Білявський Г. О. та ін. Б61 Основи екології: Підручник / Г. О. Білявський, Р. С Фур-дуй, І. Ю. Костіков. 2-ге вид


НазваБілявський Г. О. та ін. Б61 Основи екології: Підручник / Г. О. Білявський, Р. С Фур-дуй, І. Ю. Костіков. 2-ге вид
Сторінка16/39
Дата15.03.2013
Розмір6.43 Mb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Туризм > Документи
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   39

Глибоководні западини (жолоби)

Глибоке дно

я

Шельф

Континентальний схил

Плейсталь


Зона припливів і відпливів

x

0 200
° 7,6
5


і

g 1000

jtr

1 3000

Хадопелагіаль

u 6000 з" 15

10 000

1,2

Рис. 3.6 Схема розподілу океанського простору з різними екологічними факторами

З погляду екології, океанський простір поділяють (Д. Гайнріх, М. Гергт, 1998) за глибиною на епіпелагіаль, мезопелагіаль, батипелагіаль, абісопелагіаль та хадопелагіаль (від мілководдя до найбільших океанських глибин у 5—7 км та океанських жолобів — 7—11 км) (рис. 3.6).

Батіаль, абісаль та хадаль є життєвими просторами глибинних (пелагіальних) організмів, а неретичні життєві простори близькі до узбережжя.

157

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Г па в а З

Геоекологія


Достатні світлові умови для фотосинтезу забезпечуються лише в 10 % морської води, 90 % води перебуває в абсолютній темряві, й морські організми отримують поживні речовини завдяки опус­канню загиблих організмів і їх решток із верхніх шарів. Оскільки абсорбційна система продуцентів пристосована до різних світло­вих зон, вони можуть існувати в морських екосистемах на глиби­нах до 200 м.

В океанській глибинній зоні (понад 140—300 м) коливання температури невеликі, тому тут живуть стенотермні види. Твари­ни одного виду можуть пристосовуватися до температури води через її вплив на певній фазі розвитку. Для екології мають значення зони температурних перепадів (термокліни), які відо­кремлюють теплі й холодні шари. Властивості зависання планк­тону залежать від густини води, у зв'язку з чим на термокліні відбувається флуктуація цих організмів.

Солоність морських вод у середньому становить 35 %о. Вміст поживних солей незначний і є важливим фактором, що стримує ріст біомаси.

Солоність морських вод коливається залежно від пори року та географічного положення (вплив температур повітря, річкового стоку, танення льоду). За вмістом солей розрізняють оліго-, мезо-, полігалінні та морські зони. Солона вода через осмотичний тиск становить екологічну проблему для організмів. Більшість видів віддають перевагу зонам зі стабільним умістом солей (вони стеногалінні). Естуарії і літоральні зони населяють евригалінні види.

На життя морських організмів великий вплив справляють різні морські течії (дрейфуючі — спричинені вітрами, компенса­ційні, глибинні, підйомні, градієнтні, припливно-відпливні та ін.).

Гідростатичний тиск, що зростає з глибиною (кожні 10 м во­дяного стовпа збільшується на 1 атм, або 105 Па), також впливає на функціонування гідробіонтів, але фізіологію пристосування морських організмів до тиску майже не досліджено. Хоча відомо, що тиск спричиняє зміну інтенсивності обміну речовин (через підвищення вмісту СО2 у протоплазмі), що під його впливом де­формується білок, підвищується активність плавання.

Такі фактори, як освітленість, солоність, механічні сили водних мас, зумовлюють чіткий розподіл морських організмів за зонами умов життя (мілководні, середньоглибинні, глибоко­водні).

158

Дуже важливу екологічну роль у Світовому океані відіграють корали, які виконують таку саму очищувальну функцію, що й тропічні ліси. Корали (коралові поліпи) мають біологічне поход­ження, ростуть від морського дна вгору зі швидкістю 0,1—3 см на рік, живуть колоніями в угрупованні з зеленими водоростями в прозорій теплій чистій воді на глибинах до 70 м. Найсприят­ливіші для тропічних коралів температури — 25—28 °С. За ниж­чих і вищих температур вони гинуть, як і внаслідок зменшення чистоти й прозорості води (від пилових бур, підняття мулу з дна та ін.). Ріст коралових рифів гальмують організми, які їх поїдають (риби-папуги, колючі морські зірки, бурильні губки).

Продуктивність морських водних мас змінюється в дуже широких межах. У відкритому морі вона порівнянна з продук­тивністю пустель, а в зонах підйомних течій та літоралі — з продуктивністю степів і саван.

Найбільшу біомасу одного виду на Землі має криль (рачки) — 400— 500 млн т.

» Найбільшими хребетними тваринами є сині кити (довжина — 32 м). Вони — планктонофільтрувальні, живляться переважно рачками.

До продуцентів належить фітопланктон (діатомові, джгути­кові, синьозелені водорості, коколітофориди й силікофлягеляти), до первинних консументів — зоопланктон (70 % його — рачки).

Найближчими десятиліттями біомаса Світового океану віді­граватиме велику роль у житті людства, якщо воно своєю діяль­ністю не спричинить деградації морських екосистем (як це відбу­вається на континентах). Тому їх охорона, як і водних екосистем суші, — одне з найпріоритетніших завдань сьогодення.

Ш Охорона вод Світового океану. Стан вод Світового океану сьогодні викликає велику тривогу. Його забруднюють переважно річки, з водами яких щороку надходить понад 320 млн т заліза, 6,5 млн т фосфору та ін. Дуже багато забруднень потрапляє в оке­ани також з атмосфери: 200 тис. т свинцю, 1 млн т вуглеводнів, 5 тис. т ртуті й т. д. Майже третина мінеральних добрив, що вно­сяться в ґрунт, вимивається з нього дощовими водами й вино­ситься річками в моря та океани; лише азоту й фосфору таким шляхом потрапляє у Світовий океан близько 62 млн т щорічно. Ці речовини викликають бурхливий розвиток деяких водоростей, що вже неодноразово спричиняло появу «червоних припливів»,

159

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава З

Геоекологія


виникнення різних інших типів «цвітіння» води. Під час «цвітін­ня» водорості виділяють у воду високоотруйні токсини, що при­зводить до масової загибелі інших гідробіонтів.

До найшкідливіших забруднювачів Світового океану належать нафта й нафтопродукти. Щорічно їх потрапляє сюди 5—10 млн т, здебільшого в результаті втрат під час добування нафти з мор­ських родовиш, аварій танкерів, берегового стоку тощо.

                  1. Так, унаслідок аварії танкера «Екссон валдіз», що сталася в
                    1990 р. поблизу узбережжя Аляски, в море потрапило 40 тис. т
                    нафти. Величезні нафтові плями рознеслися морськими течіями
                    й вітром далеко від місця аварії, забруднивши великі ділянки
                    узбережжя материка та островів і спричинивши загибель тисяч
                    тюленів, морських птахів, риби тощо.

                  1. В 1991 р. під час війни між Кувейтом та Іраком (відомої як
                    операція «Буря в пустелі») нафта, що вилилася з підірваних
                    танкерів і нафтопроводів, покрила 1550 км2 поверхні Перської
                    затоки й 450 км берегової смуги, де загинуло багато морських
                    черепах, птахів, крабів та інших тварин.

Нафтова плівка на поверхні моря пригнічує життєдіяльність морського фітопланктону — одного з головних постачальників кисню в земну атмосферу, порушує тепло- й вологообмін між океаном і атмосферою, губить мальків риб та інші морські організми.

Більш як половину біологічної піраміди, яку вінчає людина, становлять морські організми. Якщо вони загинуть, піраміда завалиться, зникне всяка основа життя на суші й у повітрі... Наземне життя дедалі більше залежить від життя в океані: мертвий океан мертва планета.

Т. Хейєрдал

Моря й океани забруднюються також твердими відходами — промисловими й побутовими. їх у Світовому океані нагромади­лося вже понад 20 млн т. Більшість із них містять сполуки важ­ких металів та інші шкідливі речовини, які згубно діють на морську біоту.

У Світовий океан потрапило дуже багато радіоактивних речо­вин унаслідок випробувань атомної зброї, роботи атомних реак­торів військових підводних човнів і криголамів, скидання контей­нерів із відходами атомних електростанцій тощо.

160

Загальне радіоактивне забруднення Світового океану з вини людини становить 1,5 ■ 109 Кі, тоді як чорнобильська аварія «зба­гатила» біосферу на 5 • 107 Кі, тобто у Світовому океані сьогодні міститься 300 Чорнобилів!

Найсильнішого забруднення зазнає мілководна зона Світово­го океану. Шельф океану — це район, де багато морських організмів проводить значну частину свого життя; до того ж саме тут рибалки заробляють собі на хліб насущний, а мільйони людей

відпочивають.

Глобальні кліматичні зміни, зокрема потепління морських вод, спричиняють негативні процеси в морських екосистемах.

♦ Так, восени 2002 р. в центральній частині Японського моря виявлено медуз-мутанті в незвичайних розмірів. Одна з найбіль­ших медуз була діаметром 3 м і масою понад 150 кг (вид Stomolopus nomurai). Екземпляри близько 1 м у діаметрі тисяча­ми потрапляють у рибальські сітки. Потепління клімату призвело також до появи в Німеччині тропічних фімелів (фіолетові

фімелі — теслі).

Проблема захисту Світового океану нині стала однією з най­актуальніших, вона стосується всіх країн, навіть тих, що не мають безпосереднього виходу до океану. З огляду на це ООН розроби­ла й ухвалила кілька важливих угод, які регулюють судноплавст­во, рибальство, видобування корисних копалин із морських родо­вищ тощо. Найвідомішою з них є угода, підписана більшістю країн світу в 1982 p., — «Хартія морів».

Літосфера

Земля й вода, якщо тільки вони безсовісно не пограбовані, можуть знову й знову давати все необхідне для життя.

С. Юделл, американський еколог

Ж

'ітосфера це зовнішня тверда оболонка Землі, щ, Ащо охоплює всю земну кору й частину верхньої мантії; вона складається з осадових, вивержених і метаморфіч­них порід.

161

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Г л а в а З

Геоекологія


Літосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує важ­ливі функції:

                  1. на її поверхні живе більшість рослинних і тваринних організ­
                    мів, у тому числі й людина;

                  1. верхня тонка оболонка літосфери на материках — це грунти,
                    що забезпечують умови життя для рослин і є основним джере­
                    лом отримання продуктів харчування для людей;

                  1. літосфера — це й «комора» корисних копалин — енергетичної
                    сировини, руд металів, мінеральних добрив, будівельних
                    матеріалів тощо.

У літосфері періодично відбувалися й відбуваються грізні про­цеси — виверження вулканів, землетруси, зсуви, селі, обвали, ерозія земної поверхні, які призводять до небезпечних еко­логічних ситуацій на певних ділянках планети. Іноді ці процеси спричинюють глобальні екологічні катастрофи.

Нижня межа літосфери нечітка й визначається за різким змен­шенням в'язкості порід, збільшенням їхньої щільності та іншими геофізичними характеристиками. Товщина літосфери на конти­нентах і під океанами різна й становить відповідно 25—200 та 5—100 км. Найглибші шахти, пройдені людиною, сягають З— 4 км, а найглибша в світі свердловина (пройдена на Кольському півострові) — трохи більше за 12 км. Про склад і будову глибших зон літосфери нам відомо лише на основі непрямих методів (сейсмо- та електророзвідка, гравіметрія тощо).

Ш Охорона Грунтів. Ґрунти органо-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла й світла. Це природні утворення, які характери­зуються родючістю здатністю забезпечувати рослини речовина­ми, необхідними для їхньої життєдіяльності.

Найродючіші й найпотужніші грунти — чорноземи — форму­валися протягом багатьох тисячоліть у зонах лучних степів, де був сприятливий клімат (тепле літо, кількість опадів — 500— 600 мм/рік), оптимальні умови для розвитку багатої трав'янистої рослинності. Найбільші в світі запаси чорноземів зосереджені на території України. Про їхню цінність свідчить хоча б такий факт: у роки Другої світової війни німецькі окупанти вивозили україн­ський чорнозем залізничними ешелонами до Німеччини. Сьо­годні, на жаль, запаси та якість цього неоціненного природного ресурсу в нашій державі істотно знизилися, що пояснюється вар-162

варською, непродуманою їх експлуатацією, ерозією, засоленням, відчуженням земель під кар'єри та промислові споруди тощо.

Дуже важливим компонентом грунту є гумус (перегній) — органічна речовина, що утворилася з решток відмерлих рослин під впливом діяльності мікроорганізмів, які переробляють їх, розкладають, збагачують вуглекислим газом, водою, сполуками азоту та іншими речовинами. Ґрунтоутворення — важлива части­на біологічного кругообігу речовин та енергії. Ґрунт забезпечує рослини калієм і вуглецем, азотом і фосфором тощо. Родючість ґрунту залежить від кількості цих речовин у гумусі, гумусу в ґрунті й товщини шару ґрунту. Найкращі чорноземи містять до

9 % гумусу.

Ґрунти становлять величезну цінність не лише тому, що це основне джерело отримання продуктів харчування; крім того:

                  1. вони беруть активну участь в очищенні природних і стічних
                    вод, які фільтруються крізь них;

                  1. фунтово-рослинний покрив планети — це регулятор водного
                    балансу суші, оскільки він поглинає, втримує й перерозподіляє
                    велику кількість атмосферної вологи;

                  1. це й універсальний біологічний фактор, і нейтралізатор бага­
                    тьох видів антропогенних забруднень.

Тому користуватися ґрунтом, землею слід розумно й бережно. В гонитві за врожаєм грунти розорюються дедалі глибше й частіше, в них у неймовірних кількостях вносяться мінеральні добрива й пестициди. В результаті на величезних площах степо­вої і посушливої зон ґрунти втратили здатність убирати й пропу­скати воду, їхня структура деградувала, вони перенасичені шкідливими хімічними сполуками. Повсюдно родючість ґрунтів катастрофічно зменшується.

За останні 35—40 років уміст гумусу в грунтах України змен­шився на 0,3—0,4 %. За розрахунками Української академії аграр­них наук, щорічні втрати гумусу становлять від 0,6 до 1 т/га. Це наслідок використання недосконалих технологічних схем у сіль­ському господарстві та істотного зменшення внесення органічних добрив, що пов'язане із занепадом тваринництва.

Потрібні термінові заходи для відтворення структури й родю­чості ґрунтів — їх нейтралізація, розсолення, збагачення гумусом тощо. Як наголошується в одній з останніх доповідей ООН, подальше існування нашої цивілізації поставлене під загрозу через широкомасштабну загибель родючих земель, що зростає.

163


Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава З

Геоекопогія


Нині охорона й раціональне використання земельних ресурсів — одна з найактуальніших проблем.

Великих збитків сільському господарству завдає ерозія грунтів. Цьому негативному явищу сприяє активне утворення ярів у результаті діяльності людини — вирубування лісів на схилах, зни­щення трав'яного й чагарникового покривів, неправильного ро­зорювання землі тощо. Спричинюють ерозію й пилові бурі, коли в умовах посухи вітри видувають мільйони тонн грунтів, в одних місцях зносячи сантиметри й навіть десятки сантиметрів верх­нього родючого шару й перетворюючи багаті угіддя на безплідну пустелю, а в інших — засипаючи поля, сади, луки, дороги й будівлі шаром пилу та піску інколи завтовшки 2—3 м. Вітрова й водна ерозії цілком знищують ґрунти або істотно зменшу­ють вміст у них азоту, фосфору, калію, мікроелементів — усього того, від чого залежить родючість. Активізують ерозію ґрунтів часті оранки, культивації, боронування, ущільнення, трамбу­вання колесами й гусеницями важкої сільськогосподарської техніки.

До основних заходів задля відновлення ґрунтів на оголених ділянках належать насадження лісозахисних смуг, екологічно об­ґрунтоване зрошення земель, запровадження сівозмін, періодич­на консервація угідь (коли земля «відпочиває»).

Одне з найбільших лих після ерозії ґрунтів — їх засолення, основна причина якого полягає в неправильному зрошенні. Про­тягом останніх десятиліть тисячі гектарів посушливих земель у степових районах, пустелях і напівпустелях, де проводилось інтенсивне зрошення й спочатку значно підвищувалася врожай­ність, згодом стали непридатними для використання через «білу отруту» (так місцеві жителі називають сіль), якою забиваються всі пори ґрунту та його поверхня в результаті випаровування зрошу­вальних вод. Раніше, до масового зрошення, на великих терито­ріях росли дикі трави, чагарники, а на розумно зрошуваних землях постійно була високою врожайність полів і садів. А тепер через перезволоженість, надлишок води в ґрунтах та їхню засо­леність гинуть дерева, поля, сади, виноградники, плантації бавов­нику. В сусідніх із полями селищах вода заливає льохи, якість питної води істотно погіршилась, особливо навколо каналів, що спостерігається в Середній Азії вздовж Каракумського каналу, й у нас на півдні України, поблизу Північно-Кримського, Кахов­ського та Краснознам'янського каналів.

164

Охорона земної поверхні. Площа суші на Землі становить 148 млн км2; 10 % цієї площі припадає на льодовики Антарктиди й Гренландії. Решта території — вичерпні ресурси поверхні Землі: 33,1 % цієї території займають сільськогосподарські угіддя, 30,1 % — ліси, 36,8 % — так звані «інші» землі (площі, зайняті населеними пунктами, промисловими підприємствами, транс­портними магістралями тощо, а також болота, гори, тундри, пус­телі). Через діяльність людини структура земної поверхні постійно змінюється: зменшуються площі сільськогосподарських угідь і лісів, розширюються площі «інших» земель. Берегти зем­лю — це означає розумно, по-хазяйськи її використовувати, щоб слугувала вона довго, багатьом прийдешнім поколінням.

Чималі витрати земельних ресурсів пов'язані з промисловим і цивільним будівництвом, спорудженням військових об'єктів (аеродромів, баз, полігонів, складів тощо), видобуванням корис­них копалин.

Сільськогосподарські землі — найцінніша частина земельних ресурсів, оскільки вони забезпечують людство продуктами харчу­вання. Більша частина сільськогосподарських земель відводиться під ріллю, решта — під площі багаторічних насаджень (плантації, сади, виноградники, лісосмуги), луки й пасовиська. Населення Землі, що швидко примножується, вимагає збільшення кількості продуктів харчування, основний постачальник яких — орні землі. А можливостей для розширення їхніх площ майже не залишило­ся. Навпаки, в багатьох країнах спостерігається неухильне скоро­чення орних земель. Тому єдиний спосіб задовольнити дедалі більші потреби в продуктах харчування — це інтенсифікація сільськогосподарського виробництва, тобто одержання вищого врожаю з тих самих площ. У світі є певний досвід у цій справі.

♦ Наприклад, у 50—60-ті роки в деяких країнах Азії й Латин­ської Америки відбувалася так звана «зелена революція», коли за сприяння спеціалістів ООН було введено високоврожайні сорти рису, пшениці, сої, інших культур, застосовано нові технології вирощування, меліорації і т. д., що дало змогу різко (в 3—5 разів і навіть більше) підвищити врожайність основних сільськогоспо­дарських культур. Індія, наприклад, не лише забезпечила своє населення рисом, але навіть стала експортувати його.

Сьогодні в посушливих районах Землі спостерігається дуже небезпечне явище дезертизації, або спустелювання (рис. 3.7). Причини його — вразливість природи в цих зонах, надмірне

165

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава З

Геоекологія


І I
використання земель під пасовиська (худоба виїдає й витоптує слабкий трав'янистий покрив), вирубування на паливо нечислен­них дерев і кущів. У результаті різко активізується деградація грунтів і територія спустелюється. Так, за останні 50 років площа пустелі Сахара збільшилася на 650 тис. км2. Спеціалісти ООН підрахували, що у світі кожної хвилини на безплідну пустелю пере­творюється 44 га землі!

Ступінь спустелювання:

помі

омірнии

дуже високий

І високий

Рис. 3.7 Спустелювання материків

Ліс — надзвичайно важлива складова частина біосфери: це один із основних поглиначів вуглекислого газу й виробників кисню, постачальник дуже цінних матеріалів (деревини, сиро­вини для хімічної промисловості, продуктів харчування тощо), поглинач пилових і газових забруднень атмосфери, захисник поверхні Землі від водної ерозії та суховіїв; це середовище життя багатьох звірів, птахів, комах; ліс має величезне оздоровче значення, оскільки деякі дерева — біла береза, сосна, ялиця та інші — продукують особливі леткі

166

речовини — фітонциди, які вбивають хвороботворні мікроби й роблять повітря цілющим;

• і, нарешті, ліс діє на людину заспокійливо, сприяє пробуджен­ню в неї творчої наснаги, добрих, піднесених почуттів.

Ліс — це особливий, незмірно добрий і безконечно щедрий організм, який не просить нічого для підтримки свого існування й великодушно розсипає продукти власної життєдіяльності; він бере під захист усі живі істоти й пропонує затінок навіть лісорубові, який губить його.

С. Гаутама, основоположник буддизму

Відповідно до норм лісового законодавства, прийнятих біль­шістю країн, ліси поділяються на три групи:

                  1. ліси, що виконують водоохоронні (заборонні смуги по бере­
                    гах річок, озер і т. д.), захисні (протиерозійні ліси, державні лісо­
                    захисні смуги), санітарно-гігієнічні та оздоровчі (ліси заповідників
                    і національних парків) функції;

                  1. ліси захисного та обмежено експлуатаційного значення
                    лісові масиви в густонаселених районах і місцевостях з обмеже­
                    ними лісовими ресурсами;

                  1. ліси експлуатаційні — тайга, тропічні ліси.

У лісах першої та другої груп (а саме такі є на території України) забороняється заготівля деревини, тут допускаються лише так звані санітарні рубки, коли вирубуються тільки хворі й усохлі дерева. А взагалі в лісоводів є давнє добре правило: «Зру­бав дерево — посади два нових!»

«Інші» землі поділяються на дві групи:

                  1. малопридатні для сільського господарства землі — пустелі,
                    гори, тундра, яри тощо; деякі з них можуть бути освоєні, але з
                    великими матеріальними й фінансовими затратами;

                  1. заселені й забудовані території, тобто такі, що вже не мож­
                    на використати якось інакше.

Рекультивація порушених земель. У результаті господарської діяльності людини утворюються порушені землі, що втратили свою господарську цінність, а іноді навіть стали джерелом забруднен­ня природного середовища. Найбільше порушують землю відкриті гірничі виробки (кар'єри). В Криворізькому регіоні, наприклад, великі площі колись родючої землі перетворено залізорудними кар'єрами на ділянки «місячного ландшафту», де

167

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Гпа в а З

Геоекологія


не може зберегтися жодна рослина чи жити яка-небудь тварина. Землі порушуються також відвалами пустих порід, шлаків, звали­щами сміття й побутових відходів поблизу великих міст.

Кар'єри, терикони, звалища, крім того, що вони займають великі площі земної поверхні, становлять джерело забруднення атмосфери й гідросфери: з них вітрами розноситься пил, деякі терикони димлять, викидаючи в повітря оксиди сірки; забруднені води з відвалів потрапляють у водоносні горизонти й водотоки. Через інтенсивне відкачування з шахт і кар'єрів підземних вод знижується їхній рівень на прилеглих територіях, інколи ж (поблизу великих кар'єрів) підземні води й зовсім щезають.

Згідно з чинним законодавством порушені землі мають бути відновлені рекультивацією. Зокрема, рекультивацію кар'єрів повинні здійснювати ті гірничодобувні підприємства, що їх створили.

Рекультиваційні роботи виконуються в два етапи: технічна рекультивація, потім біологічна.

У ході технічної рекультивації порушені землі готують для подальшого використання: планують їхню поверхню (найглибші частини кар'єрів засипають пустими породами, виположують їхні стінки); знімають, перевозять і складують у бурти родючий грунт (це роблять до початку проходки кар'єра); будують дороги, гідро­технічні й меліоративні споруди. Якщо відвальні породи містять шкідливі для рослин речовини (сульфіди, солі важких металів тощо), то на них після планування накладають шар нейтральної породи (глини, піску тощо). Після планування відвали мають пройти стабілізацію (один-два роки), коли під дією сили ваги й зволоження відвальні породи ущільнюються.

Біологічна рекультивація передбачає комплекс робіт для поліпшення фізичних та агрохімічних властивостей грунтів на рекультивованих землях (вапнування, піскування, внесення міне­ральних добрив тощо). Знятий раніше родючий грунт, що збе­рігався в буртах, наноситься на поверхню спланованих і стабілізованих відвалів.

Розрізняють кілька видів рекультивації залежно від того, як саме передбачається використовувати порушені землі.

Сільськогосподарська рекультивація здійснюється в районах розвиненого сільського господарства, на великих за площею відвалах чи кар'єрах. Це найдорожчий вид рекультивації, бо до земель, де мають вирощуватися сільськогосподарські культури,

168

ставляться найвищі вимоги. Зокрема, кут нахилу місцевості не може перевищувати 3°.

Лісогосподарська рекультивація проводиться там, де є мож­ливість відновити ділянки лісу з цінними сортами дерев. її вартість і вимоги до агрохімічних характеристик ґрунту нижчі, ніж за сільськогосподарської рекультивації.

Водогосподарська рекультивація стосується здебільшого тих кар'єрів, які після відпрацювання заповнюються ґрунтовими й дощовими водами. Такі штучні озера впорядковуються, в них запускається риба, їхні береги озеленюються тощо.

Рекреаційна (від лат. recreatio — відновлення сил, відпочинок) рекультивація виконується неподалік міст і великих населених пунктів з метою створення зон відпочинку. Здебільшого вона поєднується з водогосподарською й лісогосподарською рекульти­вацією (озера в кар'єрах упорядковують, на їхніх берегах споруд­жують пляжі, бази відпочинку, висаджують дерева, куші й т. д.).

Санітарно-гігієнічна рекультивація здійснюється для консер­вації порушених земель, припинення шкідливої дії кар'єрів, відвалів на природне середовище (скажімо, аби звалище не забруднювало повітря й підземні води), якщо з якихось причин використання порушених земель вважається недоцільним.

Будівельна рекультивація — це підготовка порушених земель під спорудження житлових будинків, спортивних майданчиків, промислових підприємств, складів і т. д. Кар'єри при цьому заси­паються відвальними породами, їхні стінки виположуються, підводяться дороги, теплотраси, виконуються меліоративні робо­ти (дренаж тощо).

Ш Охорона земних надр. Надра Землі використовуються люди­ною з різною метою, зокрема для:

                  1. видобування корисних копалин;

                  1. зберігання рідких і газоподібних корисних копалин у природ­
                    них і штучних сховищах;

                  1. будівництва різних споруд, сховищ і навіть цілих заводів;

                  1. прокладання транспортних комунікацій (метро, трубопроводи);

                  1. поховання токсичних промислових і стічних вод.

Головний напрям використання надр — це, звичайно, видобу­вання мінеральної сировини.

169

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава З

Геоекологія


І

Серед численних видів діяльності людини є два, що мають особливе значення, оскільки від них залежить саме існування суспільства: це праця сільського трудівника, фермера, котрий виробляє продукти харчування, та праця гірника, шахтаря, який видобуває з надр Землі енергетичну й мінеральну сировину, без чого неможливе функціонування всіх інших галузей господарст­ва. При цьому, якщо збільшення виробництва продуктів харчу­вання прямо пропорційне зростанню чисельності населення, то підвищення енергоємності й матеріаломісткості сучасного вироб­ництва набагато випереджає його. Як свідчать статистичні дані, при збільшенні населення в 4,5 раза потреба в енергії зростає у 12 разів, а матеріалів, що видобуваються з надр Землі, — в 9 разів.

Заданими ООН, сьогодні з надр Землі щорічно видобувається близько 20 млрд т корисних копалин. При цьому разом із корис­ними копалинами з надр на поверхню піднімається ще більше пустих порід (за оцінками, 150 млрд т щороку). Всього ж, як вва­жають учені, за всю історію людства, починаючи від бронзового віку, було виплавлено 16 млрд т різних металів, у тому числі впродовж останніх 45 років — 11 млрд т.

Від середини XVI до середини XX ст. споживання людством заліза зрос­
ло в 5 тис. разів, і темпи його видобування подвоюються кожні 10 років.

* Приріст видобутку урану: 1980 р. — 40—50 тис. т; 1985 р. — 85—
100 тис. т; 2000 р. — 800 тис. т.

За сучасної технології видобування й переробки корисних копалин лише 1—5 % речовини, що добувається з надр, викори­стовується у вигляді продукції, вся решта йде у відвали й відходи.

На скільки ж років людству вистачить земних запасів корисних копалин і які вони, ці запаси? За даними науки геохімії, у верхній десятикілометровій товщі літосфери 99 % її маси становлять 12 хімічних елементів: О, Si, АІ, Fe, Са, Na, К, Mg, Н, Ті, С і СІ. Решта елементів містяться в дуже невеликих кількостях. Тим ча­сом людство використовує всі елементи таблиці Менделєєва, але в різних кількостях. За останні десятиліття величезного значення для економіки всіх країн набули нафта, газ, алюміній, титан, хром, нікель, кобальт, уран, манган, свинець та олово. Міжна­родні експерти вважають, що за таких темпів споживання, які характерні зараз для найрозвиненішої країни світу — США, розвідані запаси цих корисних копалин на материках будуть вичерпані за кілька десятиліть (деяких — за одне-два століття).

170

» За даними ООН, ресурси 18 економічно найважливіших мінералів опинилися на межі цілковитого вичерпання, навіть за умови введення рециклічності й відновлення. Серед них — золото, срібло, ртуть, свинець, сірка, олово, цинк, вольфрам.

Щоправда, слід ураховувати й додаткові фактори.

                  1. Не всі ще родовища корисних копалин відкрито й узято на
                    облік. Особливо це стосується шарів літосфери глибше за 3—4 км,
                    вивчених дуже погано. Крім того, величезні запаси мінералів
                    містить Світовий океан. Тут є родовища нафти й газу, залізоман-
                    ганові й фосфоритові конкреції, розсипні родовища золота, пла­
                    тини, алмазів, рідкісних металів тощо. Сьогодні ці багатства
                    використовуються дуже мало.

                  1. У зв'язку з вичерпанням багатьох родовищ у деяких випад­
                    ках стає економічно вигідним переробляти так звані некондиційні
                    руди — з низьким умістом корисних компонентів, які раніше
                    йшли у відвали.




                  1. Так, до Другої світової війни в Криворізькому залізорудно­
                    му районі залізо добувалося з руд, що містили не менше ніж 50 %
                    цього елемента, бідніші руди йшли у відвали. Після війни кон­
                    диційними стали вважатися руди з умістом 46 % заліза. Тому
                    стало економічно вигідним переробляти відвали, яких тут нагро­
                    мадилася величезна кількість.

                  1. Інший приклад. У США є великі запаси бітумінозних
                    пісковиків, з яких можна добувати нафту. Але за нинішніх цін на
                    нафту на міжнародному ринку добування її з пісковиків еконо­
                    мічно нерентабельне. «Нафтова криза», що вибухнула в 70-ті ро­
                    ки XX ст., змусила вчених США впритул заходитися розробляти
                    технологію добування палива з бітумінозних пісковиків. Було
                    вкладено великі кошти в наукові дослідження, в результаті чого
                    собівартість нафти, що добувається таким способом, удалося зни­
                    зити в кілька разів. Нафта зі звичайних родовищ дедалі дорожчає,
                    й у разі збільшення її собівартості вдвоє, порівняно з цінами
                    1990 p., стане економічно вигідно добувати її з пісковиків.

• Великі можливості економії та раціонального використання
ресурсів криють у собі й родовища, які розробляються сьогодні у
світі. Йдеться передусім про зниження кількісних і якісних втрат
корисних копалин під час їх видобування. Кількісні втрати зумов­
лені тим, що частина руди чи вугілля залишається під землею —

171

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Гпава З

Геоекологія


в ділянках між блоками й між шахтами, в так званих охоронних ціликах (стсвпах породи, не вилученої в процесі розробки для запобігання обвалам покрівлі). Якісні втрати спричинюються тим, що під час видобування корисної копалини частина руди змішується з пустими породами, в результаті чого вміст металу в руді виявляється нижчим, зростає зольність вугілля тощо.

У разі видобування корисних копалин відкритим способом (кар'єрами) втрати значно менші (10—12 %), ніж при підземно­му, шахтному способі (30—40 %). Однак не кожне родовище можна розробляти відкритим способом, а крім того, при цьому виникають інші порушення природного середовища. Чималу еко­номію ресурсів дає застосування новітніх технологій видобування корисних копалин: свердловинного гідродобування й вилуговуван­ня, підземного виплавляння сірки, газифікації вугілля в надрах та ін. Дуже перспективними вважаються мікробіологічні методи добування корисних копалин: виведено такі штами бактерій, які, розкладаючи сульфіди та інші сполуки металів із дуже бідних руд, переводять їх у розчинну у воді форму, звідки вони після цього можуть бути вилучені економічно вигідним способом (так тепер добувають Zn, Мп, Аи, Ві, U, Sb, Li і Ge).

Важливий напрям економії мінеральної сировини викорис­тання вторинних ресурсів. Наукові розрахунки свідчать, що повторно можна використовувати майже 70 % основних металів. Сьогодні ж промисловість економічно розвинених країн вико­ристовує в кращому разі лише 30—40 % міді, заліза та інших металів, решта безповоротно втрачається, нагромаджується у зва­лищах, розсіюється, забруднюючи біосферу. Слід урахувати, що для добування сировини із вторинних ресурсів потрібно набагато менше затрат, у тому числі й енергетичних, ніж для видобування тієї ж сировини з первинних руд. Наприклад, у разі добування скла переплавлянням битих скляних виробів, пляшок тощо витрати електроенергії вчетверо менші, ніж при добуванні його з піску, поташу та ін. Переробка вторинних ресурсів дає прибуток. ♦ Так, американські підприємства переробляють старі пласти­кові пляшки від напоїв у все що завгодно — від стовпчиків для огорож до теплих прокладок у зимові куртки. ♦ Гори спрацьова­них автомобільних шин перетворюються на паси для вентиля­торів, на автодеталі й навіть на нові шини. ♦ Алюміній, добутий зі старих банок від пива, виявляється вдвоє дешевшим від алюмінію, який виплавляється з бокситів. ♦ Близько 70 % газет,

172

що виходять у США, друкуються на папері, виготовленому зі старих газет.

Дедалі ширше в господарстві починають використовуватися замінники дефіцитних ресурсів. ♦ Так, у машинобудуванні 1 т полімерних матеріалів може замінити 3 т дефіцитної бронзи. ♦ Полімерами замінюють свинець, мідь, олово та інші гостро­дефіцитні метали. ♦> Важкі багатотонні опори для верстатів-велетнів, які раніше виготовлялися з чавуну, сьогодні з успіхом замінюють бетонними. ♦ Застосування нових конструкційних матеріалів — композитів — дало змогу конструкторам найбільшо­го в світі українського літака «Мрія» знизити його масу на 3 т, а це забезпечує за період експлуатації кожної такої машини економію 18 тис. т (!) дефіцитного авіаційного палива.

Взагалі у світі спостерігається тенденція до зменшення обсягів використання природних ресурсів. Металургійні гіганти типу тих, що досі діють в Україні, поглинаючи мільйони тонн руди, коксу й випускаючи мільйони тонн низькоякісного чавуну і сталі, є вчорашнім днем промисловості. Економіка найрозвиненіших країн світу дедалі більше базується на малотоннажному вироб­ництві, а основними галузями стають складне сучасне машинобу­дування, електроніка, обчислювальна техніка. Тому одним із го­ловних завдань, що постають перед нашою молодою державою, є докорінна перебудова структури промисловості, а саме — змен­шення частки важкої індустрії й військово-промислового ком­плексу та збільшення частки виробництва наукоємкоі продукції й товарів народного споживання. Це істотно знизить енергоємність і матеріаломісткість виробництва, послабить залежність України від зовнішніх поставок ресурсів, передусім паливно-енергетич­них, і, нарешті, поліпшить екологічну обстановку в країні (відо­мо, як забруднюють природу старі промислові гіганти).

Зменшення обсягів видобутку мінеральних ресурсів із надр Землі досягається також їх комплексним використанням. Прак­тично всі родовища твердих корисних копалин комплексні, тоб­то, крім основного компонента, містять цілу низку супутніх. Так, поліметалічні руди, крім основних металів (Cu, Pb і Ni), містять іще Аи, Ag, Pt, Sn, W, Mo, Co, As, Fe, Ba, Cd, Se, Те, In, Re та ін. Іноді супутні корисні компоненти виявляються ціннішими за

основні.

Більшість залізних руд також є багатокомпонентними. Це сто­сується, наприклад, залізних руд нашого Криворіжжя, які, крім

173

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Fe, містять також V, Cu, Co, Ni, Ge, P, S, В, Та, Nb і Zr. He всі ці компоненти сьогодні вилучаються з криворізьких руд, хоча спеціальні технології у світі напрацьовані.

Значно порушують земну поверхню гірничі розробки — шах­ти, кар'єри, свердловини. Підземні розробки спричинюють утво­рення порожнин і тріщин у гірських породах, просідання ґрунту, обвали та зсуви порід, осушення водоносних горизонтів. Із гірських порід виділяються шкідливі гази (метан, сірководень), трапляються раптові прориви підземних вод, явища так званого «гірського удару» й т. д. Проходка кар'єрів супроводжується великими штучними пониженнями рельєфу, по краях кар'єрів розвиваються зсуви та обвали, в районах кар'єрів і шахт істотно знижується рівень підземних вод. Навколо родовищ, які розроб­ляються, утворюються відвали пустих порід, терикони, що займа­ють великі площі родючих земель. Поверхневі водотоки забруд­нюються мінералізованими водами, які відкачуються із шахтних горизонтів.

Відомі способи якщо не запобігання цим екологічним пору­шенням, то принаймні пом'якшення їхніх негативних наслідків. Головним напрямом тут має стати якнайширше впровадження маловідходних або (в ідеалі) безвідходних технологій. Суть їх полягає в тому, що з надр Землі слід брати якомога менше, а з того, що взято, вилучати якомога більше корисних компонентів.


1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   39

Схожі:

Білявський Г. О. та ін. Б61 Основи екології: Підручник / Г. О. Білявський,...
Редакція літератури з природничих і технічних наук Головний редактор Т. В. Ковтуненко Редактор А. С. Мнишенко
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Івано-Франківський національний...
Зоріна Н. О., Стельмахович Г. Д. Основи екології: Практикум. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010 – 36 с
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Харківський...
Тема ВІТЧИЗНЯНАТРАДИЦІЯ В ЕКОЛОГІЇ: МЕТОДОЛОГІЧНІ І КОНЦЕПТУАЛЬНІ ОСНОВИ ПІЗНАННЯ БІОСФЕРИ
Журавського В. С. К.: Юридична думка, 2005. с. 31. Наровлянський...
Відповідність програмі: І.І. Котюк Основи правознавства: Підручник для 9-го класу. К.: Генеза, 2002. с. 59
ПРОГРАМА, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ І КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ З ДИСЦИПЛІНИ “ОСНОВИ...
Програма, методичні вказівки, і контрольні завдання з дисципліни “Основи екології” для студентів всіх спеціальностей заочної форми...
Теми реферат ів із курсу «Основи екології»
Теорія соціальної дезадаптацій як оцінка перспектив подолання екологічної кризи
Програма «Іноземні мови» 2-12, 5-12 класи. Програми для загальноосвітніх...
Підручник Карп’юк О. Д. Англійська мова: Підручник для 3 класу. К.: Навч книга, 2003. – 160 с.: іл
Програма «Іноземні мови» 2-12, 5-12 класи. Програми для загальноосвітніх...
Підручник Карп’юк О. Д. Англійська мова: Підручник для 3 класу. К.: Навч книга, 2003. – 160 с.: іл
Назва мовою оригіналу: Основи наукових досліджень: Підручник. Затверджено МОН
РОЗДІЛ Методика математичного планування багатофакторного експерименту й аналіз його результатів
Реферат з екологічного права України
Управління в галузі екології – внутрішня структура, сукупність елементів, що реалізують державну політику в галузі екології, здійснюють...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка