияло бы на рост цен, а значит, потребовало реформы ценообразования, на что руководство страны пойти в то время не решалось.

Помимо платежей за природные ресурсы, в условиях централизованной экономики практиковались штрафные санкции за нарушение экологического законодательства. Но и они были мало ощутимым средством воздействия на природоохранную деятельность предприятия: во-первых, потому, что применялись в основном по отношению к руководящим работникам, а не к виновникам нарушения; во-вторых, суммы их были слишком малы (50—200 р., то есть менее одной среднемесячной зарплаты) и легко компенсировались из премиальных источников. В условиях государственной собственности наложение более серьезных штрафов означало бы перекладывание государственных средств из одного кармана в другой. Новые отношения собственности в экономике, конечно, должны повлиять на усиление действенности этой меры ответственности.

Одной из распространенных мер в системе эколого-экономического регулирования в СССР было возмещение ущерба, причиненного народному хозяйству загрязнением окружающей среды. Оно производилось по иску потерпевшей стороны или по инициативе органов арбитража. В 1983 г. была введена "Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды". Однако большая трудоемкость расчетов ущерба по данной методике, с одной стороны, низкая рентабельность государственных предприятий, с другой, обусловливали невысокую эффективность исков по возмещению убытков от загрязнения окружающей среды (размеры ущерба, как правило, занижались).

Приведенные выше меры по экономическому регулированию природопользования (платежи, штрафные санкции, возмещение ущерба) могут быть отнесены к методам негативной мотивации (мерам ответственности), которые призваны как бы противодействовать нарушениям установленных законодательных актов и нормативов. Но экономическое стимулирование осуществляется и методами позитивной мотивации, или мерами заинтересованности, которые нацелены на поощрение природолользователей, осуществляющих мероприятия по сохранению природной среды. В условиях административно-командной системы среди мер материального поощрения практиковались налоговые льготы (освобождение от платежей в бюджет за производственные фонды природоохранного назначения), льготное кредитование капитального строительства природоохранных сооружений, премирование по результатам экологической деятельности, оставление в распоряжении предприятий и зачисление в фонды экономического стимулирования части прибыли от реализации продукции, изготовленной из отходов производства.

Однако и эти рычаги были далеко не всегда эффективными. Бесплатные природоохранные фонды использовались чаще всего нерационально, очистные сооружения были или перегружены, или неисправны. Причиной не менее 25 % общего объема загрязнений атмосферного воздуха, по данным контролирующих организаций, являются неисправности газоочистных сооружений. По-видимому, лучшему использованию природоохранных объектов способствовало бы введение за них платы, аналогичной плате за основные производственные фонды.

С целью совершенствования хозяйственного механизма природопользования в соответствии с решением Государственной комиссии Совмина СССР по экономической реформе в 1990 г. началось проведение эксперимента, в ходе которого впервые была установлена плата за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, сбросы загрязнителей в водные объекты и размещение отходов в 49 регионах страны, в том числе и в Беларуси.

В результате введения этих платежей и реализации связанных с ними природоохранных мероприятий имело место снижение общих выбросов и сбросов загрязняющих веществ. Однако ход эксперимента показал недостаточную оснащенность предприятий, организаций и комитетов по охране природы контрольно-измерительной аппаратурой и средствами наблюдения за состоянием окружающей среды, а также несовершенство действующих форм статистического учета и отчетности. В стране не было целостного экономического механизма природопользования. Его отдельные звенья и инструменты действовали разрозненно, бессистемно, без необходимого взаимодействия друг с другом.

Изменение экономических отношений в обществе, именуемое переходом к рыночной экономике, обусловило появление новых акцентов в системе экономического стимулирования. Усиление хозяйственной самостоятельности государственных предприятий, признание равноправия разных форм собственности, включая частную, развитие негосударственного сектора экономики, в том числе системы коммерческих банков, приводит к переориентации управления от преимущественно административных к экономическим и административно-экономическим методам. Государство перестает быть единственным субъектом управления, который под прикрытием обеспечения приоритета государственных интересов мог игнорировать интересы регионов, отдельных предприятий, граждан и т.д. Расширение экономических возможностей субъектов хозяйствования и управления в переходный период создает предпосылки создания эффективного экономического механизма природопользования.

На этапе перехода к рыночной модели хозяйствования главным элементом экономического механизма природопользования становится ценовое, или налоговое, регулирование. Все инструменты ценового регулирования, используемые у нас в хозяйственной практике, можно условно подразделить на поощрительные(льготное налогообложение, льготное кредитование и субсидирование природоохранных проектов, дотации на приобретение экологического оборудования, премирование по результатам природоохранной деятельности и т.п.), принудительные (ресурсные платежи, платежи за загрязнение, штрафы за превышение лимитов) и компенсационные меры (возмещение нанесенного ущерба, создание природоохранных фондов и др.).

По мере стабилизации экономики необходимо также постепенное освоение рыночных механизмов эколого-экономического регулирования путем создания рынка разрешений (лицензии) на загрязнение окружающей среды, что будет способствовать привлечению средств производителей на решение природоохранных задач, созданию рыночной инфраструктуры экологической сферы. Практическое внедрение этих рычагов сегодня в республике затруднено из-за необходимости разработки новых нормативов качества окружающей среды, адекватных современной ситуации, обеспечения контроля за их выполнением создания организационных структур по заключению сделок введению экологического аудита.

Если сравнить диапазон применения экономических методов регулирования природопользования в странах с рыночной и государствах с переходной экономикой (Россия, Беларусь), то нельзя сказать о каком-то существенном нашем отставании  за исключением использования "чисто рыночных" рычагов, привязанных к высокоразвитой рыночной структуре всей экономики (табл. 15.1). А такие инструменты, как экологические платежи, у нас нашли более широкое распространение. Однако о высокой эффективности применяемых в Беларуси экономических методов говорить пока не приходится, поскольку на их реализации сказывается общая кризисная социально-экономическая ситуация, осложненная инфляцией. Все это ослабляет и деформирует стимулы, действенные в условиях функционирования стабильной экономики. Кроме того, используемые у нас экономические регуляторы недостаточно приспособлены к требованиям рыночных реформ. В период перехода к рынку очень важно оптимальное сочетание ценовой и налоговой политики. Цены на продукцию и сырье, например, в отраслях минерально-сырьевого комплекса должны быть ориентированы на выгодность их получения из отходов, что следует подкреплять налоговыми льготами на продукцию, производимую из отходов, и экономией на платежах за загрязнение, если максимально возможное их количество улавливается и утилизируется.

Важно иметь в виду, что и в период становления рыночной экономики экономические рычаги управления тесно связаны с административными. Административные методы как бы очерчивают область применения экономических механизмов, поскольку внедрение экологических платежей возможно лишь при жестко регламентируемой системе государственных стандартов, которая нуждается в совершенствовании. Необходимо и обновление многих нормативно-методических документов для определения показателей (эколого-экономического ущерба от загрязнения окружающей среды, экономической эффективности природоохранных мероприятий и др.), лежащих в основе установления экологических платежей, объемов природоохранного финансирования, инвестиций в экологическую сферу и т.д.

Система платного природопользования в Беларуси и ее

эффективность

Центральным звеном экономического механизма природопользования на современном этапе является система платности, объединяющая платежи за природные ресурсы, выбросы (сбросы) загрязняющих веществ, размещение отходов, а также штрафы и компенсационные выплаты по возмещению ущербов. Являясь важным инструментом государственного регулирования, такая система должна экономически стимулировать природоохранную деятельность предприятий и обеспечивать формирование централизованных (местных, республиканских) источников финансирования охраны и воспроизводства природных ресурсов. Помимо стимулирующей и фискальной функций экологические платежи позволяют решить следующие задачи:

♦ обеспечить учет природного фактора в составе производственных затрат и результатов, в доходах и расходах предприятий и регионов, где находятся и (или) используются ресурсы природы;

♦ согласовать интересы предприятий сферы природопользования и потребителей естественных ресурсов между собой, а также с интересами народного хозяйства в целом;

♦ обеспечить изъятие дифференциальных доходов рентного происхождения и нивелирование воздействия случайного фактора на результаты производственной деятельности предприятия;

♦ отразить специфику процесса природопользования при организации взаимоотношений предприятий с управляющими звеньями, кредитно-финансовой системой, государственным и местным бюджетами;

♦ компенсировать ущерб владельцу природных ресурсов при изъятии последних из сферы традиционного использования или ухудшении их качества;

♦ хотя бы частично возместить ущерб реципиентам от загрязнения и истощения окружающей среды.

Принципиально новая система платности природопользования, ориентированная на формирование рыночных отношений в экономике, стала складываться в нашей республике с начала 90-х годов. Постановлением Совета Министров БССР с 1 июля 1990 г. впервые были введены платежи за выбросы загрязняющих веществ в воздушный бассейн и их сбросы со сточными водами в водные источники, а 23 декабря 1991 г. платность природопользования в Беларуси была закреплена законодательно принятием Закона "О налоге за пользование природными ресурсами (экологический налог)". С этого времени все природопользователи, независимо от ведомственной подчиненности и форм собственности, стали облагаться экологическим налогом, который состоит из платежей за пользование природными ресурсами и выбросы (сбросы) загрязняющих веществ в окружающую среду. Ставки налога и лимиты добываемых природных ресурсов и допустимых выбросов в окружающую среду определялись в соответствии с утвержденными нормативами. Так, были установлены ставки налога за фактический объем добычи калийной и каменной соли, строительного и формовочного песка, песчано-гравийной смеси, глины, доломита, торфа, сапропелей, строительного и облицовочного камня, воды из поверхностных и подземных источников, минеральных вод, а также ставки налога за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ в атмосферный воздух и водные источники.

Внесенные суммы налога за природопользование в пределах установленных лимитов относятся на издержки производства, то есть включаются в себестоимость продукции, а сверх установленных лимитов — изымаются из прибыли, остающейся в распоряжении природопользователей. До 1995 г. за превышение установленных объемов добычи природных ресурсов экологический налог взимался в 3-кратном размере, а за выбросы загрязняющих веществ сверх установленных лимитов — в 5-кратном. Суммы налога за использование природных ресурсов и выбросы загрязняющих веществ полностью зачислялись в доходы местных бюджетов, за исключением налога за добычу нефти, калийной и поваренной соли, 50 % которого подлежали зачислению в доход государственного бюджета.

Несколько ранее Законом Республики Беларусь "О платежах за землю" (принят 18 декабря 1991 г.) были установлены ставки платежей за земли сельскохозяйственного назначения (в зависимости от кадастровой оценки), земли населенных пунктов (в зависимости от категории населенного пункта) и средние ставки земельного налога по административным районам. С учетом инфляционных процессов ставки экологического и земельного налогов неоднократно пересматривались.

Дальнейшее развитие системы платности природопользования было определено законами Республики Беларусь от 26 ноября 1992 г. "Об охране окружающей среды", от 25 ноября 1993 г. "Об отходах производства и потребления", от 1 декабря 1994 г. и 23 февраля 1996 г. "О внесении изменений и дополнений в Закон Республики Беларусь "О налоге за пользование природными ресурсами (экологический налог)", постановлениями Совета Министров и Кабинета Министров Республики Беларусь об утверждении новых ставок экологического налога и лимитов добычи природных ресурсов.

В соответствии с Законом "Об отходах производства и потребления" предусмотрены платежи за размещение отходов в санкционированных местах (полигонах или территориях предприятий — юридических лиц) с дифференциацией в зависимости от токсичности отходов, а также промышленных радиоактивных отходов на специальных полигонах. За размещение всех видов отходов в санкционированных местах сверх допустимых норм установлены штрафные санкции в 5-кратном размере от норматива; за самовольное размещение отходов в несанкционированных местах или с нарушением санитарных норм и экологических требований, а также за сжигание их с целью сокрытия предусмотрен штраф в 10-кратном размере. С учетом инфляции ставки платежей индексировались.

Законом "Об охране окружающей среды" (1992) регламентировано создание внебюджетных фондов охраны природы, одним из основных источников формирования которых стали платежи за загрязнение окружающей среды. С этого времени платежи за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ, а также за размещение твердых отходов стали поступать не в местные бюджеты, откуда они расходовались чаще всего безадресное, а во внебюджетные фонды охраны природы (10 % — в республиканский, 30 % — в областные, 60 % — в районные и городские фонды), средства которых идут только на цели оздоровления окружающей среды, строительство очистных сооружений, внедрение экологически чистых технологий, научные исследования в области экологии, развитие экологического воспитания и образования и прочие нужды, связанные с охраной окружающей среды.

Законом "О внесении изменений и дополнений в Закон Республики Беларусь "О налоге за пользование природными ресурсами (экологический налог)" от 1 декабря 1994 г. были ужесточены ставки налога за сверхлимитное природопользование. С начала 1995 г. за превышение установленных объемов добычи природных ресурсов налог взимается в 10-кратном размере, а за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ сверх установленных лимитов — в 15-кратном. Поскольку в этом случае налог изымается из прибыли предприятий, такое ужесточение должно послужить стимулом к соблюдению природоохранных норм, снижению природоемкости производства.

Установленный механизм изъятия экологического налога вызвал критику многих ученых и специалистов-практиков, поскольку включение суммы налога в себестоимость и цену продукции означает перекладывание платы за выбросы в окружающую среду с загрязнителя на плечи потребителя его продукции. Таким образом нарушается основной принцип платного природопользования — "загрязнитель платит", который реализуется в республике только в случае сверхнормативного загрязнения окружающей среды, когда экологический налог изымается из прибыли предприятия.

Однако в данном случае законодатели реалистично подошли к экономическим возможностям природопользователей, для которых дополнительный налог, не компенсированный в ценах продукции, явился бы бременем, делающим их убыточными. Угроза же выплат из прибыли удерживает природопользователей от превышения допустимых норм загрязнения окружающей среды и ресурсопотребления.

Анализ сложившейся в последнее пятилетие в Беларуси системы платности природопользования показывает, что ее функционирование принесло определенные положительные результаты. Большинство экологических платежей — плата за выбросы (сбросы) загрязнений в окружающую среду, платежи за размещение отходов, штрафы за нарушения природоохранного законодательства, компенсационные выплаты по возмещению ущерба (за исключением платежей за природные ресурсы, земельный налог и лесной доход, которые зачисляются в местные бюджеты), — составляли основной источник формирования внебюджетных природоохранных фондов всех уровней. Поступление экологических платежей во внебюджетные фонды способствовало некоторой активизации природоохранной деятельности в республике. За счет этих средств осуществлялись мероприятия по строительству, капитальному ремонту и реконструкции природоохранных объектов, восстановление режима некоторых рек, различные проектно-изыскательские и научно-исследовательские работы в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов. С 1998 г. целевые фонды охраны природы стали бюджетными, но их средства по-прежнему расходуются только на природоохранные нужды.

Однако в целом значение налогов за использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды в условиях экономического кризиса, падения производства, высокой инфляции, нестабильности курса национальной валюты переоценивать нельзя по нескольким причинам.

Во-первых, пересмотр ставок платежей не соответствовал темпам инфляции. Сопоставление динамики трансформации ставок экологического налога с темпами роста потребительских цен показало существенное (иногда на порядок) отставание индексации ставок налога от темпов инфляции. Так, в 1993 г. ставки налога были увеличены в 10 раз при росте цен на товары и услуги в среднем в 12,9 раза, в 1994 г. цены возросли в 23,2 раза, а ставки налога — всего в 1,2 раза, в 1995 г. — соответственно в 6,9 и 8,1 раза, и только с 1996 г. наметилось сближение индексации ставок налога с темпами общего роста индекса цен (соответственно 1,2 и 1,5 раза) (табл. 15.2, 15.3). С января 1999 г. ставки налога были проиндексированы в соответствии с годовой инфляцией и увеличены в 2,85 раза, но в течение всего 1998 г. действовали единые нормативы налога, установленные на 1 января 1998 г. Для повышения эффективности экологического налога необходима более гибкая система пересмотра ставок, поквартальная их индексация в соответствии с темпами инфляции, а не 1 — 2 раза в год, как это происходит до сих пор.

Второй недостаток действующей системы платности природопользования — ее слабое стимулирующее воздействие нахозяйствующих субъектов в силу невысоких ставок экологического налога. По данным Минприроды Республики Беларусь, экологический налог в среднем по республике составляет 1—1,5 % себестоимости продукции предприятий, к тому же компенсируется в ценах. Основной принцип платного природопользования — 'загрязнитель платит" — может реализоваться здесь лишь в случае сверхнормативного загрязнения окружающей среды, Когда экологический налог выплачивается из прибыли. Однако этому препятствует сложившаяся практика установления лимитов негативных воздействий на окружающую среду, которые завышены относительно реально существующих объемов загрязнений. Более того, несмотря на то, что объемы сбросов в поверхностные водоемы составляли в последние годы 80—90 % , а выбросы в атмосферный воздух 54—70 % от установленных лимитов, пересмотр их на предстоящий год всегда происходил в сторону увеличения допустимых объемов загрязнений.

Таблица15.2

Трансформация ставок налога за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ в окружающую среду в пределах установленных лимитов и рост потребительских цен

I. Атмосферный воздух

Начало года	Постановления Совета Министров и Кабинета Министров Республики Беларусь	Ставки налога в зависимости от класса опасности загрязняющих веществ, тыс. р./т				Рост ставок налога за год
		I	II	III	IV
1993	от 26.03.93г. № 181	440	13,2	4,4	2,2	20
1994	от 31.12.93г. № 881	8 800	264	88	44	1,2
1995	от 25.11.94г. № 201	10 500	320	106	53	6,9
1996	от 3.01.96г. № 5	73 920	2 216	736	368	1,2
1997	от 31.12.96г. № 869	88 700	2 660	880	440	1,3
1998	от29.12.97г. №1736	116 200	3 480	1 150	570	2,8
1999	от 25.01.99г. № 113	325 360	9 740	3 220	1 600	-

Окончание табл. 15.2

II. Водные ресурсы

Начало года	Постановления Совета Министров и Кабинета Министров Республики Беларусь	Ставки налога за сброс сточных вод в водоемы по категориям качества, р./ м3				Рост ставок налога за год, раз
		Неочищенные	Недостаточно очищенные	Нормативно очищенные	Нормативно чистые
1993	от 26.03.93г. № 181	88	13,2—66,0	4,4	4,4	10
1994	от 31.12.93г. №881	880	130—660	45	45	1,2
1995	от 25.11.94г. № 201	1 060	160—800	55	55
1996	от 3.01.96г. № 5	7 400	1 080—5 520	380	380	1.2
1997	от 31.12.96г. № 869	8 800	1 290—6 620	450	450	1,3
1998	от 31.12.97г.№ 1736	11 500	1 690—8 670	690	590	2,8
1999	от 25.01.99г. №113	32 200	4 730—24 276	1 650	1 650

III. Рост потребительских цен, раз

1993 г.	1994 г.	1995 г.	1996 г.	1997 г.	1998 г.
12,9	23,2	8,1	1,5	1,6	2,8

*Рассчитано по данным Минприроды и Минэкономики Республики Беларусь.

Таблица15.3

Сопоставление годовых темпов роста ставок налога за добычу полезных ископаемых и потребительских цен, раз*

	1994 г.	1995 г.	1996 г.	1997 г.
Потребительские цены	23,2	8,1	1,5	1,6
Нефть	1,2	6,8	1,3	1,3
Соль калийная	1,2	7,0	0,99	1,1
Соль поваренная	1,2	1,9	1,3	1,1
Песок формовочный	1,2	7,0	1,3	1,3
Доломит	1,2	7,2	1,3	1,3
Камень строительный	1,2	6,9	1,3	1,3
Камень облицовочный	1,2	7,0	1,3	1,3
Торф (влажность 40 %)	1,2	7,0	1,3	1,1
Сапропели	1,2	3,5	1,3	1,1
Мел для цемента	1,2	6,9	1,3	1,3
Мореный дуб	-	5,3	1,3	1,3
Янтарь	-	6,8	1,3	1,3
Золото	-	6,4	1,3	1,3
Грунт для возведения земляных сооружений	-	-	1,3	1,3

*Рассчитано по данным Минприроды и Минэкономики Республики Беларусь.

Следует отметить, что относительно невысокие ставки экологического налога сегодня и включение его в себестоимость продукции — это компромисс, оправданный в период очень сложного социально-экономического положения в стране, ведь Удорожание производства за счет природоохранных издержек будет способствовать росту инфляции. Как показывает опыт мирового экономического развития, платность природопользования реально стимулирует природоохранную деятельность в условиях эволюционного развития экономики, стабильного ее состояния. Только в этом случае повышение платежей вынуждает производителей либо платить за весь ущерб, нанесенный природе, либо устанавливать более совершенное очистное оборудование, либо внедрять новые экологичные технологические процессы. Наиболее же экологоемкие производства разоряются и прекращают свое существование, уступая место новым производствам, оснащенным прогрессивными ресурсосберегающими технологиями. Так, резкое повышение цен на нефть в 70-е годы явилось одной из основных причин прогрессивных изменений воспроизводственной структуры хозяйства на Западе, в частности, значительного снижения энергоемкости экономики.

В условиях перехода к рыночным отношениям введение платности природопользования рассматривается как одна из форм возмещения экологических издержек общества. Однако принятые в республике платежи за загрязнение окружающей среды, конечно, не позволяют восполнить ущерб от этого загрязнения, поскольку при определении ставок платежей разработчики ориентировались скорее на финансовые возможности производителей, чем на реальную компенсацию ущерба. Но ведь и в индустриально развитых странах, располагающих куда большими средствами для оздоровления окружающей среды, затраты на природоохранную деятельность не покрывают всех сумм ущерба. Так, согласно перспективной программе природопользования, разработанной в ФРГ, ежегодные издержки на охрану природы и ее восстановление составляют 100 млрд. марок при оценке годового ущерба 180—200 млрд. марок, в США такие издержки в 4—5 раз ниже суммы причиняемого ущерба, а в России — в 12—14 раз.

В целом формирование системы платности природопользования находится в Беларуси в начальной стадии, и действенность ее зависит во многом от внешних условий: денежной стабилизации, темпов демонополизации экономики, развития рыночных отношений и совершенствования в соответствии с ними ценообразования в отраслях природопользования. Пока же платежи за природопользование выполняют, в основномперераспределительную и аккумулирующую (фискальную) функции.

Зарубежный опыт экономического стимулированияприродоохранной деятельности и рациональногоиспользования природных ресурсов

Формирование системы эколого-экономического регулирования в переходный период развития экономики требует изучения, осмысления и критического анализа зарубежного опыта в этой области, особенно опыта промышленно высокоразвитых стран. Известно, что механизм экономического стимулирования этих странах отрабатывается, по сути, с начала XX в., и те модели, которые существуют в США, Японии, Западной Европе, — это результат многолетних поисков. Анализ их опыта необходим для выявления некоторых общих закономерностей, конкретных подходов к оптимизации природопользования и оценки их эффективности.

На Западе применяются как бы две разновидности экономических методов регулирования экологической сферы — ценовое, или налоговое, регулирование и собственно рыночные механизмы.

Система экологических платежей (налогов) за загрязнение давно известна в теории экологического регулирования. Основателямииспользования ценовых и налоговых рычагов ресурсосберегающей деятельности были известные ученые начала века А. Пигу, А. Маршалл, позднее — Дж. Мид и др. Поскольку установление ставок платежей, налогов, размеров субсидий и прочих инструментов ценового регулирования осуществляется централизованно, специальными административными, государственными органами, а не складывается в результате рыночных процессов, эту форму экологического регулирования нельзя назвать рыночной, что ничуть не умаляет ее значения в процессе экологизации социально-экономического развития.

В ведущих странах Запада используются следующие основные инструменты ценового экологического регулирования.

1. Платежи за загрязнение окружающей среды: выплата предприятиями-природопользователями определенных сумм в бюджет государства за "услуги" разбавления и ассимилирования их отходов, сбросов сточных вод в водоемы, выбросов в атмосферу, за складирование твердых отходов. В странах Запада эти платежи не нашли широкого применения. Невысокая популярность этой формы экологического регулирования объясняется тем, что ставки платежей для выполнения стимулирующей роли должны превышать затраты на снижение уровня выбросов загрязнителей, в противном случае предприятию выгоднее делать отчисления, чем снижать объемы выбросов. Но высокие ставки экологических платежей предприятий могут подорвать потенциал расширенного воспроизводства хозяйства страны, а оздоровление окружающей среды возможно только в условиях здоровой экономики. В силу этого уровень экологических платежей там, где они существуют, относительно невысок для непосредственного воздействия на природопользователей.

Система экологических платежей наталкивается на сопротивление в странах с развитым рыночным хозяйством еще и по той причине, что в ней усматривают как бы оправдание самого Факта загрязнения ("загрязняй, но плати"). Следовательно, постоянные платежи за выбросы могут способствовать ухудшению качества окружающей среды.

2.Платежи за пользование муниципальными очистными сооружениями: по существу это плата за услуги местных органов власти. Применяются единые, а также индивидуальные тарифы платежей — в зависимости от объемов и состава загрязнений (стоки, твердые отходы и др.), переданных на очистные сооружения и мусороперерабатывающие заводы. Во многих странах этот вид платежей учитывается в тарифах за муниципальные услуги.

3.Ресурсные платежи: плата за право пользования природными ресурсами, их воспроизводство и охрану. Для исчерпаемых ресурсов применяются:

        а) налог на объем продаж, который способствует снижению темпов извлечения ресурса на ранних этапах, так как приводит к повышению цен на данный ресурс;

          б) налог на прибыли, иначе называемый рентным, также способствует снижению темпов извлечения ресурса природы;

        в) ройялти — выплата компаниями правительству определенного процента стоимости извлеченного ресурса — по сути налог на валовой доход от продажи.

4.Экологический налог в ценах на продукцию: надбавка к цене продукции, производство которой или дальнейшее использование отрицательно влияет на окружающую среду. Служит средством вытеснения с рынка экологически "грязных" продуктов и технологий. Так, по рекомендации Института экологических прогнозов в г. Гейдельберге (ФРГ) предложено ввести такой налог на тропическую древесину, алюминиевую фольгу, пестициды, синтетические моющие средства, бензин и т.п. В перспективе он будет играть значительную роль в экономике природопользования,  поскольку способствует сокращению как производства, так и применения экологически вредной продукции (низкая цена для производителя и высокая — для потребителя).

5.Дифференциация налогов на прибыль: система применения льготных налогов для предприятий, выпускающих экологически чистую продукцию, и, наоборот, завышенных нормативов налога для предприятий, которые выпускают "грязную" продукцию. Недостатком такой дифференциации является нейтрализация поступлений в бюджет, в то время как налоги должны его пополнять, поэтому данный вид платежей не имеет пока широкого применения, хотя во многих странах используется для стимулирования производства и потребления бессвинцового бензина. Вместе с тем, его считают весьма перспективным в будущем.

         6. Субсидии: государственная помощь природопользователям в проведении природоохранных мероприятий. Осуществляется в виде:

         а) грантов (стипендий) — безвозмездной финансовой помощи государства предприятию для реализации крупномасштабного проекта по значительному снижению загрязнения окружающей среды;

          б) мягких ссуд или низкопроцентных кредитов предприятиям на осуществление экологизации производства (совершенствование технологий);

          в) налоговых льгот (например, по подоходным налогам, налоговых скидок на ускоренную амортизацию природоохранного оборудования, снижения налога на механические транспортные средства, использующие "незагрязняютцие" виды топлива и т.п.). Этот инструмент стимулирования широко распространен в странах Запада, поскольку налоговые льготы непосредственно отражаются на доходах и дополнительных прибылях предприятий, в отличие от дифференциации налогов на прибыль (п. 5), которая функционирует через механизм цен (очевидно, что дорогостоящие товары не всегда конкурентоспособны на рынке).

7. Экологическое страхование: страхование экономической (имущественной) ответственности предприятий-источников повышенного экологического риска за причинение экономического ущерба третьим лицам (физическим, юридическим, органам власти) в связи с аварийным и внезапным загрязнением окружающей среды. Целью экологического страхования является компенсация ущерба, причиняемого окружающей среде, и экономическое стимулирование предотвращения аварий, в результате которых этот ущерб образуется.

Во многих развитых странах распространено добровольное страхование ответственности за возмещение ущерба от аварийного загрязнения окружающей среды в рамках общего страхования гражданской ответственности предприятий. В некоторых государствах (Бельгии, Нидерландах, Швеции) существует обязательное экологическое страхование, осуществляемое частными компаниями. Из средств от продажи страховых полисов образуются страховые экологические фонды, необходимые для компенсации ущерба от аварийных загрязнений. Предприятие может получить поощрение (премию) от страховой компании в случае, если размеры причиненного им ущерба меньше страховых платежей, внесенных данным предприятием. Кроме того, стимулирующая роль страхования предусматривается в самой ставке страхового платежа, в которой учитываются затраты страховщика на проведение совместно с предприятием-загрязнителем противоаварийных (природовосстановительных) работ.

В целом в развитых странах мира находят применение более 150 разных инструментов, из которых свыше 50 % составляют различные платежи, около 30 % — субсидии, остальное приходится на прочие экономические стимулы (экологическое страхование, залогово-возвратные платежи и пр.).

Наряду с положительными моментами в ходе использования экономических методов выяснилось, что их усложнение ведет, во-первых, к росту производственных затрат, во-вторых, — к снижению экологических результатов, поскольку, реализуя принцип "загрязняй, но плати", они могут ухудшить состояние природной среды. Эти негативные моменты послужили причиной распространения рыночных процессов в экологической сфере. Рубеж 70—80-х годов XX ст. знаменует начало нового этапа в использовании экономических методов в природоохранной сфере передовых государств мира в связи с формированием особого рынка разрешений на загрязнение.

Рынком разрешений (или прав, лицензий) на выбросыпринято называть конкурентную систему распределения прав на выбросы обычно посредством купли-продажи лицензий после их первоначального распределения между участниками рынка.

Схематически формирование современного "рынка загрязнений" можно представить следующим образом. Первоначально компетентные органы природоохраны определяют допустимые масштабы воздействия на природу, далее распределяют лицензии на выбросы между заинтересованными сторонами, а затем предоставляют предпринимателям полную свободу перераспределять, перепродавать свои лицензии. Органы управления лишь следят за эквивалентностью сделок, то есть за тем, чтобы общее воздействие на природу не увеличилось, а также способствуют созданию рыночной инфраструктуры — организаций, обеспечивающих закрепление прав собственности, — и реализацию этих прав путем выдачи лицензий или сертификатов собственности. В их компетенцию входит осуществление контроля за деятельностью экологических банков и бирж, обеспечение сделок по торговле правами на выбросы.

Основные элементы системы рыночного регулирования, нашедшей широкое применение в США и, в некоторой степени, в ФРГ:

♦ баббл-принцип(принцип "пузыря" или "облака"), в соответствии с которым норматив выбросов устанавливается для целого региона, а находящиеся на его территории предприятия могут совместно найти наиболее выгодный вариант обеспечения соблюдения этого норматива. Теперь не каждая "дымящая труба", а территория региона в целом, отдельные источники эмиссии загрязнений которой как бы формируют "облако", становится объектом установления экологических нормативов. Цель "баббл-принципа" — развязать предприятиям руки для достижения наибольшей экономической эффективности за счет оптимального перераспределения выбросов между участниками рынка. Например, если на одной территории расположены крупная электростанция и несколько мелких котелен, то оказывается выгоднее улавливать оксиды серы и азота на крупном источнике, чем пытаться бороться с выбросами от каждого мелкого загрязнителя. Принцип "пузыря" создает условия для торговли правами на загрязнение на уровне региона;

♦ политика компенсации выбросов позволяет предприятиям, уменьшившим свои выбросы, приобретать тем самым право на выброс, фиксируемое в соответствующем документе — лицензии, или разрешении, на выброс. Эту лицензию можно продать фирме, желающей разместить в данном регионе предприятия и нуждающейся в разрешении на эмиссию своих загрязнений. Иначе говоря, появление новых выбросов компенсируется снижением ранее существовавших в регионе. При этом продавцы обязаны сократить выбросы на величину, большую, чем будут осуществлять покупатели. Так, в Лос-Анджелесе, в соответствии с местным законодательством, каждая тонна загрязнителя, произведенная новым предприятием, должна компенсироваться снижением выбросов на других предприятиях на 1,67 т;

♦ банки выбросов — специальные банки, в которые фирма, сократившая объемы своих выбросов ниже уровня, предусмотренного нормативами, может положить аккредитив, полученный на разницу, чтобы впоследствии продать или использовать его при необходимости. Это облегчает потенциальным покупателям лицензий поиск подходящих продавцов. Банки выполняют и учетную функцию, обеспечивая процесс погашения израсходованных прав и не допуская их повторного использования;

♦ биржи прав на загрязнение— посреднические организации необходимые при расширении рынка прав на загрязнения для проведения сделок по купле-продаже прав на выбросы.

Механизм торговли правами на выбросы в США, где он получил наибольшее распространение, уже показал высокую эколого-экономическую эффективность, обеспечивая значительную экономию средств на охрану окружающей среды за счет разницы в себестоимости борьбы с загрязнениями на различных предприятиях.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002.(стр. 185-200)

Современный этап развития мирового хозяйства отличается всевозрастающими масштабами потребления природных ресурсов, резким усложнением процесса взаимодействия природы и общества, интенсификацией и расширением сферы проявления специфических природно-антропогенных процессов, возникающих вследствие техногенного воздействия на природу. В этой связи большое значение приобретает изучение проблем природопользования.

Недоучет или игнорирование принципов научно обоснованного природопользования приводит к многочисленным кризисным явлениям в природе и хозяйстве, столь характерным для многих регионов мира.

Под природопользованием понимается–совокупность всех форм эксплуатации природно-ресурсного потенциалаи мер по его сохранению. Природопользование включает извлечение и переработку природных ресурсов, их возобновление или воспроизводство; использование и охрану природных условий окружающей среды; сохранение, воспроизводство и рациональное изменение геоэкологического баланса природных систем. Природопользование бывает нерациональным, когда деятельность человека не обеспечивает сохранения природно-ресурсного потенциала; и рациональным, когда она обеспечивает экономную эксплуатацию природных ресурсов и условий и наиболее эффективный режим их воспроизводства с учетом перспективных интересов развивающегося хозяйства и сохранения здоровья людей.

Анализ природных ресурсов и разработка рекомендаций об их рациональном использовании предполагает следующие этапы научных изысканий: 1) изучение отдельных видов природных ресурсов в исследуемом регионе, их качественный и количественный учет на основе новейших методов оценки; картографирование выявленных природных ресурсов; 2) установление природно-ресурсного потенциала (ПРП) территории, т. е. совокупности естественных ресурсов, выступающих в качестве средств производства или предметов потребления в границах геосистем; 3) экономическую оценку природно-ресурсного потенциала геосистем; 4) установление приоритетных направлений в хозяйственном освоении ПРП территории; разработку схемы наиболее рационального освоения ПРП с учетом геоэкологических ограничений; 5) организацию охраны отдельных природных объектов и мероприятий по восстановлению и расширенному воспроизводству природных ресурсов. Для решения этих задач необходимо участие специалистов различного профиля– физико- и экономико-географов, экономистов, геоэкологов и др. Но полноценное, научно обоснованное решение проблемы рационального использования природно-ресурсного потенциала территории возможно лишь на основе комплексных геоэкологических работ.

В самом общем плане ресурсы – это любые источники и предпосылки получения необходимых людям материальных и духовных благ, которые можно реализовать при существующих технологиях и социально-экономических отношениях. Ресурсы принято делить на три основные группы: материальные, трудовые, в том числе интеллектуальные, и природные (естественные).

Природные ресурсы– часть всей совокупности природных условий и важнейших компонентов природной среды, которые используются либо могут быть использованы для удовлетворения разнообразных потребностей общества, поддержания условий существования человечества и повышения качества жизни. Они являются главным объектом природопользования и в интересах нынешнего и будущих поколений людей подлежат рациональной эксплуатации.

Природные ресурсы–пространственно-временная категория; их объем различается по регионам земного шара и в зависимости от стадии социально-экономического развития общества. Тела и явления природы выступают в качестве определенного ресурса в том случае, если в них возникает потребность. Но потребности в свою очередь появляются и расширяются по мере развития технических возможностей освоения природных богатств.

Территориальное расширение сферы хозяйственной деятельности человеческого общества и вовлечение в материальное производство новых видов природных ресурсов вызывало в природе разнообразные изменения, своего рода ответные реакции в виде различных природно-антропогенных процессов.

Во второй половине XX в. ресурсопотребление неизмеримо возросло, охватив практически всю сушу и известные в настоящее время природные тела и компоненты. Научно-технический прогресс непосредственным образом отразился на практике ресурсопользования. Разработаны технологии освоения таких видов природных богатств, которые до недавнего времени не включались в понятие «природные ресурсы». Возникло представление о потенциальных ресурсах или ресурсах будущего. Потенциальные или общие ресурсы – это ресурсы, установленные на основе теоретических расчетов, рекогносцировочных обследований и включающие помимо точно установленных технически извлекаемых запасов природного сырья или резервов еще и ту их часть, которую в настоящее время освоить нельзя по техническим или экономическим соображениям.

Техническое и технологическое несовершенство многих процессов извлечения и переработки природных ресурсов, соображения экономической рентабельности и недостаток знаний об объемах и величинах природного сырья заставляют при определении природно-ресурсных запасов выделять несколько их категорий по степени технической и экономической доступности и изученности. Доступные, или реальные запасы – это объемы природного ресурса, выявленные современными методами разведки или обследования, технически доступные и экономически рентабельные для освоения.

В связи с двойственным характером понятия «природные ресурсы», отражающим их природное происхождение, с одной стороны, и хозяйственную, экономическую значимость– с другой, разработаны и широко применяются в специальной и географической литературе несколько классификаций: по происхождению, по видам хозяйственного использования, по признаку исчерпаемости и др.

Природные ресурсы условно подразделяют на неисчерпаемые и исчерпаемые, заменимые и незаменимые. По отношению к тем или иным компонентам природы различают геологические, минеральные, климатические, водные, земельные, биологические и т. д. В зависимости от характера использования в производственной и непроизводственной сферах выделяют минерально-сырьевые, топливно-энергетические, промышленные, сельскохозяйственные, рекреационные и другие природные ресурсы. Несомненный познавательный и практический интерес, особенно с геоэкологических позиций, представляет характеристика природных ресурсов по источникам и местонахождению. При этом различают ресурсы: энергетические, атмосферные газовые, водные, литосферы, растений-продуцентов, консументов, редуцентов, климатические, рекреационные, познавательно-информационные, пространства и времени.

Основные отличительные признаки природных ресурсов: способность некоторых важных их видов в известных пределах и при определенных условиях к самовоспроизводству (саморегулированию) количественного и качественного состояния; способность переходить из одного качественного состояния в другое в результате естественной эволюции и под воздействием человека; связь конкретных состояний и оценок природных ресурсов с условиями жизнедеятельности человека; зависимость качественных состояний от технологического способа, характера, интенсивности производственной и непроизводственной деятельности людей; зависимость (количественная и качественная) каждого природного ресурса от других.

Пределы эксплуатации природных ресурсов определяет степень их истощения, делающая экономически нерентабельным их использование (издержки добычи, транспортировки, переработки и реализации выше получаемых доходов). Однако нередко геоэкологические пределы  эксплуатации,  связанные  с угрозой полного  исчезновения ресурса или  катастрофического  воздействия  результатов  эксплуатации  ресурса на окружающую среду, наступают раньше экономического исчерпания.

Принципы рационального использования природных ресурсов: соответствие характера и способов использования конкретным местным условиям; предвидение и предотвращение негативных последствий природопользования; повышение интенсивности освоения; сохранение научных и эстетических ценностей; соблюдение целесообразной, экономически обоснованной очередности хозяйственного освоения; комплексное использование; уменьшение или устранение потерь на всех этапах природопользования; всемерная экологизация производственных процессов.

Понятие об геоэкологической экономике.Традиционные экономические показатели отражают объем производимых товаров и услуг, но не учитывают геоэкологические аспекты развития общества. Существует много ситуаций на всех уровнях, от отдельной фабрики до государства в целом, когда возникает конфликт интересов между экономическим ростом и необходимостью сохранения качества окружающей среды. Обычно достичь полного удовлетворения интересов обеих сторон невозможно. В этих случаях приходится идти на компромисс в поисках оптимального решения, которое бы лучшим образом удовлетворяло интересы обеих сторон.

Пока воздействие человека на среду не было столь большим, как сейчас, экономика могла обходиться без учета геоэкологических факторов. В настоящее время учет геоэкологических затрат становится необходимостью. Цена продукта должна отражать все виды затрат. Она должна включать затраты общества, связанные с загрязнением воды, воздуха и почвы, с болезнями, вызванными этими загрязнениями, с расходованием возобновимых и не возобновляемых ресурсов, со снижением функций жизнеобеспечения окружающей среды и пр. Такое повышение цены за счет ее геоэкологической компоненты должно стать серьезным фактором регулирования ресурсов географической среды.

Задача интегрирования экономических и геоэкологических проблем изучается экономикой окружающей среды и экономикой природных ресурсов, но исследование всей сложной системы взаимоотношений природы и общества относится к новому междисциплинарному направлению – геоэкологической экономике.

Оценка истинного состояния экономики стран может основываться на анализе и оценке следующих показателей:

ФУД = (ВНП – АМК) + (РПБ – АПБ – МПУ – ПНУ),

где ФУД – фактический устойчивый доход, ВНП – валовой национальный продукт, АМК – амортизация материально-финансового капитала, РПБ – рост национального природного богатства, АПБ –амортизация национального природного богатства, МПУ – стоимость мер по предотвращению ущерба природным ресурсам, ПНУ – потери от непредотвращенного ущерба природным ресурсам.

При этом два первых члена правой части уравнения отражают традиционную оценку состояния экономики, а четыре последующих члена – геоэкологическую часть этой оценки.

В США группой частных исследователей разработан Индекс истинного прогресса (ИИП), отражающий изменения благосостояния этой страны. Он принимает во внимание более двадцати экономических, социальных и геоэкологических индикаторов. ИИП основан на данных ВНП, выражается в денежном исчислении и потому позволяет сравнивать ИИП и ВНП. Вместе с тем ИИП вносит поправки к некоторым показателям, учитываемым в ВНП. ИИП, например, учитывает неравномерность распределения дохода таким образом, что он уменьшается, если бедная часть населения получает меньшую, чем в среднем, долю национального дохода. ИИП добавляет к ВНП некоторые факторы, например, стоимость домашней или добровольной работы, или вычитает из ВНП такие показатели, как потери общества в связи с ростом преступности или загрязнением окружающей среды. ИИП учитывает ухудшение состояния природных ресурсов. В частности, увеличение объема добычи нефти учитывается как отрицательный показатель, в отличие от ВНП. Ухудшение состояния окружающей среды (изменение климата, разрушение озонового слоя или рост радиоактивного загрязнения) также приводят к снижению ИИП.

Проведенные расчеты ИИП для США за последние 25 лет показали, что экономический рост, как будто бы отражаемый в ВНП, на самом деле приводит к снижению ИИП и демонстрирует: а) исправление ошибок и социальных проблем предшествующего периода; б) заем ресурсов из будущего; в) усиление монетаризации экономики без ее фактического прогресса. Общественные настроения и изменения таких эмоциональных показателей, как ощущения благополучия, безопасности и счастья, также гораздо точнее отражаются через ИИП, чем через ВНП.

Аналогичные расчеты по Беларуси, России и странам СНГ не проводились, но нет сомнения, что фактический рост суммарного национального богатства этих стран давно остановился и стал отрицательным вследствие безудержного экспорта нефти, газа, леса, цветных металлов, других природных ресурсов и ухудшения состояния окружающей среды.

Лекция №12

НЕБЛАГОПРИЯТНЫЕ И ОПАСНЫЕ ПРИРОДНЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ

План:

1. Закономерности неблагоприятных и опасных природных процессов и явлений на локальном, региональном и глобальном уровне.

2. Классификация антропогенных воздействий.

3. Критерии оценки современного состояния окружающей среды.

4. Возникновение стихийных явлений.

5. Техногенные аварии и катастрофы.

Неблагоприятные и опасные природные и антропогенные процессы и явления

Ущерб от загрязнения и истощения природной среды

Важнейшим условием эффективного функционирования экологической сферы является обеспечение обязательного возмещения субъектами хозяйствования ущерба от антропогенного воздействия на природную среду, выраженного в стоимостной форме. Для установления размеров компенсаций ущерба от загрязнения и истощения природной среды необходима его экономическая оценка.

Строго говоря, этот ущерб проявляется не только в недополученной продукции и иных материальных утратах, но и в потерях нематериальных ценностей. Каждое природное благо — это не только средство производства и среда обитания, которые можно компенсировать материальными затратами и трудом человека, но и уникальное образование, которое зачастую невоспроизводимо и незаменимо. Очень трудно оценить, во что обойдется обществу потеря живописных мест отдыха, бальнеологических объектов, представителей флоры и фауны и т.п.

Загрязнение и истощение окружающей среды в результате антропогенной деятельности наносит урон, условно говоря, трем сферам: состоянию экологических систем, хозяйственным объектам и здоровью людей. Исходя из этого, различают три вида ущерба: экологический, экономический и социальный.

Экологический ущерб характеризуется нарушениями, возникающими в природных системах. Неблагоприятные последствия для них могут наступить даже при незначительных отклонениях от оптимального состояния, а при достижении критического уровня происходят необратимые изменения в экосистемах.

Под экономическим ущербом обычно понимают выраженные в денежной форме фактические или возможные потери народного хозяйства, обусловленные ухудшением экологической ситуации в результате антропогенной деятельности.

Социальный ущерб — это ущерб, наносимый, прежде всего здоровью людей загрязненным воздухом, экологически неблагополучными продуктами питания, питьевой водой плохого качества, шумами и т.п. Все это ведет к росту заболеваемости людей, сокращению продолжительности жизни, ухудшению условий труда и отдыха населения и жизнедеятельности в целом.

Очевидно, что экологический и социальный ущербы не подлежат абсолютно точной количественной оценке, теоретические же и практические исследования по оценке экономического ущерба от загрязнения окружающей среды начали проводиться в бывшем СССР на рубеже 60—70-х годов.

Обобщая существующие подходы к оценке экономического ущерба, можно схематически представить его в виде двух составляющих: натуральных потерь в денежном выражении и затрат на ликвидацию отрицательных последствий или замену деградированных ресурсов. Размер натурального ущерба (Р), а так же затраты на ликвидацию его влияния на хозяйственную деятельность (Z) определяют величину экономического ущерба (U). В общем виде эту зависимость можно представить следующим образом:

                                     (17.1)

К числу натуральных потерь принадлежат прежде всего прямое разрушение природного ресурса и прямой ущерб, который несет экономика вследствие такого разрушения. К примеру, уничтожение почвы при открытой добыче полезных ископаемых, при отводе сельскохозяйственных земель под строительство промышленных объектов, под водохранилища и т.п. К сожалению, эти процессы имеют у нас устойчивую тенденцию к росту. Так, в Беларуси за период 1985—1999 гг. площади сельхозугодий уменьшились на 230 тыс. га. Это обусловлено превышением площадей отводов земель для несельскохозяйственных целей  и внутрихозяйственного строительства над вводом в оборот новых земель, а также радиоэкологической обстановкой в районах, пострадавших от катастрофы на ЧАЭС. Большой ущерб понесло сельское хозяйство в результате чернобыльской катастрофы, которая привела к загрязнению более 1,6 млн. га сельхозугодий и выбытию из сельхозоборота 265,4 тыс. га. Растущая интенсивность ведения сельскохозяйственных работ, нарушение правил хранения и нерациональное использование нефтепродуктов, минеральных удобрений и средств защиты растений также приводят к нежелательным экологическим и экономическим последствиям. Промышленными разработками в Беларуси нарушено 46,6 тыс. га земель, из которых 11,3 тыс. га отработаны и подлежат рекультивации. Величину экономического ущерба от выбытия земель из сельскохозяйственного оборота можно оценить исходя из стоимости 1 м³ почвы и площади утраченных земель или стоимости урожая, недополученного с данной территории с учетом фактора времени.

К прямым потерям приводит уничтожение лесов от пожаров, порубок, загрязнения воздуха. Значительный ущерб причиняется в нашей республике лесными пожарами, которым только за год подвергается, как правило, более 1 тыс. га лесных площадей, а в 1999 г. пожары охватили 4215 га леса, при этом сгорело и было повреждено 104,3 тыс. м³ леса на корню.

Прямой ущерб наносится обитателям водоемов при постройке плотин, не дающих проходным рыбам подниматься в верховье для нереста; при загрязнении водных объектов вредными веществами; в результате уменьшения содержания кислорода в воде вследствие теплового загрязнения водоемов и развития незеленых водорослей.

Серьезно подорваны рыбные запасы в водоемах Беларуси. За последние пять лет уловы рыбы во всех естественных водоемах сократились на 12,5 %, в озерно-товарных хозяйствах — на 25, в водохранилищах — на 25 %.

К прямым потерям относятся потери различных видов материалов: металлов — от ускоренной коррозии в условиях агрессивной среды; повреждения облицовки зданий вследствие загрязнения воздуха; потери ценных элементов с отходящими газами, сточными водами, шлаками, отвалами и т.д. Из почти 24,5 млн. т промышленных отходов, образовавшихся в 1999 г. в республике, было утилизировано только 16,7 %. Основная часть неиспользованных отходов удалена на полигоны и шламонакопители предприятий (80,5 %), остальные — вывезены на полигоны твердых бытовых отходов (ТБО), оставлены на территориях предприятий, сожжены, слиты в канализацию, водоемы или вывезены в несанкционированные места. Сегодня в республике накопилось около 700 млн. т отходов, перечень которых содержит около 800 наименований. Экономический ущерб от потери "богатств второго круга", содержащихся в этих отходах, исчисляется миллионами рублей.

Помимо прямых потерь (натурального ущерба), экономический ущерб включает, как отмечалось выше, и затраты, вызываемые необходимостью ликвидации последствий загрязнения или истощения природной среды. Их величина определяется расходами на компенсацию негативных влияний этого воздействия на различные хозяйственные объекты. Это прежде всего затраты на создание очистных сооружений и их работу. Величина их значительно меняется в зависимости от предполагаемой степени очистки: по мере ее повышения расходы на очистные сооружения возрастают прогрессивно. Так, на сахарных заводах для достижения полной очистки воды необходимо затратить средств в 100 раз больше, чем для обеспечения очистки на 30 %.

В промышленности экономический ущерб может определяться также затратами на возмещение недополученной продукции в результате негативного воздействия на окружающую среду (например, снижение производства продукции в лесной промышленности из-за сокращения или гибели местных лесных ресурсов), дополнительными расходами на ремонт и содержание основных фондов, подвергшихся ускоренному износу в зоне загрязнения и т.п.

Снижение урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животноводства на загрязненных территориях вызывает дополнительные затраты на закупку этой продукции в других районах.

Ущерб в коммунальном хозяйстве из-за загрязнения среды можно рассматривать как дополнительные затраты на уборку улиц, более частую покраску зданий, их ремонт и т.п.

В составе затрат, вызываемых воздействием загрязненной среды, должны учитываться и затраты, вызываемые вторичным загрязнением (от сжигания отходов, их проникновения в окружающую среду в процессе хранения и т.п.).

Таким образом, экономический ущерб является комплексной величиной и слагается из ущербов, наносимых отдельным видам реципиентов от загрязнения различных природных сред — воздушного бассейна, водных источников, земель, лесных экосистем и др.

Социальный и совокупный экономический ущербы  от загрязнения природной среды.

Наряду с экономическим ущербом необходимо иметь в виду и возникающий от загрязнения природной среды ущерб. Социальные потери можно условно подразделить на так называемые восполнимые и невосполнимые.

Социальный ущерб в части восполнимых потерь может быть измерен в стоимостных показателях. Так, можно определить прямые расходы в здравоохранении и социальном обеспечении: на оплату больничных листов, затраты на лечение (амбулаторное или стационарное), а также потери производства от невыходов на работу (исходя, например, из среднедневной зарплаты работника и такой же величины прибавочного продукта), снижения производительности труда и пр. По оценкам французских специалистов, только такой фактор загрязнения окружающей среды, как городской шум, снижает производительность физического труда на 30 % , умственного — на 60 % . В целом экологическая оптимизация среды жизни может дать прирост производительности труда не менее 3 % .

Однако наряду с этим существует невосполнимый социальный ущерб, который невозможно оценить стоимостными показателями, как-то: потеря здоровья, снижение творческой активности, досрочный уход на пенсию по состоянию здоровья, сокращение продолжительности жизни, психологический дискомфорт и т.п.

Но наибольший практический интерес представляет определение совокупного (суммарного) ущерба региону вследствие загрязнения и истощения окружающей среды, который складывается из экономического (материального) (недовыработка промышленной продукции, снижение урожайности и продуктивности сельскохозяйственного производства и т. п.) и социального (восполнимого) ущерба (рост затрат на лечение, социальное страхование, недополучение продукции из-за повышенной заболеваемости работников, инвалидности, ухудшение условий отдыха, снижения производительности труда и пр.).

Совокупный предотвращенный ущерб отражает потери экономики и общества при отсутствии природоохранных мероприятий. Его можно определить на основании схемы, предложенной учеными ЦЭМИ РАН12, в соответствии с которой суммарный ущерб складывается из следующих локальных ущербов:

♦ ущерба промышленности (включает дополнительные затраты на ремонт и восстановление основных фондов в связи с сокращением сроков их службы в условиях агрессивной среды; дополнительные затраты в связи с потерями сырья в техногенных выбросах; дополнительные затраты на очистку воздуха и воды, используемых в технологических процессах);

♦ ущерба сельскому и лесному хозяйству (дополнительные затраты в связи с потерями ресурсов и продукции в результате изменения урожайности и про-дуктивности в сельском и лесном хозяйстве);

♦ ущерба от повышенной заболеваемости населения (включает дополнительные затраты на оплату больничных листов, медицинские услуги, потери продукции, связанные с повышенной заболеваемостью работников производства);

♦ ущерба жилищно-коммунальному хозяйству (дополнительные затраты на содержание жилищно-коммунального хозяйства вследствие ухудшения состояния селитебных территорий, жилищного фонда, растительности и т.д.);

♦ прямого экономического ущерба населению (включает дополнительные затраты на потребление бытовых услуг в результате возрастания количества посещений бытовых предприятий и дополнительные затраты из-за роста частоты и дальности поездок на отдых);

♦ ущерба от повышенной текучести кадров.

Определение экономического ущерба является сложной комплексной задачей, связанной с наибольшими методическими трудностями. Для каждого компонента природы и каждого реципиента необходимы свои индивидуальные методики расчета, требующие непростых вычислений.

В настоящее время разработаны три основных методических подхода к экономической оценке ущерба:

♦ метод прямого счета, базирующийся на сопоставлении затрат на лечение населения, урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности скота, сроков службы основных фондов и т.д. в загрязненном и контрольном районах;

♦ аналитический  метод, основанный на использовании предварительно выведенных математических зависимостей между показателями состояния реципиентов и уровнем загрязнения окружающей среды;

♦ эмпирический (укрупненный) метод, основанный на принципе перенесения на частный исследуемый объект общих закономерностей воздействия ущербообразующих факторов.

Указанные методы различаются по своему функциональному назначению. Оценки ущерба прямым счетом и аналитическим методом чрезвычайно трудоемки, требуют сбора и обработки огромного объема информации, поэтому малопригодны для широкого использования. Они служат, как правило, лишь инструментом для создания теоретической и информационной базы при разработке эмпирической методики определения ущерба, в частности, для разработки системы удельных ущербов, показывающих, какой ущерб наносится единице расчетного элемента (р./чел., р./га, р./млн. р. основных фондов). Удельные ущербы могут рассчитываться на одну тонну выбросов или задаваться при различных концентрациях вредных веществ.

Разработка эмпирической методики, как правило, проходит следующие этапы:

— определение уровня загрязнения окружающей среды на основании фактических замеров концентрации или расчетным путем, исходя из объемов выбросов вредных веществ и ряда других характеристик, и построение зон загрязнения;

— сбор данных, характеризующих влияние загрязнения окружающей среды на показатели различных подразделений народного хозяйства;

— выявление зависимости между уровнем загрязнения окружающей среды и качественными, а также количественными показателями, характеризующими его влияние на человека, флору, фауну, технологические объекты;

— выявление количественных зависимостей между уровнем загрязнения окружающей среды и изменением экономических показателей деятельности человека (определение удельных экономических ущербов);

— построение методики расчета экономического ущерба от загрязнения окружающей среды.

Эмпирический метод проще метода прямого счета и аналитического, хотя и менее точен.

На основании этого метода общий ущерб от техногенного загрязнения окружающей среды (У) упрощенно можно представить в виде суммы ущербов от загрязнения атмосферы (Уа), воды (Ув), почвы (Уп), недр (Ун), то есть

                                   (17.2)

Ущерб от загрязнения атмосферы зависит от суммарной массы выбросов загрязняющих веществ (μ) в пределах данной территории, приведенной к единой токсичности (усл.т/год), величины удельного ущерба (γ) от одной условной тонны выбросов (р./усл.т) и безразмерных коэффициентов, учитывающих характер и условия рассеивания выброшенных источником примесей (f) и относительную опасность загрязнения атмосферного воздуха на территориях с различной плотностью и чувствительностью реципиентов (σ). Расчет всех этих показателей также довольно сложен. Оценка годового ущерба от загрязнения атмосферы с учетом указанных параметров определяется по формуле

                                           (17.3)

Аналогично рассчитываются ущербы от загрязнения водоемов и почвы. Эти подходы были положены в основу разработки "Временной типовой методики определения экономической эффективности природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды" (1986). Несмотря на использование упрощенных подходов, она сыграла существенную роль при переводе проблем оптимизации природопользования в русло экономических расчетов. На ее основе были затем разработаны отраслевые методики определения ущерба, причиняемого загрязнением среды разным реципиентам. В качестве основных реципиентов рассматриваются: 1) население; 2) объекты жилищно-коммунального хозяйства (селитебная территория, жилищный фонд, городской транспорт, зеленые насаждения и др.); 3) сельскохозяйственные угодья, животные и растения; 4) лесные ресурсы; 5) элементы основных фондов 1 промышленности и транспорта; 6) рыбные ресурсы; 7) рекреационные и лечебно-курортные ресурсы.

В конкретных расчетах могут использоваться оценки, как совокупного экономического ущерба, так и отдельных его элементов.

В целом структура совокупного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды, определенная для территории бывшего СССР, может быть представлена следующим образом:

♦ ущерб от повышения заболеваемости населения — 40 %;

♦ ущерб жилищно-коммунальному и бытовому хозяйству -25 %;

♦ ущерб сельскому и рыбному хозяйствам — 20 %;

♦ ущерб лесному хозяйству — 5 %;

♦ ущерб промышленности — 10 %.

Методические трудности определения ущерба приводят к тому, что он почти не применяется в системе обобщающих показателей деятельности предприятий, и тем более при оперативном экономическом контроле производства. Но учет ущерба абсолютно необходим при проектировании, процедуре оценки воздействия на окружающую среду и оценке эффективности средозащитных мер.

Оценки предотвращенного экономического и социального ущерба позволяют определять государственную экологическую политику и соответственно объем финансирования работ природоохранной направленности.

Следует отметить, что спектр направлений использования показателей экономического ущерба от загрязнения окружающей среды может быть весьма широким. Это размещение производительных сил, оптимизация проектных решений, выбор стратегий в области охраны окружающей среды и развития технологий, экономическое стимулирование средозащитной деятельности, оценка эффективности ресурсосберегающих технологий и др.

Так, научно обоснованное размещение производительных сил, прогнозирование дальнейшего развития территории должно опираться на показатели прогноза экономического ущерба от загрязнения окружающей среды, которые позволят выявить будущие проблемные ситуации и "горячие точки", отказаться от размещения новых хозяйственных объектов в таких местах или предусмотреть соответствующие природоохранные мероприятия в них.

Учет показателя экономического ущерба необходим и при выборе вариантов промышленной и городской застройки, для размещения транспортных магистралей, объектов рекреационного назначения. Это будет способствовать оптимизации проектных решений. Например, установлено, что расположение химического комбината в черте города приводит к возрастанию ущерба от загрязнения атмосферы в 8—10 раз, по сравнению с его размещением в 5 км от городской черты.

Оценка ущерба является необходимым условием выбора природоохранной стратегии, которая состоит в определении важнейших социальных, экономических и технических целей, системы приоритетов в их достижении. Учет экономического ущерба здесь необходим для пересмотра и уточнения структуры капиталовложений на средозащитные мероприятия, определения наиболее экологически грязных отраслей и регионов.

При выборе стратегии развития технологий необходима оценка не только прямых, но и косвенных затрат, то есть затрат и ущерба по всей технологической цепочке — от получения сырья до эксплуатации готовой машины. Так например, при оценке эффективности перехода на водородное топливо двигателей внутреннего сгорания нужно учитывать и экономический ущерб, связанный с эксплуатацией двигателей,: работающих на бензине, ущерб от добычи и переработки горючего, Ущерб, наносимый автомобильным транспортом (негативное воздействие на состояние воздушной среды, лесов и т. д.). Одновременно должен быть учтен экономический ущерб, наносимый при производстве электроэнергии, необходимой для получения водорода.

Основу промышленных загрязнений окружающей среды составляют отходы, в том числе недоиспользованная часть ресурсов, поэтому показатели экономического ущерба необходимы для объективной оценки эффективности ресурсо- и энергосберегающих технологий.

Использование конкретных оценок ущерба от загрязнения позволило перейти к созданию реальной системы экономического стимулирования природоохранной деятельности при введении платежей за загрязнение окружающей среды в ряде постсоветских республик, а также обосновать необходимые размеры инвестиций в мероприятия по охране окружающей среды.

Показатели экономического ущерба необходимы при установлении нормативов качества окружающей среды, которые имеют не только гигиенические, биологические, но и экономические критерии. Без этих показателей невозможно установление очередности мероприятий по охране окружающей среды, внедрению мало- и безотходных технологий, комплексному использованию природных ресурсов и т.д.

Обобщая указанные сферы применения показателей совокупного экономического ущерба, можно следующим образом систематизировать их функции в народном хозяйстве (табл. 17.1).

Таблица 17.1

Основные функции показателей совокупного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды

Учетная	Стратегическая	Ограничительная	Инвестиционная	Стимулирующая
Служат измерителем отрицательных последствий хозяйственной деятельности	Служат для выбора стратегии в области охраны окружающей среды, стратегии развития технологий, обоснования экологической политики развития и размещения производительных сил и т.п.	Способствуют ограничению размещения новых объектов в экологически неблагополучных регионах, а также запрету или ограничению деятельности "грязных" производств	Необходимы для уточнения размеров и структуры природоохранных инвестиций	Служат базой для определения размеров штрафных санкций, а также платежей за загрязнение, стимулирующих природопользователей к совершенствованию экологических показателей

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СТРАН СНГ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

В области охраны окружающей среды у государств — членов СНГ много общих проблем, оставшихся в наследство от СССР.

Советский Союз обладал огромными суммарными природными ресурсами — топливно-энергетическими, земельными, минерально-сырьевыми, лесными, водными. Некоторыми из них — в гораздо больших размерах, чем любая другая страна мира. Наличие этих ресурсов в первую очередь обусловило создание крупных производительных сил, позволило СССР во второй половине XX в. выйти на второе место в мире по общему объему производства, а по отдельным видам производимой продукции— и на первое. Однако это первое место было связано с добычей и последующей переработкой природных ресурсов (угля, нефти, металлических руд, леса), производством некоторых видов металлоемкого оборудования и т.п.

Командно-административная система и сложившийся хозяйственный механизм не стимулировали бережное, рациональное природопользование. Развитие и размещение производительных сил продолжалось без должной проработки и учета экологических факторов. Прогресс ассоциировался с дымящимися трубами, тоннами извлеченного угля, выплавленной стали, миллионами киловатт электроэнергии. Загрязнению подвергались все компоненты окружающей среды и все уголки огромного государства. Экологический анализ, проведенный Лабораторией мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета СССР и АН СССР в конце 80-х годов, показал уровень загрязнения и деградации природной среды в отдельных регионах бывшего СССР (табл. 22.1). Во многом он отражает и современное состояние стран СНГ.

Экономический кризис начала 90-х годов не благоприятствовал улучшению экологической ситуации в странах СНГ. Показатели экономического развития существенно ухудшились: ВВП за 1990—1994 гг. сократился на 40 %, а промышленное производство почти вдвое. В то же время относительно стабильным, особенно в конце 90-х годов, оставался выпуск продукции нефтегазовой, горнодобывающей, химической, металлургической, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, то есть в отраслях, использующих невоспроизводимые природные богатства, с наибольшими вредными выбросами в окружающую среду. Топливный кризис 90-х годов в Молдове, Армении, Грузии, Таджикистане вызвал массовую вырубку зеленых насаждений.

Таблица 22.1

Место, занимаемое экономическими регионами бывшего СССР по степени загрязнения идеградации природной среды*

Республики и экономические районы	Выбросы вредных веществ в атмосферу		Поражение лесов	Загрязнение рек, дефицит воды	Загрязнение почв, эрозия почв	Совокупность антропогенных воздействий
	на единицу общей площади	на единицу урбанизированной площади
1	2	3	4	5	6	7
Россия:
Северный	12	2	2	8	12	13
Северо-Западный	9	10	7	9	13	15
Центральный	4	6	6	3	10	4
Волго-Вятский	14	15	18	4	11	17
Центрально-Черноземный	6	9	14	4	3	6
Поволжский	4	8	12	1	6	5
Северо-Кавказский	5	12	14	2	6	9
Уральский	1	1	3	2	9	2
Западно-Сибирский	13	7	5	10	14	16
Восточно-Сибирский	12	3	1	11	15	15
Дальневосточный	15	16	8	12	15	18
Украина:
Донецко-Приднепровский	1	5	4	1	4	1
Юго-Западный	2	11	15	6	6	8
Южный	6	17	17	5	5	12
Беларусь	8	13	13	5	5	11
Прибалтийский —Литва, Латвия, Эстония	6	18	9	6	8	12
Закавказский —Азербайджан, Армения, Грузия	3	15	10	3	2	3

Окончание табл. 22.1

1	2	3	4	5	6	7
Среднеазиатский — Киргизия, Таджикистан, Туркменистан, Узбекистан	11	14	11	2	2	7
Казахстан	10	4	18	7	4	14
Молдова	7	20	16	3	1	10

* Источник: Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов в СССР: Стат. сб. М., 1989. С. 8

Экологическая ситуация по отдельным странам СНГ улучшается медленно, за исключением отдельных регионов, где были остановлены (или существенно сократили своюдеятельность) экологически вредные производства из-за разрыва экономических связей, военных конфликтов и по другим причинам. В научной терминологии и практике государственного управления вводится новое понятие — зоны экологического бедствия. Согласно Закону Республики Беларусь "Об охране окружающей среды" зонами экологического бедствия являются участки территории страны, где в результате хозяйственной или иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения среды, которые ведут к существенному ухудшению здоровья населения, нарушению природного равновесия, разрушению естественных экологических систем, деградации почвы, флоры и фауны (ст. 39). Огромные масштабы чернобыльской катастрофы и ее устрашающая угроза здоровью и самой жизни миллионов людей, национальной экономике и культуре послужили основанием признать всю территорию Беларуси зоной экологического бедствия.

В природоохранном законодательстве Российской Федерации используются такие понятия, как зона повышенного экологического риска и чрезвычайная экологическая ситуация, которые утверждаются на основании заключения экологической экспертизы.

На пространстве СНГ немало регионов с неблагополучной экологической ситуацией, которые близки или тождественны понятию "зоны экологического бедствия". Площадь территорий в СНГ, которые заражены, отравлены или превращаются в пустыню в результате хозяйственной деятельности в ядерной, промышленной и сельскохозяйственной сферах, составляет, по данным ООН, около 4 млн. км², что соответствует площади Германии, Франции, Испании и Великобритании вместе взятых. Обеспечить разработку и осуществление комплексных мер по решению крупных межрегиональных экологических проблем возможно лишь объединяя усилия многих стран СНГ.

Регионы радиоактивного загрязнения занимают наибольшие площади в Беларуси, Украине, России, Казахстане. Радиоактивное загрязнение территории Советского Союза в первую очередь связано со строительством в сороковые годы атомных военных заводов на Южном Урале (в Челябинской области), многолетними ядерными испытаниями в Казахстане под Семипалатинском. Взрыв термоядерного устройства беспрецедентной мощности на Новой Земле чрезвычайно загрязнил приполярную тундру, и оленеводы Крайнего Севера получили дозы облучения в 100—1000 раз более высокие, чем остальное население, через оленину — основной продукт питания, так как главный корм животных (мох ягель) имел очень высокую концентрацию радиоактивных элементов. Долговременные последствия для окружающей среды связаны с катастрофой на заводах Южного Урала (1957), где производилось советское атомное оружие: радиоактивные продукты деления рассеялись и осели в Челябинской, Свердловской и Тюменской областях; было загрязнено свыше 16 тыс. км² территории, на которой проживало около 300 000 человек. И только заключение Международного договора о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах (Москва, 1963) приостановило радиоактивное загрязнение, обусловленное военными испытаниями.

Таблица 22.2

Распределение основных площадей с высокими уровнями загрязнения после аварии на ЧАЭС, %

Страны СНГ	Площадь территории с плотностью загрязнения радионуклидами
	Более 40 Ки/км^2	15—40 Ки/км^2	1—5 Ки/км^2
Беларусь	69,4	58,4	29,0
Украина	20,6	12,5	32,9
Россия	10,0	29,1	38,1

Наиболее масштабной и сложной по радиационно-экологическим последствиям является зона влияния аварии на Чернобыльской АЭС. Авария на ЧАЭС по совокупности последствий является самой крупной катастрофой современности, она затронула судьбы миллионов людей в Беларуси, Украине и России. Из всех регионов бывшего Советского Союза наибольшее количество радиоактивных пятен с наиболее высокими уровнями загрязнения находится на территории Беларуси (табл. 22.2).

В Украине наибольшее загрязнение радионуклидами наблюдалось в непосредственной близости от места катастрофы. Опасная зона для нахождения людей была определена в радиусе 30 км, куда попали города Чернобыль и Припять. В зону загрязнения, хотя и не такого сильного, попала и столица Украины — г. Киев. Последствия чернобыльской катастрофы сказываются на территории 20 областей Европейской части России.

В бывшем СССР разрабатывалась специальная долгосрочная программа по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. Ставилась цель обеспечить оздоровление окружающей среды и условия безопасной жизнедеятельности населения и по мере нормализации радиационной обстановки возвращать подвергшиеся радиоактивному загрязнению территории для хозяйственного использования, С образованием новых независимых государств были разработаны национальные программы ликвидации и минимизации последствий аварии на ЧАЭС. Вместе с тем, по отдельным направлениям Беларусь, Россия и Украина осуществляют совместные мероприятия, которые, однако, должны быть более масштабными.

Зона Приаралья. Катастрофические изменения природы Приаралья связаны с высыханием Аральского моря, опустыниванием, деградацией окружающих ландшафтов. Безвозвратное использование воды для орошения плантаций хлопчатника привело к резкому сокращению стока рек Амударьи и Сырдарьи в Аральском море (с 1983 г. река Сырдарья перестала впадать в это море). Уровень воды в море упал более чем на 12 м, площадь акватории за 60—90-е годы XX ст. уменьшилась на треть, а объем воды — на 60 % . Катастрофически ухудшилось качество речных вод в нижнем течении Амударьи и Сырдарьи, которые стали малопригодны для питья. Произошло интенсивное иссушение и засоление земель в дельтах этих рек, глубокая деградация экологических систем, животного и растительного мира Аральского моря и прилегающих к нему территорий.

Для улучшения экологической обстановки и состояния здоровья населения в конце 80-х — начале 90-х годов принимались специальные постановления, предусматривающие проведение комплекса природоохранных мероприятий, однако они не были выполнены. В настоящее время проблема Приаралья, а более широко — проблема водоснабжения стран Центрально-Азиатского региона может быть успешно решена лишь совместными усилиями, поскольку главные реки региона протекают по территории нескольких государств. В целом система водоснабжения, очистки и экономии водных ресурсов может быть создана лишь общими усилиями стран СНГ и при эффективной помощи международного сообщества. На первом этапе кооперация стран СНГ призвана решить три главные задачи:

♦  разработать совместный баланс водных ресурсов и технологий, обеспечивающих экономию воды в процессе ее потребления;

♦  создать совместные контрольно-измерительные и регулирующие системы, препятствующие потерям воды;

♦  компенсировать расходы Кыргызстана и Таджикистана по регулированию Нарынского и Кайраккумского водохранилищ в верховьях рек.

Зона Прикаспия. Общая экологическая ситуация бассейна Каспийского моря, сопровождаемая резким ухудшением санитарно-токсикологической и рыбохозяйственной обстановки, в настоящее время оценивается как кризисная. Произошла полная дестабилизация системы самоочищения бассейна и водохранилищ. Продолжается деградация экосистем притоков Волги. Особенно острая экологическая обстановка сложилась в Северном Прикаспии, которая характеризуется нарушением земель разработками нефти и газа, истощением и загрязнением поверхностных и подземных вод суши, загрязнением морской акватории, истощением рыбных ресурсов, нарушением режима особо охраняемых территорий. Прогнозируется дальнейшее ухудшение экологической ситуации в связи с резким увеличением добычи нефти на месторождениях Каспийского шельфа Азербайджаном, Туркменией, а также Казахстаном и Россией. Поднимается, затапливая берега, уровень Каспийского моря, тем самым усугубляются проблемы водоснабжения прибрежных территорий. И в данном регионе необходимы совместные усилия стран СНГ и мирового сообщества по спасению окружающей среды. Строительство природоохранных объектов должно вестись до ввода в эксплуатацию нефтегазовых комплексов, прокладки нефте- и газопроводов, введения в действие других хозяйственных сооружений.

Региональные экологические проблемы Российской Федерации. Огромные размеры территории России, большое разнообразие природных ресурсов, неравномерность в уровне хозяйственного освоения обусловливают разнообразие экологических проблем. По некоторым оценкам, зоны повышенного экологического риска составляют почти 10 % всей территории России, здесь проживает около 70 млн. человек. В этих зонах растет заболеваемость людей, увеличивается смертность, снижается продуктивность природных ресурсов. (Отдельные экологические проблемы России, тесно связанные с сопредельными территориями стран СНГ, изложены выше, другие требуют дополнительного анализа.)

Зона Арктики. Высокий уровень загрязнения, низкий потенциал самовосстановления окружающей среды и замедленный процесс самоочищения, преобладание ресурсодобывающих отраслей характеризуют эту зону. Наиболее сложная экологическая обстановка сложилась в Мурманской области и г. Норильске (загрязнение воздушной среды и сброс сточных вод предприятиями цветной металлургии), на Новой Земле (радиоактивное загрязнение) и Ямале. Стратегия рационального природопользования в Арктике должна строиться на основе приоритета традиционных форм природопользования и социально-культурного развития коренного населения региона.

Урал. Тяжелая экологическая ситуация сложилась здесь, особенно в старых горнопромышленных центрах: загрязнение атмосферы, истощение водных и нерациональное использование минерально-сырьевых ресурсов, радиоактивное загрязнение территории. Для улучшения экологической обстановки принимаются меры по внедрению более совершенных технологических процессов, строительству очистных сооружений в крупных промышленных центрах, рекультивации земель, нарушенных предприятиями горнодобывающей и металлургической промышленности; предусматривается поэтапное сокращение поступления загрязняющих веществ и отходов в природную среду и др.

Бассейн озера Байкал. К специфическим экологическим проблемам этого района относится сохранение его природного комплекса. Уникальное пресноводное озеро занимает первое место в мире по глубине (1620 м) и объему водных масс (23 600 км³), в нем содержится около 20% мировых и свыше 80 % объема пресных вод СНГ. Экосистема Байкала отличается удивительным богатством и своеобразием — в озере обитают не менее 2400 видов и разновидностей животных и растений. Особенностью озера является наличие тонкого биологического механизма самоочищения вод. Основная роль в этом процессе принадлежит зоопланктону, имеющему фильтрационный тип питания и пропускающему через себя воду озера.

Развитие производительных сил, нерациональное использование природных ресурсов в регионе привело к ухудшению гидрохимического состояния озера и его притоков, загрязнению атмосферного воздуха, развитию эрозионных процессов, деградации живых организмов Байкала. В целях сохранения уникального природного комплекса было принято постановление правительства по кардинальному решению проблемы Байкала, осуществлены крупные природоохранные мероприятия. Вместе с тем проблема охраны озера остается актуальной и потребует для своего решения еще много сил и средств, так как сохраняется опасность возникновения необратимых процессов в экосистеме Байкала.

Украина. Ее региональные экологические проблемы многообразны, но, безусловно, главной являются последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Отметим также, что наиболее напряженные взаимоотношения между хозяйственным комплексом и окружающей природной средой сложились в Донецко-Приднепровском районе, и прежде всего в Донецко-Макеевском, Днепропетровском, Запорожском и Криворожском промышленных узлах. В бывшем СССР район по уровню загрязнения и деградации природной среды занимал печальное первое место (табл. 22.1), здесь практически отсутствуют территории, не затронутые деятельностью человека.

Проблемы взаимодействия хозяйственной деятельности человека и природы Южного района Украины являются характерными для регионов с интенсивными формами сельскохозяйственного производства и высокой плотностью сельского населения: это усиление процессов водной и ветровой эрозии, ухудшение состояния почв и растительности, вредное воздействие на водоемы и воздушный бассейн. Серьезной проблемой юга Украины является осолонение Днепровско-Бугского и Днестровского лиманов и сброс загрязняющих веществ в них, а также в северо-западный район Черного моря.

Необходимо отметить, что никакие локальные очистные или защитные сооружения не смогут решить проблемы охраны окружающей среды в XXI в. Единственный выход — разработка и реализация международных эколого-экономических программ устойчивого развития всех регионов мира, включая СНГ. Лишь на уровне СНГ в целом можно согласовать задачи защиты окружающей среды и развития экономики.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр. 219-226, 288-294)

Дополнительная литература (стр. 30-38) Витченко А.Н. Геоэкология: курс лекций / А.Н. Витченко. – Мн.: БГУ, 2002. – 101 с.

Основные понятия риска для человека и хозяйства.Под рискомпонимается возможность нежелательных последствий какого-либо действия или течения событий. Измеряется риск вероятностью таких последствий или вероятной величиной потерь. Заблаговременное предвидение риска и принятие мер по его снижению называется управлением риском. Управление ведется на основе оценки риска согласно его зависимости отподверженности рассматриваемого объекта опасным воздействиям,чувствительности, или уязвимости, его к этим воздействиям и защищенности от них. В одних случаях риск рассчитывают заблаговременно, в других его оценивают по величинам потерь, ущерба, понесенного в прошлом. Поэтому термины «риск» и «ущерб» иногда применяются как равнозначные.

Понятию риск противостоит понятие безопасность– такое состояние рассматриваемого объекта, при котором риск для него или от него не превышает некоторого приемлемого уровня, а возможно, и вовсе отсутствует. Целью управления риском является достижение безопасности. Основными видами риска являются природный, техногенный и социальный риск. Величины потерь по социальным причинам более значительны, чем от природных и техногенных опасностей.

Следует также отметить две наиболее общие закономерности изменения риска в связи с человеческой деятельностью. Первая – риск нарастает по мере продолжения деятельности так, что однажды величина потерь становится больше величины выгод; вторая – хотя риск может быть существенно снижен введением различных мер защиты, но, в принципе, не может быть сведен к нулю.

Необходимо рассматривать природный и иной риск и управление им в свете не только инженерно-экономических, как прежде, но и геоэкологических проблем. Поскольку для устойчивой эволюции человечества надо поддерживать в равновесии приблизительно два десятка балансов– социальных, технологических, природных, а природный и иной риск (ущерб) совместно угрожает этим балансам. Одни бедствия могут провоцировать другие. Кроме того, разные для специалиста виды риска воспринимаются подверженными риску людьми как нечто целое. Эти обстоятельства заслуживают учета при анализе природного риска.

В качестве объектов, подверженных риску, необходимо рассматривать не только отдельные сооружения, населенные пункты, группы людей некоторой численности, но также природно-антропогенные геосистемы (ПАГ) разного ранга, вплоть до глобального уровня.

При инженерно-экономическом подходе риск и ущерб измеряются в натуральных величинах потерь и квалифицируются как своего рода налог на природопользование. При геоэкологическом подходе требуется дополнить эту систему измерений оценками тяжести потерь по отношению к устойчивости ПАГ.

К неблагоприятным и опасным природным процессам и явлениям(НОЯ)относятся все те, которые отклоняют состояние окружающей среды от диапазона, оптимального дня жизни человека и для ведущегося им хозяйства. Число и разнообразие видов НОЯ растут по мере усложнения производства и проникновения человека в районы с непривычной природной обстановкой.

Следует подчеркнуть относительность категории НОЯ. Природное явление, представляющее в одних случаях неудобство и опасность, в других может быть полезным. Неблагоприятные природные явления создают неудобства, преодоление которых отражается ростом предвидимых затрат на строительство, эксплуатацию, жизнеобеспечение ПАГ в целом. Опасные явления создают возможность больших непредвиденных потерь, чрезвычайных ситуаций, стихийных бедствий. Граница между неудобствами и опасностями условна и зависит от степени приспособленности ПАГ к природной обстановке, а также от повторяемости и интенсивности НОЯ. К часто повторяющимся, пусть и интенсивным воздействиям НОЯ, ПАГ приспосабливается опытным путем настолько, что эти воздействия воспринимаются лишь как неудобства. Однако более редкие, пусть и не столь интенсивные, воздействия оборачиваются опасностями. Обычно бедствия (неожиданные потери) создаются событиями, повторяющимися в среднем реже, чем один раз во много лет– от 5–10 до 100 лет и более. Интервал 5–10 лет отвечает активной памяти человека, потерпевшего ущерб и старающегося избегать его впредь. Более длинные интервалы отвечают «памяти» населенных пунктов, многие из которых перемещались на новые места после тяжелых стихийных бедствий. Так или иначе, величина интервала обозначает «норму» природных условий, к которой приспособился ПАГ. Строительные правила (нормативные документы), назначающие сроки безопасности для различных объектов, в некоторой степени отражают накопленный народный опыт.

Воздействия НОЯ на ПАГ и отдельные объекты различаются по характеру физической сути природного явления, длительности и площади воздействия, величине наносимых потерь, предсказуемости и типу самого ПАГ. По форме воздействия на те или иные объекты НОЯ могут быть разрушительными, парализующими (останавливающими движение транспорта и т. п.) и истощающими (снижающими урожай, плодородие почв, запасы воды и других природных ресурсов). Это подразделение, однако, весьма условно, поскольку форма воздействия зависит также от типа затронутого объекта.

По размеру разового ущерба воздействия НОЯ изменяются от мелких, рассеянных до создающих стихийные бедствия. Примеры рассеянных– удары молний, укусы ядовитых животных, автомобильные аварии по вине плохой погодыи т. д., они вызывают каждый раз малочисленные, но в сумме значительные потери. Стихийное бедствие может быть определено как событие, значительно нарушающее обычную жизнедеятельность в ПАГ и вызывающее существенные жертвы и (или) экономический ущерб. Но по сути этого народного термина стихийное бедствие– прежде всего общее несчастье, означающее нечто большее, чем некоторое количество жертв и экономических потерь. Поэтому специалисты по управлению риском предпочитают термин «чрезвычайная ситуация» (ЧС), когда речь идет именно об измерении потерь. Кроме того, термин «ЧС» более общий по отношению к термину «стихийное бедствие».

При выборе мер управления природным риском и снижения потерь от природных и природно-техногенных ЧС прежде всего возникает вопрос, можно ли просто уйти от опасности. Участки проявления некоторых видов НОЯ ограничены настолько резко, что бывает достаточно отойти в сторону иногда лишь на немногие десятки метров, чтобы оказаться в безопасной зоне. Другие виды НОЯ не дают такой возможности, поскольку границы участков их проявления размыты.

Интенсивность опасного воздействия следует выражать показателями природного явления, минимальными по числу и отвечающими характеру поражаемого объекта (элемента ПАГ). Кроме того, при выборе этих показателей должна быть учтена необходимость оценки повторяемости воздействий разной интенсивности (и ЧС соответствующей тяжести) на основе знаний о геофизических условиях возникновения опасных природных явлений. Интенсивность опасных воздействий в общем случае определяется отклонением природной обстановки от нормы по интенсивности воздействующего фактора и (или) по площади его воздействия и (или) длительности.

Применение различных защитных мер определяется обстоятельствами и общей стратегией управления риском. Оценки социально-экономических эффектов НОЯ разнообразны. Они делятся на заблаговременные затраты для предотвращения потерь и не предотвращенные потери. Ущерб от НОЯ разделяется по объекту их воздействия на социальный, экономический и геоэкологический ущерб.

Социальный ущерб обычно измеряют числом жертв, раненых и пострадавших (потерявших кров и т. д.) в очаге ЧС; можно также принимать во внимание число людей, так или иначе затронутых последствиями ЧС за пределами ее очага.

Потери в виде жертв и увечий (утраты трудоспособности) могут быть оценены в денежной форме несколькими способами: через стоимость содержания инвалида, через утрату прибыли от потери работника, через величину доплаты за профессиональный риск, через стоимость мер, необходимых для снижения смертности.

В косвенном социальном ущербе от НОЯ можно выделить этнокультурную и социально-психологическую составляющие. Этнокультурный ущерб– это гибель не просто людей, но этносов, утрата этнического самосознания людьми, навсегда покидающими родину или теряющими ее вследствие разрушения исторических памятников, поселений традиционного вида (заменяемых стандартными городами) и т. д. Социально-психологический ущерб заключается в общем снижении ощущения счастья, благополучия под гнетом воспоминаний о случившемся бедствии, а то и прямо вследствие неблагоустроенности на слишком долго сохраняющихся развалинах. Восстановление затягивается, если стихийное бедствие приходится на период обострения социально-психологической обстановки, ЧС приобретает комбинированный характер и более высокую степень тяжести. Такое стечение обстоятельств, возможно, послужило причиной гибели некоторых этносов в историческом прошлом.

Экономический ущерб от воздействия НОЯ заключается прежде всего в непосредственных потерях зданий, сооружений, оборудования и т. п. (основные фонды), оборотных фондов (сырья, топлива, полуфабрикатов), готовой продукции, урожая, скота, яичного имущества и т. д. Это– прямой ущерб, полный перечень слагаемых которого может быть весьма длинным.Считается, что при оценке прямого ущерба от ЧС упускается из вида до 30 % его величины.

Косвенный экономический ущерб при ЧС образуется вследствие недополучения продукции за время остановки поврежденных и связанных с ними предприятий, отвлечения людей и техники на аварийно-спасательные и ремонтно-восстановительные работы, роста себестоимости или снижения качества продукции, смежников, вынужденных использовать иные варианты снабжения и транспорта и т. д. В зависимости от экономической «дистанции», на которую этот вид ущерба распространяется, он может быть подразделен на местный, народнохозяйственный и мирохозяйственный.

Экономический ущерб от слабых, рассеянных воздействий НОЯ создается множеством мелких поломок, ускоренным износом зданий и коммуникаций, повышенными потерями тепла и т. п. и выступает в форме предвидимого увеличения эксплуатационных расходов, снижения производительности труда, средней многолетней урожайности в сравнении с ее величиной в лучшие годы.

Геоэкологический ущерб природе возможен при событиях природно-антропогенного характера. Прямые потери эксплуатируемых природных ресурсов называют геоэколого-экономическим ущербом; потери природной среды как биосферы можно назвать собственно экологическим ущербом. Главная проблема стоимостной оценки природных ресурсов и геоэколого-экономического ущерба заключается в том, что природные ресурсы оцениваются в критериях индустриальной экономики столь низко, что их истощение неизбежно. В самом деле, минеральные ресурсы оцениваются лишь по затратам на разведку, разработку и доставку потребителю, водные– на подготовку (фильтрацию и пр.) и доставку, лесные– на рубку и доставку. Цена земли (пашня, пастбище, промысловые и рекреационные угодья) считается через получаемый доход; через величину затрат на возмещение участков, отбираемых в иное пользование (например, затапливаемых водохранилищами) или через стоимость возвращения (рекультивации) техногенной пустыни в земледельческое или хотя бы лесопарковое использование.

Собственно экологический ущерб «ничьей» природной среде, атмосфере, земным существамполучает цену, имеющую, по сути, чисто договорный характер (сколько предприниматели готовы заплатить, чтобы хорошо выглядеть в глазах общественности, но отнюдь не проиграть конкуренцию между собой). Более того, по логике индустриального производства аварийная порча природной среды оказывается полезной, поскольку затраты на ликвидацию геоэкологических последствий аварий зачисляются в валовой национальный продукт, как бы увеличивают экономический рост.

Антропогенные воздействия«накладываются» на природные процессы, приводя к их изменениям. Они характеризуются высокой временной изменчивостью, преимущественно абиотическим характером, образованием неизвестных ранее химических соединений и т. д.

Среди всех видов антропогенных воздействий на природную среду можно выделить приоритетные виды, проявляющиеся наиболее отчетливо и поддающиеся параметрическим оценкам. К ним относятся устойчивые во времени воздействия, в результате которых изменяются природные условия на больших географических пространствах.

Виды антропогенной деятельности могут быть объединены в группы, отличающиеся по технологии, характеру, масштабу, скорости, продолжительности, месту воздействия на природу. В целом они соответствуют основным отраслям и секторам хозяйства. Рассматриваемая классификация антропогенных воздействий (АВ) состоит из трех классов, подразделяющихся на подклассы и группы.

К первому классу АВ относятся все виды эмиссионных антропогенных воздействий (ЭАВ), то есть различные виды выбросов загрязняющих веществ во все сферы природной среды (воздушный бассейн, поверхность почвы, водоемы всех типов и т. д.). Этот класс включает в себя выбросы всех видов источников загрязнений: площадных, локальных, грунтовых. В качестве загрязнителей могут быть газообразные, жидкие и твердые вещества в диспергированном (измельченном) состоянии. Первый подкласс ЭАВ – газообразные выбросы в атмосферу – подразделяется на следующие группы: нейтральные газовые выбросы, токсические газовые выбросы, термодинамически-активные газовые выбросы. Последние иногда называют малыми газовыми составляющими (МГС) атмосферы. Второй подкласс ЭАВ – выбросы аэрозолей в атмосферу – подразделяется на две группы: неорганические жидкие и твердые частицы, органические жидкие и твердые частицы. Третий подкласс ЭАВ– аэрозоли, седиментирующиеся на поверхностях (литосферы, гидросферы, криосферы), - разделяется по степени дискретности. От размера аэрозолей зависит скорость их осаждения из точек выбросов, расположенных над уровнем поверхности. Четвертый подкласс ЭАВ – выбросы, подразделяющиеся по степени биологической токсичности, а также по биогенным свойствам, зависящим от ионного состава.

Ко второму классу АВ относятся фоново-параметрические антропогенные воздействия (ФПАВ). Принципиальная особенность таких воздействий состоит в их распространении на значительных пространствах поверхности планеты и окружающих ее геосфер. Это тепловое, радиоактивное, ионизационное, шумовое загрязнения. Они могут быть количественно оценены в любой точке пространства путем прямых измерений. Первый подкласс ФПАВ – это воздействия, приводящие к нагреву всех геокомпонентов природной среды, связанному с повышением энтропии всей системы геооболочек. Причина этого явления очевидна. Сгорание углеводородного топлива, источники гидро- и ветроэнергии, атомные и тепловые станции составляют основу промышленного производства и жизнеобеспечения общества. Но отсутствие механизмов и устройств с коэффициентом полезного действия, равным единице, приводит к тому, что значительная часть энергии идет на повышение температуры среды. Другой стороной этого процесса в условиях относительной системной закрытости природной среды является повышение энтропии как меры статистической неупорядоченности. Второй подкласс ФПАВ связан с увеличением радиоактивного фона природной среды в результате деятельности атомной энергетики и испытаний ядерного оружия. Особо опасен процесс выброса радионуклидов при нештатных ситуациях, возникающих в реакторах атомных электростанций и в других видах реакторов. Третий подкласс ФПАВ на природную среду и особенно ее биосферу составляют шумовые воздействия. Этот вид загрязнения пока не привлек внимания исследователей. Между тем влияние шумов повышенного уровня катастрофически сказывается на биологических условиях жизни, сокращает продолжительность жизни и угнетает умственную деятельность человека. Четвертый подкласс ФПАВ выражается в изменении ионизационного состояния природной среды, главным образом верхних слоев атмосферы, под влиянием ряда производственных процессов. Невозмущенному состоянию атмосферы соответствует превышение количества отрицательных ионов над числом положительных в единице объема. Это положение благотворно сказывается на некоторых биохимических и физиологических процессах у живых организмов, в том числе и у человека. Мощным источником отрицательных ионов является растительность. В загрязненной атмосфере меняется общее число ионов. В ней начинают преобладать положительно заряженные ионы, что приводит к эффекту токсичности воздуха. Другим негативным следствием этого вида воздействий служит снижение атмосферой проводимости коротковолновых электромагнитных колебаний в ионосфере.

Наиболее обширная группа воздействий антропогенного происхождения составляет третий класс АВ – это ландшафтно-деструктивные антропогенные воздействия (ЛДАВ). Они объединяют все виды направленного или непреднамеренного изменения ландшафтов. К ним относятся вырубка лесов, исчезновение биологических видов, урбанизация, создание агроценозов вместо естественных биоценозов и многие другие формы деструкции природных ландшафтов. ЛДАВ носят ярко выраженный географический аспект. Из огромного числа различных форм воздействий этого класса выделим три основных подкласса. Первый подкласс ЛДАВ – урбанизация. Второй подкласс ЛДАВ связан с заменой естественных биогеоценозов агроценозами. Создаваемые для получения высокоурожайных сельскохозяйственных культур агроценозы, по своей сути, являются деградированными экосистемами, из которых принудительно изъяты многие растительные (и животные) сообщества. Поэтому без систематических внесений энергетических ресурсов самостоятельное существование агроценозов как устойчивых геоэкологических систем невозможно. Третий подкласс ЛДАВ– мелиорация естественных ландшафтов. Основным экологическим следствием этого является изменение микро- и мезоклимата мелиорированных регионов.

Лекция №13

Глобальные проблемы современности и стратегия развития человечества

План:

1. Глобальный характер современной кризисной ситуации,ее причины и возможные последствия.

2. Проблема деградации систем жизнеобеспечения окружающей среды.

3. Проблема дефицита водных ресурсов и ухудшения их качества.

4. Демографическая проблема.

5. Продовольственная проблема.

6. Энергетическая проблема.

7. Минерально-ресурсная проблема.

8. Проблема войны и мира в современных условиях.

9. Концепция устойчивого развития.

Глобальный характер современной кризисной ситуации,

ее причины и возможные последствия

Глобальные экологические проблемы человечества

Научно-технический прогресс поставил перед человечеством ряд новых, весьма сложных проблем, с которыми оно до этого не сталкивалось вовсе, или проблемы не были столь масштабными. Среди них особое место занимают отношения между человеком и окружающей средой. В прошлом столетии на природу легла нагрузка, вызванная 4-кратным ростом численности населения и 18-кратным увеличением объема мирового производства.

Ученые утверждают, что примерно с 60—70-х годов XX ст. изменения окружающей среды под воздействием человека стали всемирными, то есть затрагивающими все без исключения страны мира, поэтому их стали называть глобальными. Среди них наиболее актуальны:

♦ изменение климата Земли;

♦ разрушение озонового слоя;

♦ трансграничный перенос вредных примесей и загрязнение воздушного бассейна;

♦ истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана;

♦ оскудение биологического разнообразия;

♦ загрязнение земель, разрушение почвенного покрова и др. Изменения окружающей среды в 70—90-х годах XX ст. и прогноз на 2030 г. отражены в табл. 21.1.

Таблица 21.1

Изменения окружающей среды и ожидаемые тенденции до 2030 г.

Характеристика	Тенденция 70—90-х гг. XX ст.	Сценарий 2030 г
1	2	3
Сокращение площади естественных экосистем	сокращение со скоростью 0,5—1,0 % в год на суше; к началу 90-х гг. их сохранилось около 40 %	сохранение тенденции, приближение к почти полной ликвидации на суше
Потребление первичной биологической продукции	Рост потребления: 40 % на суше, 25 % — глобальный (оценка 1985 г.)	Рост потребления: 80—85 % на суше, 50—60 % — глобальный
Изменение концентрации парниковых газов в атмосфере	Рост концентрации парниковых газов от десятых долей процента до процентов ежегодно	Рост концентрации, ускорение роста концентрации СО2 и СН, за счет ускорения разрушения биоты

Окончание табл. 21.1

1	2	3
Истощение озонового слоя, рост озоновой дыры над Антарктидой	Истощение на 1—2 % в год озонового слоя, рост площади озоновых дыр	Сохранение тенденции даже при прекращении выбросов хлорфторуглеродов (ХФУ) к 2000 г.
Сокращение площади лесов, особенно тропических	Сокращение со скоростью от 117 (1980 г.) до 180 ± 20тыс. км^2 (1989 г.) в год; лесовосстановление относится к сведению как 1:10	Сохранение тенденции, сокращение площади лесов в тропиках с 18 (1990 г.) до 9—11 млн. км^2 сокращение площади лесов умеренного пояса
Опустынивание	Расширение площади пустынь (60 тыс. км^3 в год), рост техногенного опустынивания, токсичных пустынь	Сохранение тенденции, возможен рост темпов за счет уменьшения влагооборота на суше и накопления поллютантов в почвах
Деградация земель	Рост эрозии (24 млрд. т еже годно), снижение плодородия, накопление загрязнителей, закисление, засоление	Сохранение тенденции, рос эрозии и загрязнения, сокращение сельскохозяйственных земель на душу населения
Повышение уровня океана	Подъем уровня океана на 1—2 мм в год	Сохранение тенденции, во можно ускорение подъем уровня до 7 мм/год
Стихийные бедствия, техногенные аварии	Рост числа на 5—7 %, рост ущерба на 5 —10 %, рост количества жертв на 6—12 % в год	Сохранение и усиление тенденций
Исчезновение биологических видов	Быстрое исчезновение биологических видов	Усиление тенденции по мере разрушения биосферы
Качественное истощение вод суши	Рост объемов сточных вод, точечных и площадных источников загрязнения, числа поллютантов и их концентрации	Сохранение и нарастание тенденций
Накопление поллютантов в средах и организмах, миграция в трофических цепочках	Рост массы и числа поллютантов, накопленных в средах и организмах, рост радиоактивности среды, "химические бомбы"	Сохранение тенденций и возможное их усиление
Ухудшение качества жизни, рост заболеваний, связанных с загрязнением окружающей среды, в том числе генетических, появление новых болезней	Рост бедности, нехватка продовольствия, высокая детская смертность, высокий уровень заболеваемости, необеспеченность чистой питьевой водой в развивающихся странах; рост генетических заболеваний, высокий уровень аварийности, рост потребления лекарств, рост аллергических заболеваний в развитых странах; пандемия СПИД в мире, понижение иммунного статуса	Сохранение тенденций, рост нехватки продовольствия, рост заболеваний, связанных с экологическими нарушениями, в том числе генетических, расширение территории инфекционных заболеваний, появление новых болезней

Генеральный секретарь ООН Кофи Аннан на встрече глав государств и правительств стран-членов ООН (сентябрь 2000 г.) представил доклад "Мы, народы: роль Организации Объединенных Наций в XXI веке". В докладе рассмотрены приоритетные стратегические области, которые встают перед человечеством в новом тысячелетии, и подчеркивается, что "задача обеспечить для последующих поколений экологически устойчивое будущее станет одной из самых сложных".

Глобальное потепление. В результате изучения материалов метеорологических наблюдений во всех районах земного шара установлено, что климат подвержен определенным изменениям. Начавшееся в конце XIX в. потепление особенно усилилось в 20—30-х годах XX в., однако затем началось медленное похолодание, которое прекратилось в 60-е годы. Исследование геологами осадочных отложений земной коры показало, что в прошедшие эпохи происходили гораздо большие изменения климата. Поскольку эти изменения были обусловлены природными процессами, их называют естественными.

Наряду с естественными факторами на глобальные климатические условия оказывает все возрастающее влияние хозяйственная деятельность человека. Это влияние начало проявляться тысячи лет назад, когда в связи с развитием земледелия в засушливых районах стало широко применяться искусственное орошение. Распространение земледелия в лесной зоне также приводило к некоторым изменениям климата, так как требовало вырубки лесов на больших пространствах. Однако изменения климата в основном ограничивались изменениями метеорологических условий в нижнем слое воздуха в тех районах, где осуществлялись значительные хозяйственные мероприятия.

Во второй половине XX в. в связи с быстрым развитием промышленности и ростом энерговооруженности возникли перспективы изменения климата на всей планете. Современными научными исследованиями установлено, что влияние антропогенной деятельности на глобальный климат связано с действием нескольких факторов, из которых наибольшее значение имеют:  

♦  увеличение количества атмосферного углекислого газа, атакже некоторых других газов, поступающих в атмосферу в ходе хозяйственной деятельности, что усиливает в ней парниковый эффект;

♦  увеличение массы атмосферных аэрозолей;

♦  возрастание количества вырабатываемой в процессе хозяйственной деятельности тепловой энергии, поступающей в атмосферу.

Наибольшее значение имеет первая из указанных причин антропогенного изменения климата. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере определяется образованием СО₂ в результате сжигания угля, нефти и других видов топлива. Кроме углекислого газа на парниковый эффект атмосферы может влиять увеличение примесей других газов — метана, оксида азота, озона, хлорфторуглеродов.

В отличие от газов, составляющих малые примеси в атмосферном воздухе, поступление углекислого газа в атмосферу столь велико, что прекращение этого процесса в ближайшие десятилетия представляется технически неосуществимым. Кроме того, объемы потребления энергии в развивающемся мире начинают быстро расти.

Постепенный рост количества СО₂ в атмосфере уже оказывает заметное влияние на климат Земли, изменяя его в сторону потепления. Общая тенденция к повышению температуры воздуха, которая наблюдалась в XX ст., усиливается, что уже привело к повышению средней температуры воздуха на 0,5 ^oС.

В результате четырехкратного увеличения во второй половине XX в. объема выбросов углеродистых соединений атмосфера Земли стала нагреваться возрастающими темпами (рис. 21.1). Согласно прогнозам ООН, в XXI ст. средняя температура повысится еще больше — на 1,2—3,5 "С, что вызовет таяние ледников и полярных льдов, поднимет уровень Мирового океана, создаст угрозу для сотен миллионов жителей прибрежных районов и полностью затопит некоторые острова, обусловит развитие и других негативных процессов, прежде всего — опустынивания земель.

Рис. 21.1. Изменение среднегодовой температуры воздуха в приземном слое Земли (1860—1998 гг.)

По мере усиления тенденций к потеплению погодные условия становятся более изменчивыми, а климатические стихийные бедствия — более разрушительными. Возрастает ущерб, наносимый стихийными бедствиями мировому хозяйству (рис. 21.2.). Лишь за один 1998 г. он превысил ущерб, нанесенный стихийными бедствиями за все 80-е годы прошлого столетия, десятки тысяч людей погибли и около 25 млн. "экологических беженцев" вынуждены были покинуть свои дома.

Проблема защиты атмосферы. Она тесно соприкасается с проблемой изменения климата Земли. Одним из первых шагов мирового сообщества по ее разрешению было заключение ряда крупномасштабных международных соглашений.

С целью предотвращения антропогенного изменения климата в 1977 г. была подписана Конвенция о запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду (конвенция бессрочная и не допускающая выхода из нее).

Рис. 21.2. Экономический ущерб, нанесенный стихийными бедствиями мировому хозяйству, 1960—1997 гг.

На международном правовом уровне проблема охраны атмосферного воздуха от загрязнения впервые была урегулирована в 1979 г. Под эгидой Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭК) была заключена Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния — многостороннее соглашение, содержащее общие обязательства государств по контролю за загрязнением, обмену информацией о состоянии окружающей среды, взаимным консультациям, мониторингу атмосферного воздуха, оценке трансграничного воздействия. Впоследствии конвенция была дополнена протоколами по сокращению выбросов конкретных загрязняющих веществ в атмосферу:

— о сокращении выбросов серы или их трансграничных потоков на 30 %;

— об ограничении выбросов окислов азота или их трансграничных потоков.

Дальнейшие активные усилия по снижению антропогенного воздействия на климат Земли мировое сообщество предприняло на Конференции ООН по окружающей среде и развитию (1992), где была открыта для подписания Конвенция ООН об изменении климата, цель которой — добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таких уровнях, которые не будут оказывать опасное воздействие на глобальную климатическую систему. Причем решение этой задачи предполагалось осуществить в сроки, достаточные для естественной адаптации экосистем к изменению климата и позволяющие избежать угрозы производству продовольствия, а также обеспечивающие дальнейшее экономическое развитие на устойчивой основе.

Для ослабления угрозы глобального потепления необходимо в первую очередь сократить объем выбросов двуокиси углерода. Большинство этих выбросов возникает в результате сжигания ископаемого топлива, которое по-прежнему обеспечивает более 75 % мировой энергии. Быстро увеличивающееся число автомобилей на планете усиливает опасность дальнейшего объема выбросов. Стабилизация СО₂ в атмосфере на безопасном уровне возможна при общем снижении (примерно на 60 %) объема выбросов "парниковых газов", вызывающих глобальное потепление. В этом может помочь дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, более широкое использование возобновляемых источников энергии.

Разрушение озонового слоя Земли. Основное количество озона образуется в верхнем слое атмосферы — стратосфере, на высотах от 10 до 45 км. Слой озона защищает все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Поглощая это излучение, озон существенно влияет на распределение температуры в верхних слоях атмосферы, что в свою очередь оказывает влияние на климат.

Общее количество озона и его распределение в атмосфере является результатом сложного и до конца не изученного динамического равновесия фотохимических и физических процессов, определяющих его образование, разрушение и перенос. Примерно с 70-х годов XX ст. наблюдается глобальное уменьшение количества стратосферного озона. Над некоторыми районами Антарктики в сентябре—октябре значения общего содержания озона уменьшаются на 60 %, в средних широтах обоих полушарий уменьшение составляет 4—5 % за десятилетие. Истощение озонового слоя планеты ведет к разрушению сложившегося биогенеза океана вследствие гибели планктона в экваториальной зоне" угнетению роста растений, резкому увеличению глазных и раковых заболеваний, а также болезней, связанных с ослаблением иммунной системы человека и животных, повышению окислительной способности атмосферы, коррозии металлов и т.д.

Ф. Роулэнд и М. Молино (Беркли) обосновали принятую в настоящее время мировой общественностью точку зрения, что хлорфторуглероды (ХФУ) — инертные в обычных условиях вещества, — попадая в стратосферу и разрушаясь под действием ультрафиолетового излучения Солнца, выделяют свободный хлор, участвующий в каталитических реакциях разрушения озона. ХФУ широко используются в качестве газов-наполнителей в аэрозольных упаковках, при производстве мягких и твердых пенистых веществ, в качестве хладонов в холодильных установках и кондиционерах, в качестве растворителей — в промышленном производстве и т.п. Попадая в атмосферу, одна молекула такого инертного газа способна разрушить до 1000 молекул озона, а некоторые ХФУ могут сохраняться в атмосфере более 100 лет.

Выброс ХФУ в середине 70-х годов составлял 850 тыс. т, а к середине XXI ст. может достичь 1,7—3,7 млн. т в год.

В связи с усиливающимся разрушением озонового слоя перед мировым сообществом возникла сложная задача его защиты. В 1985 г. на Конференции по охране озонового слоя в Вене была принята многосторонняя Конвенция об охране озонового слоя Земли. Для осуществления в рамках Венской конвенции политических и экономических мер по защите стратосферного озона был разработан и принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (1987). Протокол определяет перечень, порядок и нормы поэтапного снижения производства и потребления озоноразрушающих веществ.

В соответствии с Протоколом производство веществ, наносящих наибольший ущерб озоновому слою, было прекращено в развитых странах в 1996 г., а в развивающихся странах прогнозируется их прекращение к 2010 г. Если бы Протокол не был подписан, уровни веществ, разрушающих озоновый слой, были бы сейчас в пять раз выше ныне существующих.

Истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана. За период с 1900 г. по 1995 г. потребление пресной воды в мире увеличилось в шесть раз, что более чем в два раза превышает темпы прироста населения. Уже сейчас почти одна треть мирового населения проживает в странах, где потребляемый объем воды на 10 % превышает общий объем имеющихся запасов. Если нынешние тенденции сохранятся, то к 2025 г. в условиях дефицита будут проживать каждые два из трех жителей Земли.

Основным источником обеспечения человечества пресной водой являются в целом активно возобновляемые поверхностные воды, которые составляют около 39 000 км³ в год. Еще в 70-е годы эти огромные ежегодно возобновляемые ресурсы пресной воды обеспечивали на одного жителя земного шара в среднем около 11 тыс. м³, в 80-е годы обеспеченность водными ресурсами на душу населения снизилась до 8,7 тыс. м³/год, а к концу XX ст. — до 6,5 тыс. м³/год. С учетом прогноза роста численности населения Земли к 2050 г. (до 9 млрд. чел.) обеспеченность водой упадет еще до 4,3 тыс. м³/год. Человечество настораживает довольно резкое (почти в 2 раза) падение обеспеченности пресной водой в конце XX ст.

Вместе с тем, необходимо учитывать, что приведенные средние данные носят слишком обобщенный характер. Неравномерность распределения населения и водных ресурсов по земному шару приводит к тому, что в некоторых странах ежегодная обеспеченность населения ресурсами пресной воды снижается до 1000—2000 м³/год (страны Южной Африки) или повышается до 100 тыс. м³/год (Новая Зеландия). В таких обильных водой и малонаселенных районах, как Аляска, Гвиана, обеспеченность водными ресурсами на душу населения даже превышает 2 млн. м³. Сказываются также колебания речного стока во времени, когда в некоторых странах в маловодные годы ресурсы пресных вод уменьшаются в 3—4 раза; в отдельных районах Северной и Восточной Африки не бывает дождей в течение нескольких лет, и реки пересыхают.

Подземные воды обеспечивают потребности одной трети населения Земли. Особую озабоченность человечества вызывает их нерациональное использование и методы эксплуатации. Добыча подземных вод во многих регионах земного шара ведется в таких объемах, которые значительно превышают способность природы к их возобновлению. Это широко распространено на Аравийском полуострове, в Индии, Китае, Мексике, странах СНГ и США. Отмечается падение уровня подземных вод на 1—3 м в год.

В некоторых регионах мира происходит острейшая конкурентная борьба между государствами за водные ресурсы для орошения и производства электроэнергии, которая, по всей вероятности, еще более обострится с ростом численности населения. Сегодня от нехватки воды наиболее сильно страдают Ближний Восток и Северная Африка, однако к середине XXI в. к ним присоединятся и страны Африки к югу от Сахары, поскольку за это время их население увеличится в два или даже в три раза.

Охрана количества водных ресурсов непосредственно связана с разработкой стратегии водопользования на национальном и местных уровнях. На первый план ставится задача всемерного уменьшения расходования воды на единицу сельскохозяйственной промышленной продукции. ООН видит необходимость проведения в сельском хозяйстве "голубой революции", цель которой состоит в увеличении отдачи сельскохозяйственного производства на единицу расходуемых водных ресурсов при более эффективном управлении водным хозяйством. Текущие тенденции и грядущие кризисы в области водных ресурсов достаточно глубоко изучаются наукой; найдены многие технические решения, которые на данном этапе экономически слабо обоснованы и требуют больших затрат.

Гораздо более многоплановую и сложную задачу представляет охрана качества водных ресурсов. Использование воды для хозяйственных целей также является одним из звеньев круговорота воды. Но антропогенное звено круговорота существенно отличается от естественного тем, что лишь часть использованной человеком воды в процессе испарения возвращается в атмосферу. Другая ее часть, особенно при водоснабжении городов и промышленных предприятий, сбрасывается обратно в реки и водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства. Этот процесс продолжается в течение тысячелетий. С ростом городского населения, развитием промышленности, использованием в сельском хозяйстве минеральных удобрений и вредных химических веществ загрязнение поверхностных пресных вод стало приобретать глобальные масштабы.

Наиболее серьезную и насущную проблему представляет то обстоятельство, что более чем у 1 млрд. человек отсутствует доступ к безопасной питьевой воде, а половина населения земного шара не имеет доступа к надлежащим санитарно-гигиеническим услугам. Во многих развивающихся странах реки, протекающие через крупные города, представляют собой сточные канавы, и это создает опасность для здоровья населения.

Согласно подсчетам, причинами 80 % всех заболеваний вразвивающихся странах является отсутствие безопасной воды и плохие санитарно-гигиенические условия. Каждый год из-за этого умирают более 5 млн. человек, более половины из жертв — дети. Ничто не внесет больший вклад в сокращение заболеваемости и в спасение жизни людей в развивающихся странах, как обеспечение населения безопасной водой и надлежащими санитарно-гигиеническими условиями.

До сознания людей необходимо довести масштабы и причины нынешних и грядущих кризисов в области водных ресурсов. В этой связи Международный форум по водным ресурсам, который состоялся в марте 2000 г., определил ряд реально достижимых целей, касающихся водных ресурсов и санитарно-гигиенических условий.

Мировой океан, крупнейшая экологическая система планеты Земля, представляет собой акватории четырех океанов — Атлантического, Индийского, Тихого, Северного Ледовитого — со всеми взаимосвязанными прилежащими морями. Морская вода занимает 95 % объема всей гидросферы. Будучи важным звеном в круговороте воды, она обеспечивает питание ледников, рек и озер, а тем самым — жизнь растений и животных. Мировой океан играет огромную роль в создании необходимых условий жизни на нашей планете, его фитопланктон обеспечивает 50—70 % общего объема кислорода, потребляемого живыми существами.

Радикальные перемены в использовании ресурсов Мирового океана принесла научно-техническая революция. Она необычайно расширила глубину и диапазон научных исследований открыла путь к всеобъемлющему изучению океана, определи и обеспечила новые направления развития технологии морского хозяйства. Вместе с тем с НТР связаны и многие негативные процессы, и среди них — загрязнение вод Мирового океана. Катастрофически увеличивается загрязнение океана нефтью, химическими веществами, органическими остатками, захоронениями радиоактивных производств и др. По отдельным оценкам, Мировой океан поглощает главную часть загрязняющих веществ.

Международное сообщество активно ведет поиск путей эффективной охраны морской среды; в настоящее время существует более 100 конвенций, соглашений, договоров и других правовых актов. Международные соглашения регулируют различные аспекты, обусловливающие предотвращение загрязнения Мирового океана, среди них:

♦ запрещение или ограничение определенными условиями сбросов загрязняющих веществ, образующихся в процессе нормальной эксплуатации (1954);

♦ предотвращение  преднамеренного  загрязнения  морской среды эксплуатационными отходами с судов, а также частично от стационарных и плавучих платформ (1973);

♦ запрещение или ограничение захоронения отходов и других материалов (1972);

♦ предотвращение загрязнения или уменьшение его последствий в результате аварий и катастроф (1969, 1978).

В формировании нового международно-правового режима Мирового океана ведущее место занимает Конвенция ООН по морскому праву (1982), включающая комплекс проблем охраны и использования Мирового океана в условиях современной научно-технической революции. Конвенция провозгласила международный район морского дна и его ресурсы общим наследием человечества.

Разрушение почвенного покрова Земли. Проблема земельных ресурсов в настоящее время стала одной из крупнейших глобальных проблем не только из-за ограниченности земельного фонда планеты, но и потому, что естественная способность почвенного покрова производить биологическую продукцию ежегодно уменьшается как относительно (в расчете на душу прогрессивно возрастающего мирового населения), так и абсолютно (за счет увеличения потерь и деградации почвы в результате деятельности самого человека).

Человечество за свою историю безвозвратно потеряло больше плодородных земель, чем их распахивается во всем мире (более 1,5 млрд. га), превратив когда-то продуктивные пахотные земли в пустыни, пустоши, болота, кустарниковые заросли, бедленды, овраги. Многие безжизненные пустыни мира — это результат деятельности человека. Процесс этих безвозвратных потерь продолжается и сейчас. По самым оптимистическим подсчетам специалистов ООН, почти 2 млрд. га земли подвержены вызываемой деятельностью человека деградации, что ставит под угрозу существование почти 1 млрд. человек. Основные причины этого — засоление почв в результате орошения, а также эрозия, вызванная чрезмерным выпасом, обезлесением, опустыниванием земель.

Эрозия почвы известна человеку давно, но особенное развитие она получила в современную эпоху в связи с интенсификацией земледелия, с многократным усилением нагрузки на почвенный покров.

Вторым по значению деградационным процессом, также широко распространенным во всем мире, является сложный комплекс различных неблагоприятных вторичных последствий орошаемого земледелия, среди которых особенно выделяются вторичное засоление, заболачивание почв. Увеличение в пахотном слое орошаемой почвы содержания солей до 1 % снижает урожай на одну треть, а при содержании в 2—3 % урожай погибает полностью.

Истощение пахотных и пастбищных почв, падение их плодородия происходит во всем мире в результате нерационального интенсивного их использования. Есть и другие деградационные процессы: заболачивание почв в районах достаточного или избыточного атмосферного увлажнения, уплотнение почв, техногенное их загрязнение. В мире каждый год дополнительно 20 млн. га сельскохозяйственных угодий становятся непригодными для возделывания сельскохозяйственных культур вследствие деградации почв или наступления городов. В то же время ожидается, что в течение следующих 30-ти лет спрос на продовольствие в развивающихся странах удвоится. Новые земли могут и будут осваиваться, однако это будет в основном происходить в зоне рискованного земледелия, где почвы в еще большей степени подвержены деградации.

Таким образом, перед человечеством встала реальная угроза его будущей глобальной продовольственной безопасности. Достижения в области сельскохозяйственной биотехнологии могут оказать помощь развивающимся странам, однако воздействие биотехнологии на экологию в полной мере не изучено, необходима дальнейшая научная разработка биобезопасности.

Сохранение биологического разнообразия. Основным гарантом поддержания стабильных условий существования жизни на Земле является сохранение максимального биологического разнообразия, то есть всех возможных форм живых организмов всех сред обитания, включая наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются. Это понятие включает как внутривидовое разнообразие, так и межвидовое, а также разнообразие экосистем. Огромное разнообразие организмов на нашей планете — это необходимое условие поддержания нормального состояния и функционирования биосферы в целом. Видовая разнокачественность групп растений и животных, численность отдельных видов, биомасса определяют их роль в биотическом круговороте веществ и переносе энергии.

На протяжении эволюции одни виды вымирали, другие возникали и достигали своего расцвета и снова исчезали, а на смену им выступали новые. Этот процесс связан прежде всего с динамикой климата Земли и некоторыми геологическими процессами. В результате этого не только один вид сменялся другим, но изменялись и целые биотические сообщества. Однако это происходило необычайно медленно, на протяжении десятков миллионов лет. В период научно-технической революции главной силой, преобразующей растительный и животный мир, выступает человек.

Наиболее заметно сокращение лесной площади нашей планеты: за последние 300 лет уничтожено 66—68 % лесов и лесистость сократилась до 30 % . Рост численности населения и развитие мирового хозяйства постоянно поддерживают растущий глобальный спрос на лесную продукцию. В период 1990—1995 гг. в развивающихся странах в результате чрезмерной вырубки, трансформации под сельскохозяйственные угодья, болезней и пожаров было потеряно почти 65 млн. га лесных угодий. Особенно угрожающее положение сложилось в тропических лесах. При современной скорости их сведения в начале XXI ст. в некоторых регионах (Малайзия, Индонезия) леса могут полностью исчезнуть.

Одной из основных причин такого истощения лесных ресурсов является высокий спрос на древесину в промышленно развитых странах. В качестве альтернативы необходимо значительно повысить эффективность технологии производства лесоматериалов, в первую очередь бумаги, более широко использовать отходы и вторичные материалы, в целях экономии бумаги выпускать издательскую продукцию в электронном виде. Лесовосстановление обеспечит удовлетворение будущих потребностей в древесине и будет способствовать поглощению углеродистых соединений из атмосферы, замедляя тем самым процесс глобального потепления.

Кроме лесов в тщательной охране нуждаются и другие растительные сообщества, животный мир нашей планеты. Сохранение их биологического разнообразия имеет большое значение для многих видов хозяйственной деятельности, и прежде всего для сельского хозяйства, поскольку дикорастущие растения являются генетическим средством обеспечения устойчивости к болезням, засухе и засолению. Необходимо выделить также такую отрасль промышленности, как производство медицинских препаратов на растительной основе, что позволяет удовлетворять основные потребности в медицинской помощи более 3 млрд. человек.

Однако по мере того как растет осведомленность научных и коммерческих кругов о ценности растительных медицинских препаратов, увеличивается и угроза самим этим растениям. Согласно последним обследованиям, обобщенным специалистами ООН, около четверти миллиона видов растений, то есть каждый восьмой, находятся под угрозой исчезновения. Проблематичным является и выживание приблизительно 25 % всех видов млекопитающих и 11 % видов птиц. Продолжается истощение рыбных промысловых районов Мирового океана: за последние полвека рыбные уловы выросли почти в пять раз, при этом 70 % океанических промыслов подвергаются предельной либо запредельной эксплуатации.

Осознание непредсказуемой ценности биологического разнообразия, его значения для поддержания естественной эволюции и устойчивого функционирования биосферы привело человечество к пониманию угрозы, которую создает сокращение биологического разнообразия, происходящее в результате некоторых видов человеческой деятельности. Разделяя озабоченность мирового сообщества, Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992) среди других важнейших документов приняла Конвенцию о биологическом разнообразии. Основные положения конвенции направлены на рациональное использование природных биологических ресурсов и осуществление действенных мер по их сохранению.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002.(стр. 277-288)

Обострение геоэкологических проблем и, как следствие, ухудшение условий жизнедеятельности и состояния здоровья людей объективно обусловили необходимость выделения специальных зон с серьезными нарушениями окружающей среды.

Несмотря на ряд мер, принимаемых для снижения негативного воздействия производства на окружающую среду, а также на проводимые природоохранные мероприятия, геоэкологическая обстановка в наиболее населенных и экономически развитых регионах остается неблагополучной, а загрязнение окружающей среды– высоким. Регионы с очень острыми геоэкологическими ситуациями, при которых состояние окружающей среды начинает прямо угрожать условиям жизни населения, а отдельные геоэкологические проблемы или их совокупность достигают кризиса, различаются механизмом возникновения и возможными мерами нейтрализации негативных последствий сложившейся на той или иной территории неблагоприятной обстановки. Поэтому выделение зон чрезвычайной геоэкологической ситуации или зон геоэкологического бедствия должно способствовать решению геоэкологических проблем, например, путем приоритетного выделения финансовых и материальных ресурсов для внедрения соответствующих технологий производства, сооружений для очистки воздуха и воды, дополнительного строительства лечебно-оздоровительных объектов и др.

Наступление критической ситуации констатируется тогда, когда деградация окружающей среды превосходит возможности существующих социально-экономических и природных систем поддерживать сложившуюся систему хозяйствования и благосостояние населения в течение длительного периода.

Результаты исследования природно-антропогенных геосистем показали целесообразность выделения, наряду с зонами чрезвычайной геоэкологической ситуации и геоэкологического бедствия, также районов с напряженной геоэкологической обстановкой (зон геоэкологического риска), где в результате хозяйственной деятельности начались негативные изменения в состоянии окружающей среды и требуется проведение предупредительно-профилактических мероприятий.

Некоторые авторы для характеристики геоэкологической ситуации используют понятие потенциальной емкости (несущей способности) территории.

Потенциальная емкость (несущая способность)любой экологической или природно-ресурсной системы– это количество особей организмов какого-либо вида, которые могут устойчиво существовать неопределенно долгое время. Этот показатель может быть выражен, например, числом особей на квадратный километр.

В более сложных социальных ситуациях понятие «потенциальная емкость территории»может быть определено как некоторое значительно изменяющееся число людей, населяющих данную территорию, которые могут на обозримое будущее сохранять данный уровень жизни, используя имеющиеся природные ресурсы, свои трудовые навыки, общественные институты и обычаи.

В научно-методическом отношении более грамотно исходить из понятий «полная геоэкологическая емкость территории» (ПГЕТ). Полная геоэкологическая емкость территории как природно-антропогенной геосистемы определяется, во-первых, объемами основных природных резервуаров: воздушного бассейна, водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны; во-вторых, мощностью потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров, скоростью местного атмосферного газообмена, пополнения объемов чистой воды, процессов почвообразования и продуктивностью биоты; в третьих – максимальной техногенной нагрузкой, которую может выдержать и переносить в течение длительного времени (годы) совокупность реципиентов и экологических систем территории без нарушения их структурных и функциональных свойств.

По сути, ПГЕТ характеризует способность окружающей среды к самовосстановлению и нейтрализации вредных антропогенных воздействий, а также является мерой максимально допустимого вмешательства в процессе производственной и иной деятельности.

Показатель ПГЕТ может значительно меняться в каждой стране в зависимости от многих причин, например, от повышения урожайности без снижения потенциального плодородия почв, от различий в требованиях к качеству жизни, от соотношения рыночной экономики и экономики натурообмена, от изменений государственной политики, от внедряемых технологических открытий и многих других условий. Соотношение между антропогенным давлением и естественной потенциальной емкостью страны подвижно; оно может меняться в зависимости от изменений и того и другого фактора.

Многие страны мира значительно перенаселены, то есть численность населения превышает имеющиеся ресурсы. Иными словами, антропогенное давление превышает естественную несущую способность территории, и соответственно увеличиваются их геоэкологические проблемы.

Несмотря на невозможность получения однозначного ответа при оценке естественной ПГЕТ по сравнению с антропогенным давлением, концепция несущей способности является полезным инструментом для оценки геоэкологического состояния территорий и разработки национальных стратегий развития.

Более сложен вопрос оценки соотношения антропогенного давления и несущей способности для мира в целом. Во многом ответ зависит от желаемого уровня благосостояния людей как в среднем для мира, так и по отдельным регионам или странам. Ресурсов Земли уже сейчас недостаточно для того, чтобы материальный уровень жизни всех людей соответствовал современному стандарту развитых стран, и с этой точки зрения антропогенное давление уже превысило потенциальную емкость географической среды. Для обеспечения минимально низкого уровня жизни несущая способность Земли еще не достигнута. Существует, разумеется, много промежуточных вариантов между этими двумя крайними ситуациями.

При рассмотрении неблагополучных в геоэкологическом отношении районов принципиально важно определить тактические и стратегические направления оздоровления обстановки, снижения степени воздействия на окружающую среду, для чего разрабатывают специальные программы. При оценке окружающей среды и к выбору наиболее емких и информативных критериев оценки состояния геосистем, их природной и антропогенной составляющих целесообразно использовать комплексный геоэкологический подход.

В соответствии с основными положениями действующих директивных документов геоэкологическую обстановку можно классифицировать по возрастанию степени (уровня) геоэкологического неблагополучия в результате природно-антропогенных нарушений. В основу выделения этих уровней положено ранжирование нарушений геосистем по глубине и необратимости, т. е. по реальным, имеющим физическое выражение морфологическим факторам. Принято различать следующие классы состояний и зоны нарушений:

· геоэкологической нормы, или класс удовлетворительного (благоприятного) состояния окружающей среды, включающей территории без заметного снижения продуктивности и устойчивости геосистем, ее относительной стабильности; удовлетворительного здоровья населения. Значения прямых критериев оценки ниже ПДК или фоновых (деградация земель менее 5 % площади);

· геоэкологического риска, или класс условно удовлетворительного (неблагоприятного) состоянияокружающей среды, имеющей территории с заметным снижением продуктивности и устойчивости геосистем, их нестабильным состоянием, ведущим в дальнейшем к спонтанной деградации геосистем, но еще с обратимыми нарушениями. Территории требуют разумного хозяйственного использования и планирования мероприятий по их улучшению; здоровье населения ухудшено частично. Значения прямых критериев оценки незначительно превышают ПДК или фон (деградация земель 5–20 % площади);

· геоэкологического кризиса, или класс неудовлетворительного состояния окружающей среды или чрезвычайной геоэкологической ситуации. В эту зону входят территории с сильным снижением продуктивности и потерей устойчивости геосистем, с труднообратимыми нарушениями; отмечена серьезная угроза здоровью населения. Происходят устойчивые отрицательные изменения состояния естественных геосистем (уменьшение видового разнообразия, исчезновение отдельных видов растений и животных, нарушение генофонда). Необходимо выборочное хозяйственное использование территорий и планирование их глубокого  улучшения.  Значения  прямых  критериев  оценки значительно  превышают  ПДК  или фон (деградация земель 20–50 % площади);

· геоэкологического бедствия– катастрофы, или класс катастрофического состояния окружающей среды. Она включает территории с полной потерей продуктивности, глубокими практически необратимыми нарушениями геосистем; здоровье населения значительно ухудшено. Происходит разрушение естественных геосистем (нарушение природного равновесия, деградация флоры и фауны, потеря генофонда). Значения прямых критериев оценки многократно превышают ПДК или фон (деградация земель более 50 % площади).

Характеристика зон и определение классов геоэкологического состояния территории дается по наиболее репрезентативным показателям, но обязательно с использованием и взаимным учетом тематических, пространственных и динамических критериев оценки. Важно подчеркнуть, что единого интегрального показателя состояния (или оценки) геосистем пока не разработано, однако число наиболее репрезентативных показателей может быть сведено к оптимальному минимуму. Следовательно, оценка геоэкологического состояния территории может состоять из интегральной морфологической оценки состояния геосистемы с расшифровкой ее через характеристику состояния отдельных компонентов окружающей среды. Только так можно оценить современное состояние геосистемы, а также и причины этого состояния с учетом влияния техногенеза.

Глубокие необратимые изменения необходимо рассматривать за относительно короткий исторический срок, но не менее продолжительности жизни одного поколения людей. Особое внимание необходимо обращать на выбор и обоснование критериев, по которым оценивают геоэкологическое состояние отдельных территорий.

К основным медико-демографическим показателям относят заболеваемость, детскую смертность, медико-гигиенические нарушения, специфические и онкологические заболевания, связанные с загрязнением окружающей среды.

Под существенным ухудшением здоровья населения понимают увеличение необратимых, несовместимых с жизнью нарушений здоровья, изменение структуры причин смерти и появление специфических заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды. Под угрозой здоровью населения понимают существенное увеличение частоты обратимых нарушений здоровья (неспецифические заболевания, отклонения физического и нервно-психического развития и др.), связанных с загрязнением окружающей среды.

Медико-демографические показатели геоэкологически неблагоприятных геосистем сравнивают с аналогичными показателями контрольных (фоновых) территорий в тех же природных зонах. В качестве контрольных (фоновых) принимают населенные пункты (либо отдельные их части), где зарегистрированы более благоприятные значения медико-демографических показателей. Эти показатели рекомендуют определять раздельно для городской и сельской местности по нескольким (трем и более) пунктам с благоприятной санитарно-гигиенической ситуацией. Среднее значение из нескольких минимальных показателей принимают в качестве контрольного (фонового). В качестве контрольных значений нельзя использовать только средние показатели по республике, краю, области. Предпочтение отдают показателям, рассчитанным за 10 лет, и (или) их динамике за этот период. Исключением является лишь относительно редко встречающиеся заболевания, а также специфические заболевания и некоторые другие нарушения состояния здоровья, этиологически связанные с факторами окружающей среды антропогенного происхождения. В качестве контрольных цифр допускается использование данных по территории за предшествующие годы.

Состояниеокружающей среды также характеризуют критерии загрязнения воздушной среды, воды, почв, истощения природных ресурсов и деградации геосистем. Существует несколько подходов к классификации и иерархии показателей оценки состояния геосистем различного уровня и их компонентов.

Под критерием подразумевают описание совокупности показателей, позволяющих охарактеризовать ухудшение состояния здоровья населения и окружающей среды. Показатели означают размер, а параметры – границы интервалов, соответствующих степеням экологического неблагополучия территорий. Параметры приняты либо на основании научных, экспериментальных данных, либо экспертных оценок специалистов.

Выделяются три класса критериев: тематические, пространственные и динамические – и два типа оценочных показателей: прямые и индикационные.

Тематические критерии характеризуют состояние и ресурсный потенциал анализируемого компонента. В состав тематических входят ботанические,  зоологические,  почвенные  и другие оценочные критерии.

Ботанические критерии имеют наибольшее значение, поскольку они не только чувствительны к нарушениям окружающей среды, но и наилучшим образом прослеживают зоны геоэкологического состояния по размерам в пространстве и по стадиям нарушения во времени. Ботанические показатели весьма специфичны, так как разные виды растений и различные растительные ассоциации в неодинаковых географических условиях имеют разную чувствительность и устойчивость к нарушающим воздействиям и, следовательно, одни и те же показатели для классификации зон геоэкологического состояния могут существенно варьировать для разных геосистем. При этом учитывают признаки негативных изменений на разных уровнях: организменном, популяционном и экосистемном.

Зоологические критерии можно рассматривать на ценотическом и на популяционном уровнях. По ним выделяют ряд стадий геоэкологического нарушения геосистем. Зону риска определяют главным образом по геоэкологическим критериям начальной стадии нарушения– синатропизации, потере стадного поведения, изменении путей миграции, реакции толерантности. Последующие стадии нарушения оценивают дополнительно по пространственным, демографическим и генетическим критериям. Зона кризиса характеризуется нарушением структуры популяций, групп и стай, сужением ареала распространения и обитания, нарушением продуктивного цикла. Зона бедствия отличается исчезновением части ареала или местообитания, массовой гибелью возрастных групп, резким ростом численности синатропных и нехарактерных видов, интенсивным ростом антропо-зооновых и зооновых заболеваний. Ввиду сильной разногодичной изменчивости зоологических показателей (не менее 25 %) некоторые из применяемых критериев берут за 5–10-летний период.

Почвенные критерии рассматривают в статусе оценочных критериев геосистем, так как ухудшение свойств почв является одним из наиболее значимых факторов формирования зон геоэкологического риска, кризиса и бедствия. Прежде всего это снижение плодородия почв на большой площади и с высокой скоростью. Почвенно-эрозионные критерии связаны с вторично-антропогенными геоморфологическими процессами, ускоренными неблагоприятной хозяйственной деятельностью человека. Эти процессы наблюдаются и в естественных условиях, но нарушение человеком устойчивости растительного и почвенного покровов (вырубка лесов, распашка земель, перевыпас пастбищ и т. п.) значительно ускоряет эти процессы и увеличивает площади распространения, что приводит к формированию зон геоэкологического риска, кризиса и бедствия. Интегральные показатели загрязнения почвы - ее фитотоксичность (свойство почвы подавлять рост и развитие высших растений) и генотоксичность (способность влиять на структурно-функциональное состояние почвенной биоты).

Пространственные критерии наряду с учетом степени нарушенности имеют большое значения для оценки площади пораженности геосистемы. Если площадь изменения невелика, то при равной глубине воздействия малая по площади нарушенная система восстановится быстрее, чем обширная. Если площадь нарушения превышает предельно допустимые размеры, то разрушение среды практически необратимо и относится к уровню катастрофы. Размер катастрофического нарушения достаточно велик и превышает площадь 10–100 тыс. га в зависимости от типа растительности и геоэкологических условий.

Чем серьезнее нарушение, тем больше репрезентативная площадь его влияния. Пространственным критерием зон геоэкологического нарушения служит относительная площадь земель (в %), выведенных из землепользования в пределах исследуемой геосистемы. Даже в норме относительная площадь нарушенных земель может достигать 5 %, а в зонах геоэкологического бедствия превышает 50 %. При одной и той же стадии нарушения, выявленной по тематическим критериям, увеличение относительной площади нарушения соответствует более высокому уровню опасности. Это может быть выражено в виде матрицы для административного района площадью 100–200 тыс. га.

Если нарушено менее 5 % территории, то изменение квалифицируется в пределах нормы, но умеренное нарушение на относительной площади более 50 % оцениваемой территории уже является основанием для объявления ее зоной геоэкологического риска.

Для классификации зон геоэкологического риска, кризиса и бедствия необходимо учитывать пространственную неоднородность нарушенных зон и наличие в ней комбинаций относительной площади разной степени нарушения.

Так, зона риска может составлять комбинацию из слабоизмененных  площадей  (менее 30 %),  средне- и сильноизмененных  (менее  40 %) геосистем, зона кризиса – из слабо- и среднеизмененных площадей (менее 30 %), сильно- и очень сильноизмененных (более 40 %), очень сильноизмененных (менее 30 %) геосистем; зона бедствия– из очень сильноизмененных площадей (более 40 %), слабо- и среднеизмененных (менее 20 %), очень сильноизмененных (более 30 %) геосистем.

Динамические критерии наиболее достоверны для выявления зон геоэкологического нарушения по скорости нарастания неблагоприятных изменений окружающей среды. Статические критерии выявления зон геоэкологических нарушений при всей их очевидности недостаточны для объективной оценки изучаемых ситуаций, поскольку они не дают полного представления об истинной картине бедствия. Следует иметь в виду, что имеются природные стабильные зоны с кризисными и бедственными признаками, которые не являются не только антропогенными, но и динамичными. Так, известные биогеохимические провинции по статичным биогеохимическим показателям могут быть отнесены к зонам экологического кризиса. Вместе с тем по динамичным критериям они таковыми не являются, так как повышенные концентрации металлов в почвах и растениях были здесь до антропогенеза. Точно так же нельзя считать зонами экологического бедствия изначально не закрепленные пески, устойчивые природные эрозионные комплексы и т. п.

Для выявления скорости смен и исключения разногодичных колебаний при выделении зон геоэкологического бедствия необходима представительная продолжительность наблюдений. Считается, что минимальный срок для определения линейной скорости изменений составляет 8–10, а нелинейной – 20–30 лет.

Главная задача оценки геоэкологических ситуаций – отразить степень деградации разных геосистем с тем,чтобы сфокусировать внимание не толькона «горящих точках»– районах геоэкологических катастроф, – но и предупредить о степени приближения к порогу необратимых изменений: выявить районы, требующие стабилизации ситуации (разной срочности и масштабов), а также определить районы относительно благополучных геоэкологических ситуаций, которые могут стать «опорами» создания каркаса геоэкологической стабилизации в региональных и глобальных масштабах.

Лекция №14

РЕГИОНАЛЬНОЕ И ЛОКАЛЬНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ

План:

1. Причины возникновения и проявления общемировых проблем на региональном и локальном уровнях.

2. Основные регионы мира с критическими нарушениями состояния окружающей среды.

3. Оценка экологического, социального и экономического риска.

Региональное и локальное проявление глобальных проблем

Региональные экологические проблемы стран снг и пути их решения

В области охраны окружающей среды у государств — членов СНГ много общих проблем, оставшихся в наследство от СССР.

Советский Союз обладал огромными суммарными природными ресурсами — топливно-энергетическими, земельными, минерально-сырьевыми, лесными, водными. Некоторыми из них — в гораздо больших размерах, чем любая другая страна мира. Наличие этих ресурсов в первую очередь обусловило создание крупных производительных сил, позволило СССР во второй половине XX в. выйти на второе место в мире по общему объему производства, а по отдельным видам производимой продукции— и на первое. Однако это первое место было связано с добычей и последующей переработкой природных ресурсов (угля, нефти, металлических руд, леса), производством некоторых видов металлоемкого оборудования и т.п.

Командно-административная система и сложившийся хозяйственный механизм не стимулировали бережное, рациональное природопользование. Развитие и размещение производительных сил продолжалось без должной проработки и учета экологических факторов. Прогресс ассоциировался с дымящимися трубами, тоннами извлеченного угля, выплавленной стали, миллионами киловатт электроэнергии. Загрязнению подвергались все компоненты окружающей среды и все уголки огромного государства. Экологический анализ, проведенный Лабораторией мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета СССР и АН СССР в конце 80-х годов, показал уровень загрязнения и деградации природной среды в отдельных регионах бывшего СССР (табл. 22.1). Во многом он отражает и современное состояние стран СНГ.

Экономический кризис начала 90-х годов не благоприятствовал улучшению экологической ситуации в странах СНГ. Показатели экономического развития существенно ухудшились: ВВП за 1990—1994 гг. сократился на 40 %, а промышленное производство почти вдвое. В то же время относительно стабильным, особенно в конце 90-х годов, оставался выпуск продукции нефтегазовой, горнодобывающей, химической, металлургической, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, то есть в отраслях, использующих невоспроизводимые природные богатства, с наибольшими вредными выбросами в окружающую среду. Топливный кризис 90-х годов в Молдове, Армении, Грузии, Таджикистане вызвал массовую вырубку зеленых насаждений.

Таблица 22.1

Место, занимаемое экономическими регионами бывшего СССР по степени загрязнения идеградации природной среды*

Республики и экономические районы	Выбросы вредных веществ в атмосферу		Поражение лесов	Загрязнение рек, дефицит воды	Загрязнение почв, эрозия почв	Совокупность антропогенных воздействий
	на единицу общей площади	на единицу урбанизированной площади
1	2	3	4	5	6	7
Россия:
Северный	12	2	2	8	12	13
Северо-Западный	9	10	7	9	13	15
Центральный	4	6	6	3	10	4
Волго-Вятский	14	15	18	4	11	17
Центрально-Черноземный	6	9	14	4	3	6
Поволжский	4	8	12	1	6	5
Северо-Кавказский	5	12	14	2	6	9
Уральский	1	1	3	2	9	2
Западно-Сибирский	13	7	5	10	14	16
Восточно-Сибирский	12	3	1	11	15	15
Дальневосточный	15	16	8	12	15	18
Украина:
Донецко-Приднепровский	1	5	4	1	4	1
Юго-Западный	2	11	15	6	6	8
Южный	6	17	17	5	5	12
Беларусь	8	13	13	5	5	11
Прибалтийский —Литва, Латвия, Эстония	6	18	9	6	8	12
Закавказский —Азербайджан, Армения, Грузия	3	15	10	3	2	3

Окончание табл. 22.1

1	2	3	4	5	6	7
Среднеазиатский — Киргизия, Таджикистан, Туркменистан, Узбекистан	11	14	11	2	2	7
Казахстан	10	4	18	7	4	14
Молдова	7	20	16	3	1	10

* Источник: Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов в СССР: Стат. сб. М., 1989. С. 8

Экологическая ситуация по отдельным странам СНГ улучшается медленно, за исключением отдельных регионов, где были остановлены (или существенно сократили своюдеятельность) экологически вредные производства из-за разрыва экономических связей, военных конфликтов и по другим причинам. В научной терминологии и практике государственного управления вводится новое понятие — зоны экологического бедствия. Согласно Закону Республики Беларусь "Об охране окружающей среды" зонами экологического бедствия являются участки территории страны, где в результате хозяйственной или иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения среды, которые ведут к существенному ухудшению здоровья населения, нарушению природного равновесия, разрушению естественных экологических систем, деградации почвы, флоры и фауны (ст. 39). Огромные масштабы чернобыльской катастрофы и ее устрашающая угроза здоровью и самой жизни миллионов людей, национальной экономике и культуре послужили основанием признать всю территорию Беларуси зоной экологического бедствия.

В природоохранном законодательстве Российской Федерации используются такие понятия, как зона повышенного экологического риска и чрезвычайная экологическая ситуация, которые утверждаются на основании заключения экологической экспертизы.

На пространстве СНГ немало регионов с неблагополучной экологической ситуацией, которые близки или тождественны понятию "зоны экологического бедствия". Площадь территорий в СНГ, которые заражены, отравлены или превращаются в пустыню в результате хозяйственной деятельности в ядерной, промышленной и сельскохозяйственной сферах, составляет, по данным ООН, около 4 млн. км², что соответствует площади Германии, Франции, Испании и Великобритании вместе взятых. Обеспечить разработку и осуществление комплексных мер по решению крупных межрегиональных экологических проблем возможно лишь объединяя усилия многих стран СНГ.

Регионы радиоактивного загрязнения занимают наибольшие площади в Беларуси, Украине, России, Казахстане. Радиоактивное загрязнение территории Советского Союза в первую очередь связано со строительством в сороковые годы атомных военных заводов на Южном Урале (в Челябинской области), многолетними ядерными испытаниями в Казахстане под Семипалатинском. Взрыв термоядерного устройства беспрецедентной мощности на Новой Земле чрезвычайно загрязнил приполярную тундру, и оленеводы Крайнего Севера получили дозы облучения в 100—1000 раз более высокие, чем остальное население, через оленину — основной продукт питания, так как главный корм животных (мох ягель) имел очень высокую концентрацию радиоактивных элементов. Долговременные последствия для окружающей среды связаны с катастрофой на заводах Южного Урала (1957), где производилось советское атомное оружие: радиоактивные продукты деления рассеялись и осели в Челябинской, Свердловской и Тюменской областях; было загрязнено свыше 16 тыс. км² территории, на которой проживало около 300 000 человек. И только заключение Международного договора о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах (Москва, 1963) приостановило радиоактивное загрязнение, обусловленное военными испытаниями.

Таблица 22.2

Распределение основных площадей с высокими уровнями загрязнения после аварии на ЧАЭС, %

Страны СНГ	Площадь территории с плотностью загрязнения радионуклидами
	Более 40 Ки/км^2	15—40 Ки/км^2	1—5 Ки/км^2
Беларусь	69,4	58,4	29,0
Украина	20,6	12,5	32,9
Россия	10,0	29,1	38,1

Наиболее масштабной и сложной по радиационно-экологическим последствиям является зона влияния аварии на Чернобыльской АЭС. Авария на ЧАЭС по совокупности последствий является самой крупной катастрофой современности, она затронула судьбы миллионов людей в Беларуси, Украине и России. Из всех регионов бывшего Советского Союза наибольшее количество радиоактивных пятен с наиболее высокими уровнями загрязнения находится на территории Беларуси (табл. 22.2).

В Украине наибольшее загрязнение радионуклидами наблюдалось в непосредственной близости от места катастрофы. Опасная зона для нахождения людей была определена в радиусе 30 км, куда попали города Чернобыль и Припять. В зону загрязнения, хотя и не такого сильного, попала и столица Украины — г. Киев. Последствия чернобыльской катастрофы сказываются на территории 20 областей Европейской части России.

В бывшем СССР разрабатывалась специальная долгосрочная программа по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. Ставилась цель обеспечить оздоровление окружающей среды и условия безопасной жизнедеятельности населения и по мере нормализации радиационной обстановки возвращать подвергшиеся радиоактивному загрязнению территории для хозяйственного использования, С образованием новых независимых государств были разработаны национальные программы ликвидации и минимизации последствий аварии на ЧАЭС. Вместе с тем, по отдельным направлениям Беларусь, Россия и Украина осуществляют совместные мероприятия, которые, однако, должны быть более масштабными.

Зона Приаралья. Катастрофические изменения природы Приаралья связаны с высыханием Аральского моря, опустыниванием, деградацией окружающих ландшафтов. Безвозвратное использование воды для орошения плантаций хлопчатника привело к резкому сокращению стока рек Амударьи и Сырдарьи в Аральском море (с 1983 г. река Сырдарья перестала впадать в это море). Уровень воды в море упал более чем на 12 м, площадь акватории за 60—90-е годы XX ст. уменьшилась на треть, а объем воды — на 60 % . Катастрофически ухудшилось качество речных вод в нижнем течении Амударьи и Сырдарьи, которые стали малопригодны для питья. Произошло интенсивное иссушение и засоление земель в дельтах этих рек, глубокая деградация экологических систем, животного и растительного мира Аральского моря и прилегающих к нему территорий.

Для улучшения экологической обстановки и состояния здоровья населения в конце 80-х — начале 90-х годов принимались специальные постановления, предусматривающие проведение комплекса природоохранных мероприятий, однако они не были выполнены. В настоящее время проблема Приаралья, а более широко — проблема водоснабжения стран Центрально-Азиатского региона может быть успешно решена лишь совместными усилиями, поскольку главные реки региона протекают по территории нескольких государств. В целом система водоснабжения, очистки и экономии водных ресурсов может быть создана лишь общими усилиями стран СНГ и при эффективной помощи международного сообщества. На первом этапе кооперация стран СНГ призвана решить три главные задачи:

♦  разработать совместный баланс водных ресурсов и технологий, обеспечивающих экономию воды в процессе ее потребления;

♦  создать совместные контрольно-измерительные и регулирующие системы, препятствующие потерям воды;

♦  компенсировать расходы Кыргызстана и Таджикистана по регулированию Нарынского и Кайраккумского водохранилищ в верховьях рек.

Зона Прикаспия. Общая экологическая ситуация бассейна Каспийского моря, сопровождаемая резким ухудшением санитарно-токсикологической и рыбохозяйственной обстановки, в настоящее время оценивается как кризисная. Произошла полная дестабилизация системы самоочищения бассейна и водохранилищ. Продолжается деградация экосистем притоков Волги. Особенно острая экологическая обстановка сложилась в Северном Прикаспии, которая характеризуется нарушением земель разработками нефти и газа, истощением и загрязнением поверхностных и подземных вод суши, загрязнением морской акватории, истощением рыбных ресурсов, нарушением режима особо охраняемых территорий. Прогнозируется дальнейшее ухудшение экологической ситуации в связи с резким увеличением добычи нефти на месторождениях Каспийского шельфа Азербайджаном, Туркменией, а также Казахстаном и Россией. Поднимается, затапливая берега, уровень Каспийского моря, тем самым усугубляются проблемы водоснабжения прибрежных территорий. И в данном регионе необходимы совместные усилия стран СНГ и мирового сообщества по спасению окружающей среды. Строительство природоохранных объектов должно вестись до ввода в эксплуатацию нефтегазовых комплексов, прокладки нефте- и газопроводов, введения в действие других хозяйственных сооружений.

Региональные экологические проблемы Российской Федерации. Огромные размеры территории России, большое разнообразие природных ресурсов, неравномерность в уровне хозяйственного освоения обусловливают разнообразие экологических проблем. По некоторым оценкам, зоны повышенного экологического риска составляют почти 10 % всей территории России, здесь проживает около 70 млн. человек. В этих зонах растет заболеваемость людей, увеличивается смертность, снижается продуктивность природных ресурсов. (Отдельные экологические проблемы России, тесно связанные с сопредельными территориями стран СНГ, изложены выше, другие требуют дополнительного анализа.)

Зона Арктики. Высокий уровень загрязнения, низкий потенциал самовосстановления окружающей среды и замедленный процесс самоочищения, преобладание ресурсодобывающих отраслей характеризуют эту зону. Наиболее сложная экологическая обстановка сложилась в Мурманской области и г. Норильске (загрязнение воздушной среды и сброс сточных вод предприятиями цветной металлургии), на Новой Земле (радиоактивное загрязнение) и Ямале. Стратегия рационального природопользования в Арктике должна строиться на основе приоритета традиционных форм природопользования и социально-культурного развития коренного населения региона.

Урал. Тяжелая экологическая ситуация сложилась здесь, особенно в старых горнопромышленных центрах: загрязнение атмосферы, истощение водных и нерациональное использование минерально-сырьевых ресурсов, радиоактивное загрязнение территории. Для улучшения экологической обстановки принимаются меры по внедрению более совершенных технологических процессов, строительству очистных сооружений в крупных промышленных центрах, рекультивации земель, нарушенных предприятиями горнодобывающей и металлургической промышленности; предусматривается поэтапное сокращение поступления загрязняющих веществ и отходов в природную среду и др.

Бассейн озера Байкал. К специфическим экологическим проблемам этого района относится сохранение его природного комплекса. Уникальное пресноводное озеро занимает первое место в мире по глубине (1620 м) и объему водных масс (23 600 км³), в нем содержится около 20% мировых и свыше 80 % объема пресных вод СНГ. Экосистема Байкала отличается удивительным богатством и своеобразием — в озере обитают не менее 2400 видов и разновидностей животных и растений. Особенностью озера является наличие тонкого биологического механизма самоочищения вод. Основная роль в этом процессе принадлежит зоопланктону, имеющему фильтрационный тип питания и пропускающему через себя воду озера.

Развитие производительных сил, нерациональное использование природных ресурсов в регионе привело к ухудшению гидрохимического состояния озера и его притоков, загрязнению атмосферного воздуха, развитию эрозионных процессов, деградации живых организмов Байкала. В целях сохранения уникального природного комплекса было принято постановление правительства по кардинальному решению проблемы Байкала, осуществлены крупные природоохранные мероприятия. Вместе с тем проблема охраны озера остается актуальной и потребует для своего решения еще много сил и средств, так как сохраняется опасность возникновения необратимых процессов в экосистеме Байкала.

Украина. Ее региональные экологические проблемы многообразны, но, безусловно, главной являются последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Отметим также, что наиболее напряженные взаимоотношения между хозяйственным комплексом и окружающей природной средой сложились в Донецко-Приднепровском районе, и прежде всего в Донецко-Макеевском, Днепропетровском, Запорожском и Криворожском промышленных узлах. В бывшем СССР район по уровню загрязнения и деградации природной среды занимал печальное первое место (табл. 22.1), здесь практически отсутствуют территории, не затронутые деятельностью человека.

Проблемы взаимодействия хозяйственной деятельности человека и природы Южного района Украины являются характерными для регионов с интенсивными формами сельскохозяйственного производства и высокой плотностью сельского населения: это усиление процессов водной и ветровой эрозии, ухудшение состояния почв и растительности, вредное воздействие на водоемы и воздушный бассейн. Серьезной проблемой юга Украины является осолонение Днепровско-Бугского и Днестровского лиманов и сброс загрязняющих веществ в них, а также в северо-западный район Черного моря.

Необходимо отметить, что никакие локальные очистные или защитные сооружения не смогут решить проблемы охраны окружающей среды в XXI в. Единственный выход — разработка и реализация международных эколого-экономических программ устойчивого развития всех регионов мира, включая СНГ. Лишь на уровне СНГ в целом можно согласовать задачи защиты окружающей среды и развития экономики.

Стратегия устойчивого человеческого развития и экологическая политика переходного периода

Государственная экологическая политика находится в прямой зависимости от общей экономической модели страны. Затяжной экономический кризис в Республике Беларусь, который  усугубился, начиная с 1991 г. в связи с дезинтеграционными процессами, отрицательно сказался на уровне и качестве жизни населения. Преодоление кризиса требует, прежде всего, определения стратегических целей и тактических направлений дальнейшего социально-экономического развития государства.

Стратегией социально-экономического развития Республики Беларусь, определенной государственными программными документами, является поэтапное движение к обществу постиндустриального типа с учетом национальной специфики для повышения жизненного уровня населения, улучшения среды обитания на основе формирования нового технологического способа производства и многоукладной экономики при значительной роли государства в ее трансформировании и реформировании. Основной целью государственной политики является обеспечение устойчивого человеческого развития, которое базируется на экономике, сочетающейся с принципами экологической безопасности и социальной справедливости в демократическом обществе.

Как известно, двигателем человеческого развития являете экономический рост, без которого не может быть поступательно го роста потребления, капитала, повышения благосостояния социальной защищенности. Тем не менее, экономический рост не может быть самоцелью; он должен обеспечивать улучшение качества жизни, полную занятость, сокращение нищеты, совершенствование характера распределения доходов, сохранение среды обитания. Рост должен быть поступательным и устойчивым. Источником ресурсов для развития служит природная cpе да. Ее состояние является важным критерием процесса развития. Современная цивилизация основана на принципе покорения природы. Но цивилизация "покорения природы" имеет жестко заданные временные границы развития, охватывающие интервал времени, в течение которого исчерпывается восстановительная способность природных комплексов. Выйдя на этот рубеж, цивилизация вползает в экологический кризис, усугубление и глобализация которого ведут к угасанию самой цивилизации.

Осознав это, человечество ищет пути перехода к цивилизации нового типа — цивилизации равновесного природопользования, где антропогенное воздействие на природу будет приведено в соответствие со способностью природных систем нести эту нагрузку.

Начало широким международным обсуждениям проблем развития и сохранения при этом среды обитания положила Конференция по охране окружающей среды, созванная в 1972 г. ЮНЕСКО в г. Стокгольме. В 1987 г. Комиссия ООН по окружающей среде и развитию (Комиссия Г.Х. Брундтланд) в своем докладе "Наше общее будущее" поставила вопрос о необходимости поиска новой модели развития цивилизации, выработки новых ориентиров, основанных на концепции перехода к устойчивому развитию. Под устойчивым понимается развитие общества, при котором удовлетворение его потребностей осуществляется с условием экологических ограничений, без отрицательных последствий для будущих поколений. Речь идет о таком развитии экономики, которое обеспечивает рост благосостояния, условий труда и жизни настоящего и будущих поколений при сохранении динамического равновесия между всеми компонентами биосферы, рациональном использовании и воспроизводстве природных ресурсов, широком вовлечении в хозяйственный оборот отходов производства и потребления.

Дальнейшее развитие идеи устойчивого развития получили на Конференции ООН по окружающей среде и развитию на уровне глав государств и правительств в Рио-де-Жанейро (1992), которая призвала к скорейшему принятию всеми странами стратегии, базирующейся на концепции устойчивого развития. Такое развитие требует структурной, технологической, институциональной перестройки, которая соответствовала бы пересмотру ценностных установок общества для исполнения требований конференции.

Модель устойчивого развития весьма актуальна для нашей страны, экономика которой долгое время была частью единого народнохозяйственного комплекса СССР, ориентировалась в основном на союзный рынок и зависела от поставок сырья, энергоносителей и других важных производственных ресурсов из других республик. Распад СССР отрицательно сказался на стабильности развития Беларуси. Кроме того, широкое развитие промышленности (химической, нефтехимии, машиностроения и др.), базирующейся в основном на устаревших многоотходных технологиях, наличие большого количества животноводческих комплексов, сбрасывающих свои отходы в окружающую среду, радиационное загрязнение более 1/5 территории республики после чернобыльской катастрофы до предела осложнили экологическую ситуацию в Беларуси. Это и предопределило широкое признание у нас идеи устойчивого развития и неотложную потребность разработки Национальной стратегии устойчивого развития (НСУР) Республики Беларусь.

НСУР была разработана в целях обеспечения эффективного участия страны в решении вопросов устойчивого социально-экономического развития в рамках мирового хозяйства исходя из рекомендаций и принципов, изложенных в документах Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992). НСУР Республики Беларусь рассматривалась на Международной конференции по устойчивому развитию стран с переходной экономикой (г. Минск, апрель 1997 г.), в которой Участвовали представители Секретариата ООН, ЮНЕП, ОБСЕ, ВОЗ, МАГАТЭ и других международных организаций, и получила положительную оценку.

НСУР разработана на период до 2010 г. Предполагается, что она должна входить в систему прогнозных и плановых документов социально-экономического развития на долгосрочную перспективу и разрабатываться каждые 5 лет на 15-летний период. Стратегия представляет собой комплекс научно обоснованных направлений по решению общенациональных экономических, социальных, экологических проблем, тесно взаимосвязанных с мировым развитием. Она содержит рекомендации правительству, неправительственным структурам и общественным организациям, которые должны учитываться при принятии и реализации решений. Безусловно, НСУР имеет большую научную и практическую ценность как программный документ, разработанный ведущими учеными и специалистами республики.

Один из важнейших компонентов и принципов устойчивого развития в НСУР — экологический императив* в развитии народного хозяйства. Он предполагает повышение роли экологической политики государства, обусловленной взаимозависимостью экономического благосостояния и экологического, благополучия общества. Экологическую политику мы рассматриваем как своеобразный свод правил по созданию согласованной системы управленческих решений в сфере природопользования. В соответствии с экологической политикой, в интересах устойчивого социально-экономического развития, требуют решения отмеченные в НСУР задачи:

♦  включение экологического императива в структурно-инвестиционную политику, переход производства к стратегии качественного роста под экологическим контролем;

♦ последовательная экологизация всех звеньев общественного производства на основе поэтапного перевода промышленности на малоотходные технологии и комплексные безотходные производства,   ориентированные   на  качественное   социально-технологическое преобразование современного общества;

♦  совершенствование хозяйственного  механизма природопользования, предусматривающее отказ от затратного подхода, переход к биосферно-совместимому природопользованию, расширение системы платности использования всех природных ресурсов и загрязнения окружающей среды;

♦ создание механизма приоритетного финансирования важнейших природоохранных мероприятий;

♦  осуществление экологически обоснованного размещения и развития производительных сил с учетом возможностей природно-ресурсного и ассимиляционного потенциала окружающей среды;

♦ обеспечение условий для формирования рынка экотехники, экотехнологий и экоуслуг;

*Императив (от лат. imperativus — повелительный) — безусловный принц поведения.

♦ усиление правовой ответственности и экономических санкций за природоохранные нарушения;

♦  реализация комплекса мер по реабилитации радиационно-загрязненных территорий, максимальное снижение вредного воздействия на природную среду и население последствий чернобыльской катастрофы, включая организационно-технические мероприятия и меры социальной направленности;

♦ повышение уровня экологического образования и воспитания населения;

♦ обеспечение полной гласности, доступности информации о состоянии  окружающей  среды,  оперативного  и объективного оповещения населения об экологически опасных ситуациях и др.

Важнейшим средством реализации экологической политики являются институциональные преобразования с целью создания эффективных рыночных структур, формирование нового правового и экономического механизма регулирования экологической сферы. Эти преобразования предполагают:

♦ совершенствование природоохранного  законодательства, системы экологических стандартов, норм и требований, регламентирующих природопользование при экологическом реформировании с последующим переходом на международные стандарты как необходимое условие вхождения Беларуси в мировую экономику и международную систему обеспечения экологической безопасности;

♦  экономическое стимулирование средствами государственной налоговой, кредитной и ценовой политики ресурсо- и энергосбережения, внедрение экологичной техники и технологии;

♦ обеспечение экологической экспертизы и оценки воздействия на окружающую среду и здоровье населения всех программ и проектов хозяйственной и иной деятельности;

♦ формирование рынка труда, экологических работ и услуг, развитие предпринимательства в экологической сфере;

♦ создание гарантий возмещения предприятиями, организациями и частными лицами экономического ущерба от загрязнения окружающей среды;

♦ содействие использованию технической и финансовой помощи международных организаций, иностранных инвестиций в практическом решении экологических проблем;

♦ формирование кадрового потенциала, способного на практике реализовать задачи экологической политики.

Условиями экономического роста как фактора устойчивого развития являются достижение финансовой стабильности на макроэкономическом уровне, наличие достаточных внутренних и привлеченных извне финансовых ресурсов, а также создание механизма аккумулирования и использования этих средств на наиболее эффективных направлениях.

Расширение экономических возможностей субъектов хозяйствования и управления способствует формированию такого механизма эколого-экономического регулирования, в котором преимущественное использование административных методов управления природопользованием, свойственное недавнему прошлому, сменяется приоритетом экономических методов. Эта тенденция будет, как подчеркнуто в НСУР, развиваться по мере усиления экономической стабилизации в стране. В целом экономический механизм природопользования должен включать следующие направления:

♦ экономическое стимулирование рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды посредством налоговых, кредитных и других льгот, совершенствование экологического налогообложения;

♦  формирование особого рынка прав и разрешений на техногенные загрязнения;

♦  организация бирж отходов;

♦  создание экологических банков, осуществляющих прием вкладов в виде "излишков сокращений выбросов";

♦ введение рейтинга банковского процента в зависимости от экологической надежности природопользователя;

♦  осуществление страхования экологического риска и т.д. Таким образом, по мере экономической стабилизации НСУР

предполагает освоение механизмов рыночного регулирования экологической сферы. Наряду с нормативно-правовыми подходами предусматривается развитие экопредпринимательства, рынка экологических работ и услуг, экоаудита и консалтинга, экострахования и т.п.

Ключевым направлением реализации стратегии устойчивого развития, отмечается в НСУР, должно стать прогрессивное изменение отраслевой структуры экономики в сторону снижения удельного веса материале- и энергоемких отраслей индустрии, преобразование производственной базы в отраслях-загрязнителях путем перехода на экологически чистые технологические процессы. Намечается также реструктуризация и санация предприятий с учетом экологического фактора, переход на международные стандарты технологических процессов производства продукции, что обеспечит включение Беларуси в мировую экономику и систему международной экологической безопасности.

Для реализации одного из основных принципов устойчивого развития — рационального экономного использования природных ресурсов, обеспечения здоровой среды обитания настоящего и будущих поколений — Концепцией и программой развития промышленного комплекса Республики Беларусь на 1998—2015 гг. допускается достижение роста промышленного производства на 1 % при условии ужесточения удельных экологических нагрузок (лимитов)

0,2 %. Чтобы выполнить это условие, необходимо реализовать целый ряд технических, технологических, организационных и экономических решений, среди которых важнейшие:

♦  снижение выбросов оксидов серы и азота за счет перевода на сжигание природного газа и совершенствование процессов сжигания топлива;

♦  разработка  и  внедрение  нетрадиционных  экологически чистых методов производства энергии (солнечной, ветровой, биомассы и др.);

♦  обеспечение производства и использования низкосернистого мазута в необходимом объеме;

♦  стимулирование разработки и внедрения безопасных, экологически чистых и эффективных технологий в промышленности;

♦  оснащение не менее 40 % стационарных источников выбросов пылегазоочистным оборудованием;

♦ выполнение международных соглашений по прекращению использования веществ, разрушающих озоновый слой;

♦ обеспечение создания автоматизированной системы мониторинга загрязнения атмосферы;

♦ совершенствование комплексной водохозяйственной деятельности (создание органа государственного управления с сочетанием территориального и бассейнового принципа), развитие работ по составлению бассейновых схем использования и охраны поверхностных и подземных вод в увязке с другими природными ресурсами (почвой, воздухом и др.);

♦  улучшение системы сбора, обобщения и оценки данных о состоянии вод (мониторинг водной среды), включая оценку антропогенных изменений водных ресурсов на основе научных исследований;

♦  проведение мероприятий по более глубокой очистке сточных вод (ввод новых мощностей очистных сооружений, реконструкция и модернизация действующих в соответствии с прогрессивными технологиями, внедрение мало- и безводных технологий);

♦  завершение создания водоохранных зон рек, озёр и искусственных водоемов на расстоянии до 500 м от уреза воды, установление в защитных зонах жесткого регламента земле- и водопользования, запрет строительства производственных объектов, имеющих выбросы и стоки, и т.д.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002.(стр. 288-294,стр. 253-258)

Лекция№15

Природно-ресурсный потенциал Беларусии,Узбекистана и его значение для социально-экономического развития страны

План:

1. Проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов в Республике Беларусь и Узбекистане.

2. Национальная стратегия устойчивого развития Республики Беларусь и Узбекистана.

3. Национальная система мониторинга окружающей среды Беларусии и Узбекистана.

Региональные особенности изменения природной среды Беларуси

Природно-ресурсный потенциал Беларуси и его значение для социально-экономического развития страны

Экологические проблемы республики Беларусь

Одна из основных причин экологического кризиса в нашей стране, как уже отмечалось, состоит в приоритетном развитии в течение многих лет ресурсоемких, многоотходных отраслей материального производства без учета естественных способностей природной среды к саморегуляции и восстановлению. Наиболее серьезные экологические проблемы Беларуси:

♦       загрязнение более 1/5 территории республики радионуклидами, что не только резко ограничило ее природно-ресурсный потенциал  (загрязнено  более  22  %   сельскохозяйственных и 21 % лесных угодий), но и потребовало огромных затрат на снижение радиационной опасности;

♦       многократное превышение нормативного уровня загрязнения воздушного бассейна в городах с высоким уровнем концентрации экологоопасных производств и большим парком автотранспорта;

♦       интенсивная трансформация водосборных бассейнов и водного режима речной сети в результате крупномасштабного осушения заболоченных земель и как следствие — исчезновение множества малых рек и ручьев;

♦       стойкое увеличение индекса загрязнения вод по всем рекам республики на фоне сокращения общего объема сбрасываемых в них стоков, что свидетельствует о нарушении процессов самоочищения водоемов;

♦       опасное загрязнение промышленными, коммунальными и поверхностными сточными водами акваторий уникальных водных объектов — озер Нарочь, Свитязь, Голубых и Браславских;

♦       техногенная деградация ландшафтов;

♦       неблагополучная экологическая ситуация в сельской местности, связанная с многолетним воздействием на среду обитания отходов крупных животноводческих комплексов, химизацией сельского хозяйства, использованием тяжеловесной сельскохозяйственной техники, изъятием плодородных земель для несельскохозяйственных целей, эрозией почв антропогенного происхождения, усыханием лесов и трансформацией почв в результате непродуманной крупномасштабной мелиорации и т.д.

Наиболее серьезной экологической проблемой нашей страны остается радиоактивное загрязнение в результате чернобыльской катастрофы около 22 % территории, на которой проживает 2,2 млн. человек, расположено свыше 3600 населенных пунктов, в том числе 27 городов. Острее всего эта проблема стоит в Гомельской и Могилевской областях, где радионуклидами загрязнено соответственно 68 и 35 % территории. В Брестской, Гродненской и Минской областях радиоактивное загрязнение занимает соответственно 13, 7 и 5 % их площади, в Витебской — менее 1 %.

Ликвидация последствий крупнейшей ядерной катастрофы мирного времени потребовала проведения в республике чрезвычайно капиталоемких мероприятий. Из наиболее загрязненных в чистые районы было переселено 135 тыс. человек; пришлось ликвидировать 415 населенных пунктов, 287 производственных объектов, 607 школ и детских садов, 95 больниц и других медицинских учреждений, множество предприятий общественного питания, торговли, бытового обслуживания. Из сельскохозяйственного оборота была выведена часть радиоактивно загрязненных территорий — так называемая зона отчуждения. Учеными и специалистами Беларуси досконально изучена радиационная обстановка, выяснены особенности поведения радионуклидов в почве, воде, воздухе, растительном и животном мире, исследуется воздействие радиации на здоровье людей. Подсчитано, что социально-экономический ущерб от аварии за 30 лет (1986—2015 гг.) составит   235 млрд.  дол. США.

В республике разработаны Государственные программы по ликвидации и минимизации последствий катастрофы на ЧАЭС, ряд законов и постановлений правительства. Их реализация способствовала некоторому смягчению общей ситуации, в частности, нормализации радиационного фона атмосферного воздуха в большинстве населенных пунктов республики. Однако в последние годы наметился и ряд осложняющих факторов. Наряду с сохранением во всех экосистемах довольно высокого уровня долгоживущих радиоизотопов цезия-137, стронция-90, трансурановых элементов начался распад плутония-241 с образованием америция-241, что увеличивает опасность перехода радионуклидов в пищевые цепочки. Максимальное накопление этого элемента в почве ожидается, согласно расчетам специалистов, к 2050 г., и его активность почти в 2 раза будет превышать активность плутония-239 и 240. Таким образом, суммарная альфа-активность трансурановых элементов к 2050 г. может увеличиться в 2 раза.

Радиационная обстановка в Беларуси отрицательно сказывается прежде всего на состоянии здоровья населения, проживающего на загрязненных территориях, где не снижаются темпы прироста заболеваний эндокринной системы, системы кровообращения и появления новообразований. Регистрируемая заболеваемость населения, пострадавшего в результате катастрофы на ЧАЭС, почти по всем классам болезней выше, чем в целом по республике. На загрязненной радионуклидами территории проживает 530 тыс. детей и подростков. Заболеваемость раком щитовидной железы в республике в последние пять лет колеблется в пределах 2,1—3,2 человека на 100 тыс. детей, тогда как в странах Европы этот показатель не превышает 0,5 человека. В структуре детской заболеваемости растет удельный вес врожденных и наследственных патологий, которые связаны с наличием в окружающей среде дополнительных мутагенных факторов, обусловленных последствиями катастрофы на ЧАЭС. Начался рост патологий и на территориях с низким уровнем загрязнения.

С учетом постоянного роста городского населения серьезной проблемой является загрязнение атмосферного воздуха в крупных городах и промышленных центрах республики. Постоянный мониторинг состояния атмосферного воздуха налажен у нас в 16-ти городах, включая, помимо областных центров, города Бобруйск, Мозырь, Новогрудок, Новополоцк, Оршу, Речицу, Пинск, Полоцк, Светлогорск, Солигорск, в которых проживает более 2/3 городского населения Беларуси. В этих промышленных центрах Госкомгидрометом Республики Беларусь ведется наблюдение на 50-ти стационарных постах, на которых 3—4 раза в сутки осуществляется контроль за содержанием 26-ти вредных веществ. В зоне действия промышленных предприятий, на автомагистралях и внутри жилых кварталов состояние атмосферного воздуха контролируется центрами гигиены и эпидемиологии Минздрава Республики Беларусь.

Для оценки качества воздуха используются установленные Минздравом нормативы ПДК загрязняющих веществ и международные стандарты, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения. Анализ динамики состояния атмосферного воздуха осуществляется на основе определяемого для каждого города комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА), который рассчитывается по пяти наиболее распространенным вредным веществам (пыли, диоксиду серы, оксиду углерода, диоксиду азота и формальдегиду) с учетом их класса опасности, стандарта качества и средних уровней загрязнения воздуха. Уровень загрязнения воздуха считается высоким, если средние значения концентрации примесей в воздухе города выше средних по республике или ИЗА превышает 7; повышенным, — если концентрации примесей в отдельных случаях превышали ПДК; низким, — если среднегодовое содержание примесей было в пределах или ниже принятых стандартов качества воздуха. По показателю ИЗА высокие уровни загрязнения воздушной среды в последние годы наблюдались в Могилеве (8,8—10), Мозыре (7,8—8,6), Бобруйске (6,3—7,7), Гомеле (4,5—7,1), Витебске (5,8—8,3). Причем в Могилеве значительное превышение по сравнению со средними для страны значениями ИЗА наблюдается на протяжении многолетнего периода.

Основными источниками загрязнения воздушного бассейна страны являются автомобильный транспорт, объекты энергетики и промышленные предприятия. В 1999 г. на долю автотранспорта пришлось 73,7 % (1047,0 тыс. т), а стационарных источников — 26,3 % (374,0 тыс.т) суммарных выбросов в атмосферу. В структуре выбросов преобладали оксид углерода (55,3 %), диоксид серы (11,5 %), углеводороды (10,2 %), оксиды азота (10,1 %).

Считается, что 2/3 кислотных осадков образуется за счет растворения в водяных парах атмосферы сернистого ангидрида, 76 % которого поступает в атмосферу от стационарных источников, главным образом, от объектов теплоэнергетики. Причиной 1/3 кислотных выпадений являются оксиды азота, образующиеся при работе автотранспорта и сжигании топлива. По данным регулярных наблюдений за качеством атмосферного воздуха на станциях Госкомгидромета Республики Беларусь, за пятилетний период (1994—1998 гг.) средние концентрации диоксида серы снизились на 36 %, диоксида азота, пыли и оксида углерода — на 13—20 %, выбросы серы и азота на душу населения сократились в 1,8 раза, что обусловлено сокращением общего количества сожженного топлива и снижением объемов производства. Однако по-прежнему нерешенной остается проблема обеспечения ТЭЦ и котельных низкосернистым мазутом, а также оснащения крупнейших из них современными системами очистки отходящих газов с утилизацией уловленных продуктов, особенно сернистых соединений.

Серьезную озабоченность вызывает повышенная загрязненность воздушного бассейна городов республики формальдегидом, основным источником выбросов которого является автотранспорт, поэтому наибольшее его содержание постоянно наблюдается в районах автомагистралей, особенно на остановках, перекрестках, а также в летнее время при высокой интенсивности солнечной радиации. Среднегодовые концентрации формальдегида составляли в Пинске, Орше, Минске 1—1,3 ПДК; Гомеле, Гродно, Бресте, Светлогорске, Бобруйске, Полоцке, Речице — 2—3 ПДК; Могилеве, Витебске, Мозыре — более 3 ПДК. В течение года на стационарных станциях Могилева, Минска, Новополоцка и Светлогорска зафиксировано 9 случаев с концентрациями формальдегида выше 5 ПДК.

Кроме собственных источников загрязнения, территория республики подвергается загрязнению вредными примесями, выбрасываемыми в воздух в соседних странах. Так, по данным Минприроды Республики Беларусь, доля трансграничной серы в выпадениях на территории Беларуси составляет 84—86 %, окисленного азота — 89—94 %, восстановленного азота — 38—65 %.

Несмотря на снижение за последние годы объемов выбросов загрязняющих веществ (рис. 23.1) и, соответственно, средних концентраций большинства контролируемых вредных веществ, проблема качества атмосферного воздуха в городах Беларуси сохраняется. Повышенные уровни загрязнения в прошлом году регулярно отмечались в Могилеве, Минске, Светлогорске, Новополоцке, Витебске. В итоге около 2,14 млн. жителей республики могли находиться под воздействием концентраций вредных веществ, в 5—9 раз превышающих IIДК.

Несмотря на достаточную обеспеченность водными ресурсами территории Беларуси, все большую тревогу специалистов и общественности вызывают проблемы, связанные с антропогенными нагрузками на водные объекты. Водообеспеченность республики составляет 175 м³/км², или 3,4 тыс. м³ на человека. Это выше, чем в таких странах Европы, как Англия (2,6), Бельгия и Люксембург (0,9), Болгария (2,0), Венгрия (0,8), Германия (1,3), Италия (2,8), Польша (2,2), Украина (1,0), Чехия (1,8) и др. Ежегодный забор воды на нужды производства и населения Беларуси в 1999 г. составил всего 5,4 % от среднемноголетнего годового стока (без учета транзитного), или 184 м³ на душу населения. Это более чем в 1,5 раза меньше по сравнению с 1990 г., когда было забрано 8,5 % годового стока рек, и на одного человека приходился 281 м³.

Рис. 23.1. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на территории Республики Беларусь

Анализ водоемкости экономики Беларуси (отношение объема забранных природных вод к ВВП) показывает, что в 1990 г. она составляла 0,039 м³/дол. США и была ниже, чем в целом по СССР (0,69), США (0,11), ФРГ (0,066), но с 1992 г. этот показатель начал расти, несмотря на спад производства, и в настоящее время составляет 0,146 м³/дол. США. Следовательно, снижение объемов ВВП не сопровождалось адекватным сокращением водопотребления в отраслях материального производства.

Однако если по водообеспеченности Беларусь находится в сравнительно благоприятных условиях, то проблема качества природных вод является весьма острой, невзирая на уменьшение водоотведения и проводимую реконструкцию очистных сооружений.

Большинство рек республики относится к категории умеренно загрязненных (ИЗВ = 1—2,5). В категорию "загрязненные" (ИЗВ = 2,5—4) попадали участки рек Свислочи ниже г. Минска, Днепра ниже гг. Могилева и Быхова, Узы ниже г. Гомеля, Мухавца ниже г.п. Жабинки, Лошицы в г. Минске и некоторые др. В последние годы наблюдается увеличение ИЗВ по многим рекам республики, что на фоне сокращения объемов поступающих сточных вод свидетельствует о нарастании скорости вторичного загрязнения и деградации процессов самоочищения водоемов. Известно, что для нейтрализации 1 м³ очищенных сточных вод необходимо их 10—12-кратное разбавление чистыми природными водами, а загрязненные (неочищенные) стоки, которых в республике за 1999 г. было сброшено 26 млн. м³, требуют 50-кратного разбавления.

Ухудшение качества поверхностных вод в республике обусловлено не только сбросами в них неочищенных или недостаточно очищенных промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, но и поступлением ливневых и талых вод с урбанизированных территорий и сельскохозяйственных полей. С последними в водоемы попадает 50—60 % всех биогенных, органических веществ и нефтепродуктов.

Актуальной для Беларуси является проблема состояния подземных вод, которые служат основным источником водоснабжения республики и в значительной степени определяют качество среды обитания и здоровье населения. Высокая проницаемость пород обусловливает слабую защищенность подземных вод от поверхностного загрязнения, что сказывается на увеличении их минерализации, содержания в них хлоридов, сульфатов, нитратного и аммонийного азота.

Сильное загрязнение грунтовых и подземных вод происходит в районах промышленных центров, горнодобывающих предприятий, нефтехимических производств. Так, в районе солеотвалов и хвостохранилищ Солигорских калийных комбинатов глубина зоны хлоридно-натриевого загрязнения превышает 100 м, а минерализация подземных вод достигает 300 г/л. Загрязнение подземных вод наблюдается в районах размещения водозаборных скважин в селитебной зоне населенных пунктов, в районе очистных сооружений, свалок, животноводческих ферм и т.п. Неудовлетворительным является и санитарно-техническое состояние самих водозаборов, где отсутствует необходимая санитарная защита, не соблюдается режим зон санитарной охраны водозаборов.

Анализ данных радиоактивного мониторинга состояния природных вод свидетельствует о том, что концентрация радионуклидов в поверхностных водоемах республики не вызывает опасений. Максимальное их накопление приурочено к непроточным местам и донным отложениям. Если в реках южных районов Беларуси концентрация стронция-90 и цезия-137 за послеаварийные годы снизилась более чем в 20 раз, то в озерных экосистемах (замкнутого типа) отмечается ее возрастание в донных отложениях. Радиоактивное загрязнение подземных вод пока достоверно не выявлено.

Состояние природных вод республики требует совершенствования способов очистки сточных вод, создания водоохранных зон, предотвращения попадания в водоемы стоков животноводческих комплексов, сокращения объемов водоотведения путем внедрения оборотных систем водоснабжения и т.п.

Серьезные нарушения экологического равновесия природных систем Беларуси вызваны проведением в течение долгих лет крупномасштабных осушительных мелиоративных работ. В результате осушения 16,4 % (3414,3 тыс. га) территории страны произошла интенсивная трансформация водосборных бассейнов и водного режима речной сети. Регулирование русел затронуло свыше 1,6 тыс. малых и средних рек, превращенных в спрямленные водотоки, по сути — в каналы. Протяженность мелиоративной сети оказалась на порядок выше суммарной длины рек и ручьев. Все это привело к нарушению водного баланса больших территорий (в частности, Полесья), изменению водного режима (уровней и скорости воды) отдельных бассейнов и водных объектов, понижению уровня грунтовых вод, исчезновению многих малых водотоков, высыханию колодцев в сельской местности и прочим негативным изменениям в экосистемах республики.

Мелиорация послужила причиной сокращения суммарной площади болот Беларуси более чем на 40 %, а ведь они являются мощным фактором регулирования объективных биосферных процессов, поддержания экологической стабильности всех природных систем. Поэтому важнейшим условием дальнейшего хозяйственного использования болот и разработки торфа, по мнению специалистов Института проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларуси, должно быть возобновление болотообразовательного процесса путем повторного заболачивания выработанных торфяных месторождений. Это позволит восстановить естественное состояние сохранившихся болот Беларуси, которые в значительной степени выполняют функцию легких всей Европы.

Интенсификация сельскохозяйственного производства в 70—90-е годы, которая осуществлялась у нас путем внедрения химико-техногенной системы земледелия, способствовала не только определенному повышению плодородия почв и урожайности, но и ухудшению экологического состояния земель. По данным почвенных исследований, эродированные и эрозионно опасные земли составляют 41,5 % площади пашни Беларуси. В результате неумеренного известкования кислых почв более 3 % пахотных земель переизвестковано, что негативно сказывается на росте кальциефобных культур (льна, картофеля, люпина). Применение повышенных доз минеральных удобрений в конце 80-х годов привело к избыточному накоплению биогенных элементов на 6 % пахотных земель, следствием чего является недопустимо высокое содержание нитратов в сельскохозяйственных культурах, выращенных на этих землях. Колоссальный вред здоровью человека и других живых организмов наносят пестициды, накопленные в почве за долгие годы их чрезмерного применения и десятилетиями сохраняющиеся в природном круговороте веществ.

До сих пор у нас не решена проблема удаления и утилизации стоков животноводческих комплексов, в радиусе до 3 км загрязняющих земли и поверхностные воды нитратными формами азота, хлоридами, фосфатами и т.п. Серьезное загрязнение почвенного покрова происходит в результате выбросов промышленных предприятий и автотранспорта. В промышленных центрах республики земли выше допустимых норм загрязнены тяжелыми металлами (свинцом, цинком, кадмием, медью). Загрязнение почв придорожных полос наблюдается на расстоянии до 25—50 м от полотна дороги.

Большой ущерб понесло сельское хозяйство в результате чернобыльской катастрофы, которая привела к загрязнению более 1,6 млн. га сельхозугодий и выбытию из сельхозоборота 265,4 тыс. га. Загрязнение почв республики носит чрезвычайно неравномерный характер. В большинстве типов почв основное количество радиоизотопов сосредоточено в верхнем пятисантиметровом слое, то есть в наиболее плодородном горизонте. Кроме непосредственного загрязнения почв радионуклидами, за время, прошедшее после катастрофы, обнаружено вторичное загрязнение почв вследствие применения загрязненного навоза и минеральных удобрений, золы после сжигания загрязненного топлива, а также в результате переноса загрязненных частиц транспортом, ветром.

Еще одна серьезная экологическая проблема Беларуси — техногенная деградация ландшафтов как следствие неполного извлечения полезного продукта при добыче минерального сырья, некомплексной его переработки, что ведет к скоплению огромных масс отходов так называемой пустой породы на территориях, пригодных для сельскохозяйственного использования, появлению пыльных бурь, концентрации вредных веществ сверх допустимых норм в почве, водоемах, воздухе. Ныне по вине промышленных отвалов ежегодно недобирается 8—10 % валовой сельскохозяйственной продукции. Накопление отходов производства и потребления ведет к нарушению равновесия природной среды и представляет реальную угрозу здоровью населения.

Из почти 24,5 млн. т промышленных отходов, образовавшихся за последний год в республике, было утилизировано только 16,7 %. Основная часть неиспользованных отходов удалена на полигоны и шламонакопители предприятий (80,5 %), остальные вывезены на полигоны твердых бытовых отходов (ТБО), оставлены на территориях предприятий, сожжены, слиты в канализацию, водоемы или вывезены в несанкционированные места.

Для размещения отходов из хозяйственного обращения изымаются сотни гектаров земли. Общая площадь земель, занятых у нас под полигонами отходов, составляет 2950 га, из которых 1250 га приходится на солеотвалы и шламохранилища Солигорских комбинатов. Другие отходы сконцентрированы на 164 полигонах (ТБО) и 80 накопителях промышленных отходов. Наибольшее количество отходов (81,3 %) образуется в Минской области, в основном за счет расположенного на ее территории высокоотходного предприятия ПО "Беларуськалий".

Сегодня в республике накопилось около 700 млн. т отходов. Сконцентрированные зачастую в не обустроенных местах, они являются источником загрязнения воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод. Вместе с тем многие виды отходов по своим качествам и содержанию в них ценных компонентов являются потенциальным вторичным сырьем. Номенклатура промышленных отходов составляет около 800 наименований. Это прежде всего галитовые отходы и глинисто-солевые шламы Солигорских комбинатов, на долю которых приходится 79,3 % всех промотходов, а также фосфогипс, формовочная горелая земля, лигнин гидролизный, отходы производства вкусовых и пищевых продуктов, промышленный мусор и др.

Уровень утилизации объемных отходов не превышает 18,4 % (лигнин), а наиболее массовые отходы — глинисто-солевые шламы — не используются вовсе. Более всего утилизируется   отходов   производства   вкусовых   и   пищевых   продуктов (67,4 %), а также отходов потребления: бумаги и картона — 76,0 %, стекла — 74,9 %.

Ежегодно в республике накапливается около 2 млн. т ТБО, основная масса которых вывозится на полигоны (городские свалки), занимающие в республике 815 га, и лишь 4 % утилизируется на опытном заводе по переработке отходов "Экорес" в Минске. На одного горожанина в 1999 г. приходилось 267 кг бытового мусора, что на 15 кг больше, чем в предыдущем году. Местоположение, обустройство и условия эксплуатации большинства полигонов ТБО не соответствует нормативным требованиям, что усугубляет экологическую опасность этих объектов. В то же время просчитано, что в случае утилизации всех ТБО только под Минском (как это сделано, к примеру, под Веной) может быть получено 220 млн. м³ биогаза, а это составляет около 170 тыс. тут в год.

Среди социально-экономических последствий негативного антропогенного воздействия на экологию основным является ухудшение здоровья населения, которое можно рассматривать как интегральный показатель качества жизни человеческой популяции. Продолжительность жизни характеризует меру здоровья в социально-демографическом контексте. Последние десятилетия в Беларуси она неуклонно сокращалась. Так, если в 1970—1971 гг. средняя ожидаемая продолжительность жизни населения Беларуси была 72,5 года, в 1990 г. — 71,1, то в 1999 г. — 67,9 года.

Еще сильнее сократилась продолжительность жизни в сельской местности. По данным медицинской статистики, за 20 лет (1970-1990 гг.), из которых 16 приходится на дочернобыльский период, средняя продолжительность жизни сельского населения уменьшилась на 2,6 года (мужчин — на 3,3 года), что в значительной степени связано с повышенной заболеваемостью селян в результате загрязнения природной среды химическими ингредиентами, применяемыми в сельском хозяйстве, и потребления загрязненной нитратами питьевой воды из колодцев. Нитратному загрязнению в Беларуси подвержено около 75 % обследованных в последние годы колодцев.

Состояние окружающей среды сказалось и на здоровье населения городов, где размещены крупные промышленные объекты (Бобруйск, Витебск, Гомель, Могилев, Мозырь, Полоцк, Новополоцк и др.). Загрязнение атмосферного воздуха — основная экологическая проблема городов — влияет в первую очередь на рост числа заболеваний органов дыхания, онкологических, аллергических заболеваний, отклонений со стороны иммунной системы вплоть до иммунодефицита, особенно у детей и подростков.

Следует отметить, что падение промышленного производства в республике, начиная с 1990 г., привело к некоторому сокращению антропогенного воздействия на окружающую среду.

Необходимо воспользоваться кратковременной передышкой, которую получила наша природа, чтобы предпринять меры по экологизации дальнейшего социально-экономического развития страны. Это особенно актуально в условиях кризиса экономики, когда все средства направляются на решение очевидных, сиюминутных проблем (снижение инфляции, социальной напряженности, сокращение дефицита бюджета и т.п.). Причем любыми путями, что чревато дальнейшим усугублением экологической ситуации.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр. 294-303)

Лекция №16

Региональные экологические проблемы Республики Беларусь и Узбекистана.

План:

1. Региональная специфика возникновения экологических проблем.

2. Проблемы загрязнения атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах.

3. Условия формирования водных ресурсов.

4. Мелиорация и преобразование гидрографической сети.

5. Проблемы водообеспечения городов, использования и охраны вод в сельской местности.

6. Радиоактивное загрязнение почв, вод, атмосферного воздуха, растительности и животного мира.

7. Проблема сохранения биологического и ландшафтного разнообразия.

Особенности изменения природной среды Республики Беларусь на современном этапе

Сущность и задачи мониторинга окружающей среды

Получение объективной информации о природной среде и характере антропогенных воздействий на нее требует постоянного наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды.

Мониторинг окружающей природной среды — это постоянные, непрерывные комплексные наблюдения за ее состоянием — загрязнением, природными явлениями, которые происходят в ней, а также оценка и прогноз состояния окружающей природной среды и ее загрязнения. В систему мониторинга входят наблюдения за состоянием природных сред: воздушной среды, поверхностных вод и водных экосистем, геологической среды и наземных экосистем.

Мониторинг состояния природных ресурсов включает наблюдение и контроль за состоянием атмосферного воздуха, водных, минерально-сырьевых и биологических ресурсов; результаты его включаются в отраслевые кадастры природных ресурсов.

По содержанию различают несколько видов мониторинга:

♦ биосферный(глобальный) — слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях;

♦ медицинский(санитарно-токсикологический) — слежение и контроль за показателями качества окружающей человека среды, соблюдение которых обеспечивает условия, благоприятные для жизни и безопасные для здоровья; прогноз состояния здоровья населения в условиях многофакторного воздействия окружающей среды;

♦ импактный— слежение за природными процессами и явлениями, а также их изменениями под влиянием антропогенных факторов в особо опасных для состояния природной среды районах и точках:

—чрезвычайных ситуаций (при угрозе и возникновении аварий, катастроф, стихийных бедствий, эпидемий);

—локальный (наблюдение за воздействием на окружающую среду промышленных объектов или отдельных источников);

♦ биологический— слежение за биологическими объектами (растительностью и животным миром) с помощью биоиндикаторов, чаще всего на базе биосферных заповедников;

♦ базовый (фоновый) — слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных воздействий. Объектами наблюдения и контроля являются атмосферный озон, сейсмический режим на территории страны, физические явления и факторы (акустические, вибрационные, инфразвуковые, электромагнитные);

♦ экологический.

Экологический мониторинг требует более детального анализа. Это мониторинг окружающей среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов, а также оценка состояния и функциональной деятельности экосистем; во-вторых, создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий жизни не достигаются.

Главная цель экологического мониторинга состоит в обеспечении современной и достоверной информацией системы управления экологической безопасностью. Он ориентирован также наинформационное обслуживание конкретных проектов, международных соглашений в области охраны окружающей среды. Основными задачами экологического мониторинга являются наблюдение за источниками и факторами антропогенного воздействия, за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами, оценка фактического состояния природной среды, прогноз ее динамики и состояния в будущем.

В качестве составляющих экологического мониторинга рассматриваются подсистемы:

—мониторинг атмосферного воздуха, который представляет собой систему регулярных наблюдений, проводимых по определенной программе для сбора и накопления данных в целях оценки состояния воздуха и прогноза изменений в будущем;

—мониторинг гидросферы — система регулярных наблюдений за состоянием поверхностных и подземных вод с целью сбора и накопления результатов для оценки состояния и прогноза изменений в будущем;

—мониторинг земель (почв) — система регулярных наблюдений за состоянием земельного фонда, почв и почвенного покрова с целью получения объективной и полной информации об изменении параметров их состояния для принятия решений по защите земельных угодий от негативных воздействий;

—радиационный мониторинг — система длительных и регулярных наблюдений с целью оценки и прогноза изменения в будущем радиационного состояния атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы.

Организация системы наблюдения за состоянием окружающей среды в Беларуси

Наблюдение за состоянием природной среды на территории Беларуси проводилось в течение многих веков (первые сведения по гидрологии рек относятся к XI—XII вв.), однако систематизированный характер приняло на рубеже XIX—XX вв. В тот период действовал ряд метеорологических станций и гидрологических постов транспортных, мелиоративных и других организаций. Их общее число в 1913 г. достигло 129. С созданием Гидрометеорологической службы Беларуси (1930) наблюдения за состоянием природной среды значительно расширились, и в 1941 г. функционировало 464 станции и поста.

Во второй половине XX в. гидрометеорологическая служба интенсифицирует свою деятельность, широко использует достижения научно-технического прогресса, полнее обеспечивает народное хозяйство и население страны метеорологической, гидрологической и агрометеорологической информацией, занимается контролем природной среды. Развивается специализированное обслуживание авиации, сельского хозяйства, транспорта, линий связи, электропередач, крупных новостроек. Используются автоматические станции, радиолокаторы, позволяющие получать данные на высотах до 40 км, поступает информация с метеорологических спутников Земли. Наряду с гидрометеорологической формируется санитарно-эпидемиологическая служба системы здравоохранения и другие ведомственные сети мониторинга окружающей среды.

Закон Республики Беларусь "О гидрометеорологической деятельности" (1999) закрепил ведущее положение государственной гидрометеорологической службы в осуществлении мониторинга окружающей природной среды (ст. 26). Она обязана в дальнейшем обеспечивать проведение мониторинга состояния атмосферного воздуха, поверхностных вод, почв и радиоактивного загрязнения окружающей среды. Гидрометеорологическая сеть Беларуси состоит из 4 гидрометеорологических обсерваторий (Минская головная, Гомельская, Брестская и Витебская зональные), которые выполняют широкий комплекс наблюдений и обобщают материалы исследований, метеорологических станций (в Минске 9 станций и по 2—3 станции в других крупных городах), гидрологических станций и постов.

Мониторинг атмосферного воздуха в системе гидрометеослужбы организован на стационарных постах в 16 городах страны, ежесуточно (3—4 раза) производится отбор проб на основные (пыль, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота) и специфические загрязняющие вещества, перечень которых устанавливается на основании данных о составе и количестве выбросов вредных веществ по каждому городу. Кроме того, проводятся экспедиционные или эпизодические наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха еще в 14 городах.

Мониторинг состояния поверхностных вод Беларуси проводится в 93 пунктах на 146 створах; регулярными наблюдениями охвачено 58 рек, 10 озер, 5 водохранилищ; часть водных объектов обследуется экспедиционным путем. Контроль качества поверхностных вод проводится по гидрохимическим и гидробиологическим показателям в соответствии с утвержденными стандартами. Гидрохимические наблюдения включают до 60 ингредиентов и показателей качества воды, характеризующих как естественный состав поверхностных вод, так и специфические загрязняющие вещества.

Мониторинг земель (почв) включает наблюдения за загрязнением почв пестицидами и токсичными веществами промышленного происхождения. Отбор проб проводится на пунктах, расположенных равномерно по территории Беларуси, анализируются 2—4 ингредиента. Загрязнение почв тяжелыми металлами и другими токсичными веществами контролируется на территории 40 крупных и средних городов страны.

Чернобыльская катастрофа обусловила создание на всей территории Беларуси нового вида мониторинга — радиационного. В рамках гидрометеослужбы работает центр радиационного контроля и мониторинга природной среды, который совместно с сетевыми подразделениями гидрометеослужбы осуществляет ежедневное измерение на 54 станциях (постах) доз гамма-излучений. Контролируется уровень радиоактивных выпадений из приземного слоя на 22 станциях. Ежемесячно ведется контроль за содержанием радионуклидов в поверхностных водах рек Беларуси (Днепра, Припяти, Сожа, Ипути, Беседи). Радиационно-химический мониторинг почвы проводится на 18 ландшафтно-геохимических полигонах и 181 площадке. Создана и эксплуатируется информационно-вычислительная система радиационно-экологического мониторинга, которая позволяет оперативно обеспечивать центральные и местные органы государственного управления и население необходимой информацией.

Наблюдение за состоянием окружающей среды Беларуси продолжительное время осуществляет также санитарно-эпидемиологическая служба, функционирующая в системе здравоохранения. Одним из основных аспектов ее деятельности с 70-х годов является контроль за проведением общегосударственных мероприятий, направленных на ликвидацию и предупреждение загрязнений окружающей среды. Санитарно-эпидемиологическая служба сосредоточивает главное внимание на вопросах охраны здоровья населения, и состояние окружающей среды учитывается в той мере, в какой оно влияет на здоровье людей. Имеются 152 стационарных пункта, которые выполняют отбор и анализ проб воздуха, контролируют качество питьевой воды. В наиболее крупных городах небольшое количество постоянных станций мониторинга создается в жилых районах, они дополняют сеть станций, действующих под управлением гидрометеослужбы.

На крупных и средних предприятиях санэпидемслужба выполняет мониторинг воздушной среды в пределах санитарно-защитных зон с целью контроля за соблюдением норм гигиены труда. Используются мобильные станции мониторинга для отбора проб микрочастиц в воздушной среде. Лаборатории в системе санэпидемслужбы оборудованы для выявления около 100 загрязнителей.

Функционируют и другие виды мониторинга. Широко представлена мониторинговая сеть стационарных пунктов наблюдения подземных вод, она включает 112 фоновых постов (555 скважин) и 56 постов в районах хозяйственных объектов. Существуют государственная, ведомственные и локальные сетилесного мониторинга, а также элементы сетей мониторинга луговой и водной растительности. Сейсмический мониторинг состоит из двух обсерваторий ("Плещеницы" и "Нарочь"), региональных станций ("Брест", "Гомель", "Солигорск"); наблюдения носят круглосуточный характер. При Белорусском государственном университете создан Национальный научно-учебный центр мониторинга озоносферы.

В связи с принятием Закона "Об охране окружающей среды" (1992) возникла необходимость изменить структуру государственного экологического мониторинга, устранить параллелизм и дублирование функций в работе его органов, обеспечить эффективность государственного управления и контроля качества окружающей среды. Это достигается в ходе создания Национальной системы мониторинга окружающей среды (НСМОС), обеспечивающей выполнение государственной политики в области природопользования и охраны окружающей среды. Целью создания НСМОС является обеспечение всех уровней управления необходимой экологической информацией для определения стратегии природопользования и принятия оперативных управленческих решений (программа формирования НСМОС утверждена правительством страны в 1995 г.).

НСМОС призвана решать следующие задачи:

♦ выполнять регулярные наблюдения за состоянием природных экосистем;

♦ осуществлять сбор, обработку (обобщение), хранение и использование экологической информации;

♦ проводить оценку фактического состояния природных экосистем, выявление критических ситуаций и источников экологической опасности;

♦ формировать оптимальную структуру сети мониторинга;

♦ составлять краткосрочные и долгосрочные прогнозы состояния окружающей среды;

♦ осуществлять оповещение о катастрофах, стихийных бедствиях и экологически опасных явлениях;

♦ подготавливать информацию для органов управления и общественности.

НСМОС состоит из отдельных структурных групп (рис. 14.1). Непосредственное ведение наблюдений и сбор мониторинговой информации согласно структуре НСМОС осуществляется соответствующими министерствами и другими центральными органами. Управляют НСМОС Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды и его подразделения. Функционирование всех элементов НСМОС базируется на принципах взаимодействия и координации, сопоставимости и совместимости получаемых экологических данных с применением единой системы нормативов качества, интеграции в международные системы мониторинга и глобальные базы данных. Поэтапный ввод НСМОС Республики Беларусь начался в 1999 г. и продлится до 2005 г. Общая ответственность за координацию работы НСМОС возложена на органы государственного управления по природным ресурсам и охране окружающей среды.

Рис. 14.1 Организация Национальной системы мониторинга окружающей среды Республики Беларусь

Эффективность функционирования НСМОС Республики Беларусь во многом обусловлена взаимодействием и координацией всех ее звеньев на локальном и региональном уровнях, взаимосвязью с Глобальной системой мониторинга.

На данном этапе необходимо прежде всего совершенствование системы локального мониторинга окружающей среды. Его проведение должно соответствовать достижению следующих целей:

—получению полной, достоверной и сопоставимой информации о влиянии источников загрязнения на окружающую среду;

—оперативному выявлению опасных уровней загрязнения окружающей среды;

—оценке эффективности осуществляемых природоохранных мероприятий;

—обеспечению органов местного управления и самоуправления достоверной экологической информацией о влиянии источников загрязнения на окружающую среду для принятия соответствующих решений.

Система локального мониторинга в Беларуси приобретает двухуровневый режим функционирования. Первый уровень системы (самомониторинг) базируется на использовании средств и возможностей существующей сети ведомственных и производственных лабораторий, его проводят субъекты хозяйствования. Второй уровень системы предполагает создание территориальных центров локального мониторинга в областных и Минском городском комитетах природных ресурсов и охраны окружающей среды для накопления, хранения, обработки информации о состоянии объектов окружающей среды, контроля за ведением локального мониторинга первого уровня. Одновременно устанавливается более тесная взаимосвязь со следующим уровнем мониторинга — региональным.

Региональный (территориальный) мониторинг развивается на уровне областей, городов и районов. Проводятся сбор, обработка (обобщение), хранение экологической информации; дается оценка состояния окружающей природной среды в регионе; составляются местные прогнозы.

Материалы национальной службы наблюдения и контроля окружающей природной среды создают базу для развертывания эффективного и целенаправленного экологического контроля в планетарном масштабе. На конференции ООН по охране окружающей среды в Стокгольме (1972) была предложена система наблюдения за элементами окружающей среды в пространстве и времени с определенной программой и целями, которая получила название мониторинга. В 1974 г. было проведено 1-е международное совещание по мониторингу, изложены основные положения и цели программы глобального мониторинга. В процессе деятельности ЮНЕП (Программа ООН по охране окружающей среды) эта идея была осуществлена на практике, начала функционировать Глобальная система мониторинга окружающей среды. Ее составные части — Международная справочная система источников информации по окружающей среде (ИНФОТЕРРА) и Международный регистр потенциально токсических химических веществ. Гидрометеослужба Беларуси принимает участие в системе мониторинга стран СНГ, Европейской программе мониторинга и оценки состояния окружающей среды, Программе создания сети станций для мониторинга фонового загрязнения воздушной среды под эгидой Всемирной организации метеорологии и в рамках Экологической программы ООН.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр. 169-175)

Лекция №17

МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО В ОБЛАСТИ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

План:

1. Международно-правовые аспекты охраны окружающей среды.

2. Зарубежный опыт решения проблем.

3. Международные конвенции.

4. Международные организации, программы и проекты в области охраны окружающей среды.

Международное сотрудничество в области

природоохранной деятельности

Формирование системы международного экологического сотрудничества

Основная особенность глобальных проблем состоит в том, что ни одна страна самостоятельно не может с ними справиться. Наша природная среда является составной частью планетарной экологической системы, и решение таких глобальных проблем, как охрана озонового слоя, борьба с трансграничным переносом загрязняющих веществ, предотвращение антропогенного изменения климата, сохранение биоразнообразия, лесовосстановление и других, в государственном масштабе нереально без объединения усилий всего мирового сообщества. В основе глобальных экологических проблем лежат процессы и явления планетарного масштаба, затрагивающие основы существования человеческой цивилизации, поэтому их решение требует участия всего мирового сообщества.

На необходимость общечеловеческих усилий для предотвращения разрушения экосистемы планеты указывал еще в началеXX в. В.И. Вернадский в контексте своей концепции ноосферы. Впоследствии результаты моделирования глобального развития подтвердили вывод о том, что страны мира должны более ответственно подходить к решению экологических проблем на основе международного сотрудничества. В наши дни государства добровольно делегируют часть своих прав международным организациям, которые от их общего имени вводят рациональные нормы природопользования. В этом процессе проявляются деидеологизация межгосударственных отношений, "верховенство общечеловеческой идеи", что в значительной, степени содействует и оздоровлению международного политического климата.

В ходе становления и развития международное сотрудничество в области охраны окружающей среды претерпело существенные изменения. Выделяют следующие периоды формирования современной системы международного экологического сотрудничества:

1913—1948 гг.;

1948—1968 гг.;

1968—1992 гг.;

с 1992 г. по настоящее время.

Первый этап связан с попытками объединения усилий различных стран в целях защиты природы в рамках международных конференций. Впервые конференция такого рода, собравшая ученых из 18-ти стран, состоялась в 1913 г. в Берне (Швейцария). В 1923 г. в Париже прошел I Международный конгресс по охране природы. В 1928 г. в Брюсселе было открыто Международное бюро защиты природы. Но усилия международной общественности на этом этапе не пользовались поддержкой правительств, носили информационный, дискуссионный характер и не привели к выработке каких-либо практических мер по охране природной среды.

Второй этап начался с созданием ООН, которой в настоящее время принадлежит ведущая роль в международном экологическом сотрудничестве. Можно сказать без преувеличения, что все органы ООН наряду с политическими, экономическими, социальными и иными проблемами занимаются вопросами охраны окружающей среды. Вместе с тем ООН имеет специальную программу, главной задачей которой является исключительно охрана окружающей среды, — ЮНЕП. Первая международная природоохранительная организация (Международный союз защиты природы) была создана в 1948 г. на базе Брюссельского бюро при активной поддержке ЮНЕСКО. В 50-е годы происходит изменение концептуального подхода к проблемам окружающей среды: на смену концепции защиты природы как сохранения отдельных природных объектов пришла концепция охраны природы, предполагающая рациональное, комплексное использование естественных ресурсов. В связи с этим в 1956 г. Международный союз защиты природы был переименован в Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП).

Третий этап характеризуется чрезвычайной активизацией многостороннего международного экологического сотрудничества, что было обусловлено негативными последствиями научно-технической революции. В 60-е годы воздействие человека на окружающую среду приобретает глобальный характер и все чаще превышает естественные возможности экосистем к самовосстановлению. В 1968 г. сессия Генассамблеи ООН приняла резолюцию, установившую роль благоприятной окружающей среды для соблюдения основных прав человека. Важнейшим этапом в экологической политике государств и всего международного сообщества принято считать состоявшуюся в Стокгольме (1972) Международную конференцию по окружающей человека среде. В соответствии с ее решением и был учрежден постоянно действующий орган ООН по охране окружающей среды — ЮНЕП. Стокгольмская конференция создала прецедент рассмотрения экологических проблем в контексте человеческого развития. Последующие международные конференции по различным социально-экономическим проблемам, проводимые под эгидой ООН (Конференция по народонаселению в Бухаресте (1974), Всемирная продовольственная конференция в Риме (1974), Конференция ООН по населенным пунктам в Ванкувере (Канада, 1976), Конференция по новым и возобновляемым источникам энергии в Найроби (Кения, 1981) и др.), так или иначе затрагивали вопросы охраны среды обитания человека.

Начало четвертого этапа знаменует состоявшаяся 3-14 июня 1992 г. в Рио-де-Жанейро Конференция ООН по окружающей среде и развитию. Она подвела итоги международной деятельности по охране окружающей среды за двадцать лет, прошедших после Стокгольмской конференции, приняла целый ряд программных документов, разработала концепцию устойчивого человеческого развития, открыла для подписания международные конвенции об охране климатических ресурсов и о биологическом разнообразии. Конференция в Рио задала программу дальнейшего международного сотрудничества в области природоохранной деятельности принятием "Повестки дня на XXI век" и других итоговых документов.

Современная система международного экологического сотрудничества объединяет следующие основные направления:

1) парламентское сотрудничество, состоящее в координации законодательной деятельности и обеспечивающее решение межгосударственных экологических проблем путем разработки модельных (рекомендательных) законов в сфере экологии;

2) взаимодействие исполнительных структур отдельных государств, ориентированное на координацию разработки и реализации экологических программ под эгидой ООН;

3) конвенционное регулирование природоохранной деятельности путем заключения договоров и других видов международных  соглашении,   предполагающих   единый  подход   разных стран к решению конкретных экологических проблем;

4) научно-техническое сотрудничество, направленное на обмен научно-технической информацией, совместную реализацию природоохранных проектов, комплексное использование научных разработок, совместное осуществление экспертиз и т.п.;

5)  экологическое сотрудничество общественных организаций, деловых кругов, проведение международных экологических форумов и т.д.

Наиболее распространенной и действенной формой сотрудничества по вопросам охраны окружающей среды является заключение международных договоров и иных соглашений. Партнерами в таких соглашениях обычно выступают страны-соседи или государства, объединенные общностью интересов в сохранении природной среды региона или совместном использовании некоторых ресурсов.

Международно-правовая природоохранная практика имеет более чем вековую историю. Начало ей было положено заключением соглашений по регулированию использования и охраны ресурсов животного мира. В 1875 г. Австро-Венгрия и Италия приняли Декларацию об охране птиц, а в 1882 г. была заключена Конвенция о порядке регулирования рыболовства в Северном море. В том же году в Париже несколькими европейскими странами была подписана первая Международная конвенция по защите полезных для сельского хозяйства птиц. В 1897 г. Россия, Япония и США подписали соглашение о совместном использовании и охране морских котиков в Тихом океане. Рыболовство, добыча китов и других морских животных — традиционная сфера международных соглашений. Сейчас в этой области действует более 70 договоров.

Растущая обеспокоенность ухудшением состояния морских вод побудила 20 стран мира к заключению в Лондоне Конвенции по предотвращению загрязнения морей нефтью (1954). Договором запрещен слив нефти и нефтепродуктов в пределах 80-250 км от побережий подписавших его стран. Впоследствии в этой сфере были заключены новые конвенции (Лондон, 1972, 1973), предусматривающие жесткий режим полного предотвращения каких бы то ни было сбросов и захоронений в Мировом океане, в том числе радиоактивных.

Важнейшим в истории межгосударственных соглашений является Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой, подписанный более чем 100 странами в Москве в 1963 г.

Проблема защиты окружающей среды от разрушения в ходе военных действий нашла отражение в подписанной в 1977 г. бессрочной Конвенции о запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду, идея которой была выдвинута СССР. Термин "средства воздействия на природную среду" относится к любым средствам для изменения динамики, состава или структуры Земли или космического пространства путем преднамеренного управления природными процессами. Участники конвенции обязались не прибегать к военному или иному враждебному использованию средств воздействия на экосистему планеты, которые имеют широкие, долгосрочные или серьезные последствия в качестве способов разрушения, нанесения ущерба другому государству, а также не помогать в осуществлении такого рода действий другим странам и организациям. Конвенция не ограничивает использование в мирных целях средств воздействия на природную среду в соответствии с принципами международного права.

В наши дни ни одна страна мира не может обеспечить себе безопасность за счет другой. Единственный путь — понижение уровня военного противостояния, прежде всего путем радикального сокращения ядерных арсеналов. В декабре 1987 г. был сделан первый реальный шаг к ядерному разоружению в результате подписания в Вашингтоне между США и СССР Договора о ликвидации ракет средней и меньшей дальности. Одновременно был достигнут прогресс на пути к 50 % -му сокращению стратегических вооружений СССР и США.

Современное конвенционное регулирование направлено на предотвращение возможных последствий для окружающей среды опасных видов хозяйственной деятельности. С этой целью международным сообществом были подписаны следующие документы: Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979), Венская конвенция об охране озонового слоя (1985), Конвенция о помощи в случае ядерной войны или радиационной аварийной ситуации (1986), Конвенция о перевозке опасных грузов (1989) и др. Международным достижением исключительной важности признается Монреальский протокол о веществах, разрушающих озоновый слой (1987), в соответствии с которым подписавшие его стороны обязались к 2000 г. снизить на 50 % выбросы в атмосферу хлорфторсодержащих углеводородов, губительно действующих на защитную оболочку Земли.

Всеобщую заинтересованность представляет и сохранение биологического и ландшафтного разнообразия планеты. С этой целью международным сообществом были подписаны такие обязательства, как Конвенция о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение главным образом в качестве местообитания водоплавающих птиц (1971), Конвенция об охране всемирного культурного и природного наследия (1972), Конвенция об охране мигрирующих видов диких животных (1979) и др. Но одним из наиболее существенных достижений международного экологического сотрудничества является заключение в 1992 г. Конвенции осохранении биологического разнообразия. В целях создания материальных стимулов сохранения биоразнообразия конвенцией закреплено признание биологических ресурсов суверенной собственностью государств, располагающих ими. Кроме того, страны, владеющие большим разнообразием генофонда, согласно конвенции имеют право взимать плату за доступ к этому ценному ресурсу.

Принятые международные соглашения принесли конкретные позитивные результаты. Так, реализация Конвенции о предотвращении трансграничного загрязнения атмосферы на большие расстояния привела к значительному снижению уровня загрязнения воздуха в Европе. Резко уменьшилось количество убиваемых в Африке слонов в результате принятой в 1990 г. Конвенции о международной торговле исчезающими видами дикой флоры и фауны. В соответствии с соглашением 1991 г. в Антарктиде запрещены разведка и добыча полезных ископаемых сроком на 50 лет. В целом государства приняли более 178 экологических соглашений.

Другой эффективной формой международного сотрудничества является создание и деятельность межправительственных специализированных учреждений при Организации Объединенных Наций (ООН).

Экологическая деятельность ООН и других международных организаций

Резолюция Генеральной Ассамблеи ООН "Экономическое развитие и охрана природы" (1962) во многом определила политику ООН и ее специализированных учреждений в области охраны окружающей среды, но в современном понимании проблема окружающей среды была поставлена в ООН на Межправительственной конференции по проблемам биосферы в Париже в 1968 г. В рамках реализации решений этой конференции была разработана и принята к реализации одна из крупнейших научных программ экологических исследований в рамках ООН — программа ЮНЕСКО "Человек и биосфера". Основная задача межправительственной междисциплинарной программы "Человек и биосфера" заключалась в разработке научных основ рационального использования и сохранения ресурсов биосферы в целом и в отдельных типах экосистем. Широкомасштабная просветительская деятельность, осуществляемая международным сообществом ученых в рамках этой программы, привела к осознанию правительствами ряда стран того, что дальнейшее нерациональное использование ресурсов планеты и загрязнение окружающей среды представляет реальную угрозу человеческому благополучию не только на национальном, региональном, но и на глобальном уровне. Это послужило побудительным мотивом проведения в 1972 г. в Стокгольме Конференции ООН по окружающей человека среде, которая стала историческим этапом в развитии международных программ с участием почти всех государств мира.

Итоговые документы Стокгольмской конференции отразили согласованную волю международного сообщества по коренным вопросам международного сотрудничества в области охраны окружающей среды, дали государствам возможность использовать механизм ООН для поиска решения важных экологических проблем в различных частях нашей планеты.

Значимость исторических решений конференции, которые хотя и носили рекомендательный характер, но создали предпосылки формирования комплекса международно-правовых норм, регулирующих различные аспекты охраны окружающей среды, подтверждает тот факт, что день открытия Стокгольмской конференции — 5 июня — был объявлен Всемирным днем окружающей среды.

Созданная по решению Стокгольмской конференции специальная структура ООН — Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) — занимается наиболее острыми проблемами глобального экологического кризиса: изменением климата, опустыниванием земли, деградацией почв, вырубкой лесов, сокращением запасов пресной воды, загрязнением океана, сокращением биологического разнообразия. Одно из начинаний ЮНЕП — создание всемирной системы слежения (мониторинга) за состоянием и изменениями биосферы. Она будет состоять из следующих подсистем: ИНФОТЕРРА (Глобальная информационная сеть, предназначенная для обеспечения всех заинтересованных лиц указателями источников информации по окружающей среде); ГСМОС (глобальная система мониторинга окружающей среды для координации замеров глобального загрязнения); МРПТХВ (Международный регистр потенциально токсичных химических веществ для раннего оповещения об ущербе окружающей среде от химических загрязнений). ИНФОТЕРРА (Информация о Земле) пока является единственной, полностью функционирующей частью Глобальной системы наблюдений.

Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) — центральное учреждение ООН в данной области, обеспечивающее комплексный и цельный подход к решению многочисленных составляющих общей проблемы сохранения биосферы.

Вторая Конференция ООН по окружающей среде и развитию состоялась в 1992 г. в Рио-де-Жанейро (КОСР-92). Она проходила на уровне глав государств и правительств 178 стран и стала ответом на резолюцию Генеральной ассамблеи ООН (1989), призвавшую организовать конференцию для выработки стратегии устойчивого, экологически приемлемого развития цивилизации.

Документы, принятые на этой конференции, приобрели законодательный характер (в отличие от рекомендательного характера Стокгольмских документов). В соответствии с ними каждое государство-участник конференции должно было отрегулировать свое национальное законодательство в соответствии с принятой мировым сообществом концепцией устойчивогочеловеческогоразвития.

Понятие "устойчивое развитие" вошло в лексикон мирового сообщества в 1987 г. с момента опубликования доклада Международной комиссии по окружающей среде и развитию (МКОСР, или комиссии Брундтланд, созданной по инициативе Генерального секретаря ООН в 1983 г.) "Наше общее будущее", в котором ярко показана невозможность решать крупные экологические проблемы вне их связи с социальными, экономическими и политическими проблемами. В докладе под устойчивым развитием понимается такая модель социально-экономического развития, при которой удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения людей достигается без лишения такой возможности будущих поколений. Главными условиями устойчивого развития являются:

♦ приоритетность качественных показателей (качества жизни) перед количественными (численностью, потреблением);

♦ сохранение биологического и культурного разнообразия;

♦ согласование природопользования с эволюционной периодичностью природных процессов.

Концепция устойчивого развития была принята в качестве официальной позиции ООН (Рио-де-Жанейро, 1992). Ключевым понятием в этой концепции является изменение качества роста. Этот рост должен быть менее материале- и энергоемким и более справедливым по распределению прибылей. Экономическое развитие неустойчиво, если оно увеличивает уязвимость экономики перед кризисами. Устойчивость требует учета человеческих потребностей и благосостояния, включает такие неэкономические категории, как образование и здоровье.

Однако улучшение качества человеческой жизни ограничено возможностями окружающих экосистем, и устойчивость в конечном счете определяется численностью населения Земли и предельными возможностями биосферы.

Текущие проекты предполагают, что при нынешних демографических тенденциях население мира будет стабилизировано на уровне 11,6 млрд. человек. К настоящему времени, согласно разработанным наукой биосферной и ресурсной моделям мировой системы, допустимая для Земли численность населения составляет соответственно 1—2 млрд. человек и 7—8 млрд. человек, а значит, мировая система движется не по сценарию выхода из глобального экологического кризиса, а по инерционному сценарию его углубления.

Модель устойчивого развития мировой системы основывается на количественной взаимосвязи между биосферой, человечеством (странами мира) и введением механизма глобального управления — центральной задачей международного сотрудничества. Таким образом, устойчивое развитие человечества, мировой системы, отдельных стран мира — это оптимально управляемое развитие на основе высших достижений современной науки и устойчивой биосферы, нацеленное на сохранение и совершенствование человека.

На Конференции в Рио-де-Жанейро были поставлены также вопросы о международном экологическом суде, международном экологическом трибунале, формировании "зеленых беретов" в качестве сил быстрого реагирования на чрезвычайные события экологического характера.

Таким образом, если первая Конференция ООН (1972) положила начало интенсивному изучению взаимодействия биосферы и человечества, то вторая (1992) подвела первые итоги и приняла несколько очень важных документов. Среди них такие, как "Декларация Рио по окружающей среде и развитию", "Заявление о принципах глобального консенсуса по управлению, сохранению и устойчивому развитию всех видов лесов", "Конвенция о биологическом разнообразии" и "Повестка дня на XXIвек" — суперпрограмма, ориентированная на подготовку мирового сообщества к решению эколого-экономических и социально-экологических проблем ближайшего будущего.

Решения, принятые на конференциях, свидетельствуют о том, что характерной особенностью современного природопользования является тесная взаимосвязь национальных и межнациональных интересов, приоритет общечеловеческих ценностей над сугубо экономическими целями.

Специализированные учреждения ООН, образованные по секторальному принципу, также включают вопросы охраны природы в сферу своей деятельности. Такими специализированными отделениями ООН являются Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), Программа развития ООН, Европейская экономическая комиссия ООН (ЕЭК), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО), Всемирная метеорологическая организация, Международное агентство по атомной энергетике (МАГАТЭ) и др. С решением глобальных экологических проблем связана деятельность международных общественных партий, организаций, групп, движение так называемых "зеленых", или экологистов. Самой известной в настоящее время является экологическая организация "Гринпис" ("Зеленый мир"), главное направление деятельности которой — борьба с радиоактивным загрязнением биосферы.

Основной международной неправительственной организацией, основателем мирового природоохранного движения является Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП), учрежденный под эгидой ЮНЕСКО в Фонтенбло (Франция, 1948).

По инициативе МСОП была создана Красная книга о состоянии популяций редких и исчезающих видов млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий; составляется Зеленая книга, где представлены сведения об уникальных и редких ландшафтах земного шара.

В мире насчитывается более 300 организаций по охране природы, среди них — созданный еще в 1922 г. Международный совет по охране птиц (СИПО), Всемирная федерация по защите животных, Международная федерация по охране альпийских районов, Европейская федерация по охране вод и др.

В числе наиболее молодых общественных организаций следует назвать Международный фонд за выживание и развитие человечества, основанный в 1988 г. (Москва), а также Московский международный энергетический клуб (1990).

Весомый вклад в реализацию международных соглашений и программ мирового сообщества по оздоровлению среды обитания вносят международные финансовые организации — Международный банк реконструкции и развития (МБРР), Европейский банк реконструкции и развития (ЕБРР), Всемирный банк (ВБ), которые определили охрану окружающей среды в качестве одной из главных задач своей деятельности. ЕБРР стал первым международным финансовым институтом, закрепившим в своем уставе в качестве приоритетных следующие направления деятельности:

♦ оказание помощи странам в операциях по формированию экологической политики, включая разработку эффективных правовых и нормативных документов, а также создание организационных условий и подготовку кадров для обеспечения мониторинга и соблюдения стандартов;

♦ содействие применению рыночных методов в управлении национальными экологическими программами;

♦ поощрение развития в странах рынка экологических товаров и услуг, а также инвестиций в проекты по сохранению и улучшению окружающей среды;

♦ организация или поддержка специальных исследований и программ по экологическому образованию населения, предпринимателей, банкиров и т.д.;

♦ проведение экологических процедур, связанных с экологической оценкой, планированием, управлением, аудированием и мониторингом операций и проектов банка.

Основными инструментами реализации экологической политики ЕБРР являются: исследования в области охраны окружающей среды; техническая помощь, направленная на поддержку экологических проектов и программ; кредиты, инвестиции, обеспечивающие финансирование экологических проектов, и т.д.

Специалистами банка в настоящее время разрабатывается "Экологический запретительный список", согласно которому банк и его финансовые посредники должны воздержаться от финансирования проектов "генной инженерии", связанных с риском попадания генетического материала в окружающую среду; производства и продажи запрещенных пестицидов и др.

С помощью кредитно-инвестиционных инструментов ЕБРР способствует реализации экологических проектов в странах Центральной и Восточной Европы, в частности, особое внимание уделяется инвестированию энергетических объектов, обеспечивающих "положительный экологический замещающий эффект" благодаря переходу электростанций с бурого угля на газ.

Необходимо отметить также специальный международный механизм, в рамках которого может выкупаться часть иностранного долга государства при условии выполнения им определенных природоохранных обязательств. Для этой цели в 1990 г. Всемирным банком был создан Экологический фонд.

Помощь богатых европейских стран и международных финансовых институтов государствам, переживающим сложный период становления рыночной экономики, является не только благородным, но и необходимым делом в контексте сохранения глобальной экосистемы. Однако финансовые обязательства стран — членов Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) и Европейской комиссии в области охраны окружающей среды в отношении стран СНГ примерно в два-три раза ниже, чем в отношении других государств Центральной и Восточной Европы.

Перспективы международного сотрудничества в деле охраны природы нашей планеты неразрывно связаны с процессами глобализации, в контексте которых решение глобальных экологических проблем немыслимо без широкого взаимного обмена не только информацией, но и природосберегающими технологиями. Назрела также необходимость создания международного механизма экологического контроля, поскольку открытость, возможность удостовериться в добросовестном выполнении партнерами принятых на себя обязательств — неотъемлемые компоненты международного сотрудничества в природоохранной сфере. Для этого нужна разработка системы глобального экологического контроля, предусматривающая все возможные формы и методы проверки, включая инспекции (аналогично тому, как это происходит, например, в военной области).

Участие Республики Беларусь в международном экологическом сотрудничестве

Реализация конституционного права наших граждан на благоприятную окружающую среду сегодня уже невозможна без международного экологического сотрудничества, поэтому Беларусь является активной его участницей. В развитии международного сотрудничества на многосторонней основе особое внимание в нашей республике уделяется обеспечению выполнения международных конвенций и подписанных к ним протоколов, разработке национальных механизмов их реализации, а также активизации сотрудничества: с органами управления конвенциями.

Республикой Беларусь подписаны следующие основные конвенции и протоколы в области охраны окружающей среды:

Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния — 17 ноября 1979 г.;

Протокол о сокращении выбросов серы и их трансграничных потоков по меньшей мере на 30 % к Конвенции 1979 г. о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния — 13 июля 1985 г.;

Протокол об ограничении выбросов оксидов азота или их трансграничных потоков к Конвенции 1979 г. о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния — 4 ноября 1988 г.;

Венская конвенция об охране озонового слоя — 22 марта, 1985 г.;

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой — 16 сентября 1987 г.;

Конвенция об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте — 25 февраля 1991 г.;

Рамочная Конвенция ООН об изменении климата — 9 мая 1992 г.;

Конвенция ООН о биологическом разнообразии — 5 июня 1992 г.;

Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения — 3 марта 1993 г.

В рамках конвенций разработан ряд проектов (в частности, проект программы "Охрана атмосферного воздуха" с учетом выполнения Беларусью международных обязательств, установлены критические нагрузки на экосистемы Республики Беларусь под влиянием техногенного фактора, осуществлена работа по оценке эмиссионных факторов по тяжелым металлам и др.), предпринят комплекс мер по регламентации перемещения озоноразрушающих веществ (ОРВ) через государственную границу, сокращению производства и потребления ОРВ, создан банк данных об их импортерах и потребителях ОРВ в республике и т.д. Благодаря этим мероприятиям выбросы оксидов азота снижены на территории Беларуси до уровня 1987 г., а потребление озоноразрушающих веществ за последние годы сократилось в 4 раза.

В контексте реализации Конвенции о сохранении биоразнообразия планеты Беларусь стала полноправным участником процесса создания Общеевропейской экологической сети территориальной охраны природы (EECONET), основной целью которой является сохранение пространственных и функциональных связей между природными экосистемами соседних стран. Большинство европейских государств обязались спланировать и создать такую сеть к 2010 г. Основными функциями экосети являются предотвращение увеличения фрагментарности экосистем, выявление наиболее важных (ключевых) с точки зрения сохранения биоразнообразия территорий в отдельных европейских странах и обеспечение их охраны в рамках единой функционально и территориально связанной системы (путем создания в дальнейшем трансграничных охраняемых природных территорий). Идея создания EECONET оценивается специалистами как одна из лучших современных макрорегиональных инициатив.

Являясь одним из учредителей ООН, Республика Беларусь на постоянной основе поддерживает контакты с межправительственными организациями ООН: ЮНЕП, ЮНЕСКО, Всемирной метеорологической организацией (ВМО), ВОЗ, ЕЭК по проблемам окружающей среды и водным ресурсам, Международной справочной системой источников информации по окружающей среде (ИНФОТЕРРА), ОЭСР и др.

Расширяется взаимодействие Беларуси с такими крупными международными организациями, как Совет Европы, МАГАТЭ, Межгосударственный экологический совет (МЭС), Программа ТАСИС Европейского сообщества, Всемирный банк, Евробанк, а также органами, созданными для имплементации (имплементация ( от лат. impleo - исполняю) - осуществление, выполнение государством международных правовых норм, международных природоохранных конвенций и протоколов к ним и др.)

В последние годы активизировалось сотрудничество природоохранных органов Беларуси с Программой развития ООН (ПРООН) в нашей республике, в рамках которой реализуются проекты по устойчивому развитию на областном, районном уровнях и межсекторные программы устойчивого развития. Подготовлены и изданы материалы Международной конференции по устойчивому развитию стран с переходной экономикой, которая состоялась в Минске в 1997 г.

За приверженность нашей страны идеям экоразвития и активную природоохранную позицию на 52-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН (июнь 1997 г.) Республика Беларусь была избрана в Управляющий совет Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) на четырехлетний период (начиная с 1998 г.).

В республике продолжается работа по реализации разработанного целевой группой ЕЭК ООН проекта "Мониторинг и оценка качества вод бассейна реки Западный Буг", выполняемого совместно с Польшей и Украиной.

В области охраны окружающей среды у Беларуси много общих с другими странами СНГ проблем, оставшихся в наследство от Советского Союза, и в первую очередь — последствия катастрофы на ЧАЭС. Поэтому одним из первых документов, принятых в рамках СНГ после образования Содружества, явилось Соглашение о взаимодействии в области экологии и охраны окружающей природной среды, подписанное 8 февраля 1992 г. в Москве представителями 10 из 11 стран СНГ (Украина присутствовала в качестве наблюдателя).

Для практической реализации договоренностей, вытекающих из Соглашения, в июле 1992 г. в Минске на заседании руководителей природоохранных ведомств стран СНГ был подписан Протокол о создании и полномочиях Межгосударственного экологического совета (МЭС). В качестве постоянного рабочего органа МЭС был учрежден Секретариат совета со штаб-квартирой в Минске.

Задачами МЭС являются:

♦ осуществление координации и проведение согласованной политики в области охраны окружающей среды;

♦ проведение совместных экологических экспертиз проектов;

♦ оказание содействия в разрешении экологических споров между членами МЭС;

♦ ведение межгосударственной Красной книги;

♦ определение условий и порядка участия сторон в выполнении обязательств, вытекающих из ранее принятых Советским Союзом соглашений в области охраны окружающей среды.

За период существования МЭС был принят ряд соглашений в области охраны окружающей среды:

Соглашение об охране и использовании мигрирующих видов птиц и млекопитающих и мест их обитания от 9 сентября 1994 г.;

Соглашение о книге редких, находящихся под угрозой исчезновения видов животных и растений — Красной книге СНГ от 23 июня 1995 г.;

Соглашение о контроле за трансграничной перевозкой опасных и других отходов от 12 апреля 1996 г.;

Соглашение об информационном сотрудничестве в области экологии и охраны окружающей природной среды от 6 июня 1997 г.;

Соглашение о принципах взаимодействия в области рационального использования и охраны трансграничных водных объектов от 6 июня 1997г.

Беларусь развивает и двустороннее сотрудничество в области охраны природы, прежде всего со странами СНГ, а также с другими сопредельными государствами и потенциальными инвесторами (Германией, Швейцарией, Швецией и др.). Подписаны и реализуются межправительственные соглашения с Латвией, Российской Федерацией, Украиной, а также межведомственные (между природоохранными ведомствами) — с Польшей, Данией, Молдовой, Литвой, Болгарией, Словакией.

В рамках двустороннего сотрудничества регулярно проводятся встречи и совещания представителей природоохранных структур Беларуси и стран-соседей, приняты планы экологического сотрудничества, созданы специальные комиссии по сотрудничеству в приоритетных направлениях охраны природы. Так, учрежденная в 1998 г. Белорусско-Латвийская комиссия основное внимание в своей работе уделяет подготовке межправительственного соглашения по охране и использованию бассейна р. Западной Двины/Даугавы.

Одним из главных направлений в сотрудничестве с Российской Федерацией является взаимодействие природоохранных органов приграничных территорий (Витебской, Могилевской, Гомельской, Брянской, Смоленской, Псковской областей). Продолжается работа природоохранных ведомств по унификации экологических норм и стандартов. С этой целью проведен семинар на тему "Сближение законодательной и нормативно-методической базы управления качеством окружающей среды в России и Беларуси". Осуществляются совместные меры по оздоровлению и охране трансграничных рек Днепра и Западной Двины. Главным направлением взаимодействия Беларуси с Польшей в природоохранной сфере является охрана вод р. Западного Буга и его притоков, унификация действий по сохранению биоразнообразия Беловежской пущи и др.

В рамках подписанного в 1994 г. Договора о сотрудничестве в области охраны окружающей среды между Республикой Беларусь и Данией развернута работа по таким приоритетным направлениям, как охрана водных ресурсов и обработка сточных вод, переработка опасных отходов и др. В частности, совместно с Датским агентством по охране окружающей среды осуществляются проекты, связанные с охраной воды и атмосферного воздуха бассейнов основных рек, впадающих в Балтийское море (Западной Двины, Немана, Западного Буга). Завершены годичные этапы работы по двум проектам, финансируемым Датским правительством: "Обследование и утилизация старых, накопленных пестицидов в Республике Беларусь" и "Получение энергии из радиоактивной биомассы и лесной подстилки в Республике Беларусь".

И это лишь малая толика примеров международного природоохранного сотрудничества нашей страны.

Экологическая деятельность Республики Беларусь находит активную поддержку международных финансовых институтов. Так, из общей суммы займов (171,2 млн. дол.), выделенных Беларуси Всемирным банком (ВБ) за годы сотрудничества, четвертая часть была направлена на нужды, так или иначе связанные с экологией (заем на развитие лесного хозяйства, кредитный аванс на подготовку проекта энергосбережения на объектах социальной сферы). Еще 14 млн. дол.составила грантовая поддержка со стороны ВБ экопроектов Беларуси. Половина этой суммы пошла на реализацию проекта по прекращению применения озоноразрушающих веществ путем технического переоснащения предприятий; 1 млн. дол. — на проект сохранения биоразнообразия лесов Беловежской пущи и Березинского заповедника; значительные суммы — на разработку проекта модернизации системы городского водоснабжения и проекта по созданию противопаводковой инфраструктуры в пойме р. Припяти. Однако условием дальнейшего кредитования экологической сферы республики ВБ определил серьезные изменения макроэкономической ситуации в Беларуси. Во всяком случае, перспективы дальнейшего экологического сотрудничества изучаются обеими сторонами. И среди них такие направления, как внедрение экономических инструментов в природоохранную деятельность, проблемы переработки промышленных отходов, введение налогов на товары, загрязняющие окружающую среду (ПЭТ-бутылки, аккумуляторы, асбест и т.п.), управление водными ресурсами и др.

Активное участие Беларуси в процессе международного экологического сотрудничества дает надежду на то, что наше возвращение на общемировые пути социально-экономического развития будет способствовать выходу из экологического кризиса совместно с другими странами. Для этого существуют реальные предпосылки. Беларусь имеет определенный материально-технический и интеллектуальный потенциал для совершенствования технологий в целях экологизации хозяйственной деятельности, поскольку очевидно, что спасение биосферы планеты — в повсеместном переходе на передовые мало- и безотходные технологии. Однако для быстрейшего распространения самых прогрессивных экотехнологий целесообразно использовать опыт стран с высокоразвитой экономикой, тем более что "Повестка дня на XXI век" предусматривает передачу таких технологий развитыми странами мира другим государствам. Но для практической реализации этой меры необходима разработка соответствующей нормативно-правовой базы в рамках международного экологического сотрудничества.Шимова, О.С. [и др.]. Основы экологии и экономики природопользования: учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. – Минск: БГЭУ, 2002. (стр.303-317)

Учебное пособие  по дисциплине «Земля, окружающая среда и ее глобальные изменения

Учебное пособие обсуждено и рекомендовано к печати на заседании кафедры СЭО протокол № _____ от _________________

Учебное пособие обсуждено и рекомендовано к печати на НМС ТТФ протокол № ____ от _________

Учебное пособие обсуждено и рекомендовано к печати на НМС ТУИТ ________________________

Редакционно-издательский сектор:

Авторы:       Абдуллаева С.М.

Амурова Н.Ю.

Борисова Е.А.

Рецензент.

Редактор:     Сапаев М.

Корректор:  Абдуллаева С.Х.