Величина отражающей способности (альбедо) поверхности Земли

ли служит, например, потемнение поверхности европейских и североамери­канских ледников (связанное с осаждением сажи и копоти из загрязненной атмосферы), а также потемнение снежного покрова на огромных простран­ствах вблизи промышленных центров, снижение их альбедо составляет 40 %. Распашка новых земель, увеличение площади пахоты (альбедо свежевспа-ханной почвы — 0, 5 %), лесоразведение, озеленение, обводнение террито­рий, урбанизация, агломерирование и другие изменения поверхности Земли сопровождаются понижением альбедо и, следовательно, глобальным повы­шением температуры.

К факторам и условиям, повышающим температуру воздуха и грунтов, относятся:

• увеличение в составе атмосферы углекислого газа, свободно пропус­кающего лучистую энергию Солнца, но частично задерживающего отраженные тепловые лучи;

• выделение антропогенного тепла при сжигании различных видов ми­нерального и органического топлива, а также при крупных и дли­тельных пожарах;

• поступление в атмосферу электрической, ядерной и других видов энер­гии;

• сброс горячих и теплых вод;

• повышение аккумуляции солнечного тепла поверхностями с пони­женным альбедо;

• увеличение площади поверхностей, выполняющих роль тепловых ак­кумуляторов (асфальт, каменные покрытия, железные крыши зда­ний и т.д.), имеющих в летнее время температуру 60 С;

• осушение почв и грунтов, плотная застройка, вырубка лесов и т.д.;

• выделение тепла людьми, животными и микроорганизмами. Глобальное увеличение температуры верхних оболочек Земли (приводя­щее к резкому исчезновению мощного ледового покрова) вызовет перерас­пределение гравитационных нагрузок, изменит напряженное состояние зем­ной коры и отразится на величине угла наклона земной оси, а также скоро­сти вращения нашей планеты. Это существенно повысит тектоническую ак­тивность планеты, усилит горообразовательные процессы, землетрясения и извержения вулканов.

К антропогенным факторам и условиям, понижающим температуру, от­носятся:

• запыление атмосферы, препятствующее проникновению солнечных лучей на поверхность;

• повышение альбедо поверхностей (увеличение доли территории свет­лых тонов);

где: Cj, С2, С_п— фактические концентрации токсиканта;

ПДК1, ПДК₂, ПДК_П — предельно допустимые концентрации тех же веществ.

Существенны экологические последствия от техногенных аварий и ка­тастроф. Так, площадь территорий с экологически неблагоприятной ситуацией в настоящее время в 17 раз больше площади всех вместе взятых природных заповедников. Суммарная площадь территории России, на которой могут возникнуть очаги химического загрязнения, составляет около 300 тыс. км² с населением около 54 млн чел. Основные виды аварий с наиболее тяжкими последствиями для окружающей среды — пожары, взрывы и открытые га­зонефтяные фонтаны, — составляют 68% всех аварий. Так, в 1994 г. в Рос-

3. Основы природопольз.: экологич.,...

• искусственное орошение и обводнение территорий;

• искусственное замораживание грунтов и вод.

Очень важным является и привнесение в биосферу любых новых физи­ческих, химических и биохимических компонентов, которое называют заг­рязнением. Оно бывает как природным, так и техногенным. Количествен­ной мерой загрязнения биосферы может быть величина, суммирующая коэф­фициенты концентрации или рассеяния по отношению к фоновому уровню:

где Q — отношение содержания химического элемента в оцениваемом объек­те к фоновому (Cf).

Однако эта оценка представляется по меньшей мере недостаточной. Не­обходимо ранжировать загрязняющие элементы по степени токсичности. К настоящему времени также не решены и вопросы суммарного влияния на биосферу нескольких элементов, вызывающих эффекты их антагонистичес­кого (снижающегося), синергетического (увеличивающегося) или эмерджент-ного (обусловливающего появление совершенно новых свойств) взаимодей­ствия. Эта проблема очень остра, так как обычно в биосфере присутствуют и одновременно взаимодействуют большое количество и число химических элементов. При совместном присутствии в биосфере нескольких токсичес­ких элементов (1, 2,..., п) сумма их концентраций не должна превышать единицы при расчете по формуле

(2.1)

(2.2)

сии было около 36 000 аварий на магистральных и внутрипромысловых тру­бопроводах нефти и газа, которые создали в ряде районов чрезвычайную ситуацию.

Технические аварии и вызванные ими изменения окружающей среды усугубляются катастрофами природного характера. Так, вырубка лесов и ме­лиорация болот способствует активизации оползневых и эрозионных про­цессов, резко повышают вероятность и опасность наводнений и ураганных ветров. Кроме того, если содержание углекислого газа в атмосфере удвоит­ся, то разрушительная сила ураганных ветров на всем земном шаре возрас­тет на 40-50 %.

Человек научился синтезировать 10 млн разнообразных веществ, из ко­торых около 100 тыс. наименований промышленно используются в хозяй­стве. Широкое применение имеют 15 тыс. веществ. Более 80 % из них при­меняют без оценки токсичности (мутагенности и канцерогенности). В ходе своей производственной или сельскохозяйственной деятельности человек со­здает значительное количество отходов, накапливаемых в различных гео­сферах и загрязняющих биосферу пылью, газами или растворами. Поэтому загрязнение геосфер — это прежде всего проблема отходов. В биосферном понимании к отходам следует относить все, что появляется в результате деятельности человека и не включается в природные или искусственные био­геоценозы.

Большую опасность для биосферы представляют отходы, полученные на основе синтеза новых веществ или привнесенные из других сфер и содержа­щие «чужеродные» вещества или элементы. В частности, в России ежегодно образуется около 20 млн т (без учета горной промышленности) неутилизиро-ванных токсичных отходов, которые складируются на территории предприя­тий или же сбрасываются (зачастую бесконтрольно) в канализационные сети, поверхностные водоемы, балки, овраги и полигоны бытовых отходов.

Только в масштабах СНГ ТЭЦ, работающие на угле и торфе, выбрасы­вают около 70 млн т пылевидной золы и кусковых шлаков в год. За истек­шее столетие на земную поверхность попало свыше 20 млрд т шлака и рас­сеялось в виде аэрозоля почти 3 млрд т золы. Отвалы вблизи крупной ТЭС обычно занимают 400-800 га ценных земель. Накопление громадных масс твердых отходов (—110 млн т в год) сопровождает работу 300 российских ТЭС на угле, расходуемом на эти цели в СНГ в количестве 5 млрд т/год.

Высокоотходны и металлургические отрасли: ежегодно металлурги СНГ накапливают свыше 52 млн т доменных, 24 млн т сталеплавильных и 2, 4 млн т ферросплавных шлаков. Так, в черной металлургии на 1 т металла приходится 0, 2-1 т шлака, в цветной — уже 10-100т. Шлаки металлур­гических производств обычно содержат значительное количество ценных компонентов, которые зачастую не утилизируются, но всегда представляют собой мощный источник загрязнения биосферы. В составе осадков гальва­нического производства (130 предприятий СНГ) обнаружены высокие кон­центрации Zn, Sn, иногда Ag и Bi. Кларки концентрации ряда других ток­сичных элементов также очень высоки: Cd — п-1000, (РЬ, Си, Сг) — п-100, Ni-nl0.

В машиностроении максимальное количество твердых отходов прихо­дится на литейные цехи. Образующаяся при этом технологическая пыль, обычно содержащая повышенные концентрации Mg, W, Cr, Ni, Си и V, как правило, не утилизируется.

В химической промышленности наиболее объемными отходами являются фосфогипс (613 млн т в год), пиритные огарки, галитовые отхо­ды, Fe-купорос и др. Частично утилизируются лишь фосфогипс (9 %) и пи­ритовые огарки. В шламе от получения химических реактивов кларк кон­центрации Cd достигает 2 300, а РЬ — п-100. В типографских отходах кларк концентрации свинца равен 5. Несовершенство технологических процессов химической промышленности приводит к тому, что каждый год количество твердых отходов увеличивается примерно на 115 млн т. В агрохимической промышленности образуется —94 млн т твердых и 97 млн т жидких отхо­дов. Общая площадь шламохранилищ этой отрасли составляет в настоящее время примерно 10 тыс. га.

Коммунальные н бытовые твердые отходы (включающие городской мусор и осадки очистных сооружений) по объему сопоставимы с промыш­ленными. Так, промышленные и бытовые отходы только городского секто­ра ежегодно составляют более 3, 5 млрд т, сточные воды — 500 км³, выбро­сы газов и аэрозолей — 1 млрд т. Их количество оценивается в СНГ величи­ной 0, 15-0, 3 млн т/год. Из них 124 млн м³ вывозится на свалки, а остальной мусор уничтожается и сжигается на специальных заводах. Высокотоксич-. ными являются и осадки очистных сооружений, величина которых в СНГ достигает 6-7 млн т/год.

В 1998 г. на очистные сооружения г. Владикавказа поступило 91, 9 млн м³ сточных вод, из которых после очистки сброшено в водные объекты норма­тивно очищенными 80, 17 млн м³, недостаточно очищенными — 10, 95 млн м³ и 0, 34 млн м³ без очистки (табл. 2.2).

Каждый регион Российской Федерации испытывает техногенную нагруз­ку от своих источников загрязнения, во многом специфических и не похо­жих на источники других, даже расположенных рядом, загрязнителей.

Таблица 2.2 Водопотребление и водоотведение в коммунальном хозяйстве