Загальна характеристика геосистеми

Й природним середовищем

У взаємовідносинах людського суспільства з природою виділено чотири періоди.

Перший, давній період включає палеоліт, мезоліт і неоліт. Він характеризується накопиченням знань про природу, пристосуванням людини до природи та дуже незначним антропогенним впливом на неї. Основним джерелом енергії тоді була мускульна сила людини, яка повністю залежала від природи.

Другий період — рабовласницький лад і феодалізм. У цей період інтенсивно розвивається: землеробство, скотарство, виникають ремесла, розширюється будівництво сіл, міст, фортець. Чисельність населення в XV— XVII ст. уже перевищувала 500млн. Цей період можна назвати періодом активного використання людиною природних ресурсів, взаємодії з природою. Тиск на довкілля в цей час був загалом ще незначним і локальним. Надалі розвиток цивілізацій супроводжувався дедалі тяжчими екологічними кризами.

Третій період (XVIII ст.— перша половина XX ст.).Це час бурхливого розвитку фізики, техніки, винайдення парового двигуна, електричного мотора, атомної енергії. Чисельність населення досягло в цьому періоді понад 3,5 млрд. чоловік. Це – період активного розвитку локальних і регіональних екологічних криз. Основними принципами розвитку суспільства на той час були: боротьба з природою, підкорення природи, панування над нею та впевненість, що природні ресурси невичерпні.

Четвертий період (останні 50-70років). Характеризується: розвитком глобальної екологічної кризи, виникненням і посиленням парникового ефекту, появою озонової дірки, кислотних дощів. Це період суперіндустріалізації, супермілітаризації, суперхімізації. Чисельність людства в наш час досягла 6,5 млрд. чоловік. Екологічна криза планети в останній, четвертий, період розвивається нерівномірно. Тому вчені поділяють 4 період на три етапи:

Перший етап (1945-1970 рр.). Характеризується нарощуванням гонки озброєнь всіма розвиненими країнами світу, хижацьким знищенням природних ресурсів у всьому світі, розвитком кризових екологічних ситуацій у межах Північної Америки, Європи, окремих регіонів колишнього СРСР.

Другий етап (1970-1980 рр.). Характеризується інтенсивним забрудненням вод Світового океану, забрудненням космічного простору, це етап широкої хімізації, починається виробництво пластиків.

Третій етап (з 1980 р. до теперішнього часу). Характеризується: зміною ставлення людей на планеті до природи, всебічним розвитком екологічної освіти в усіх країнах, широким громадським рухом за охорону довкілля, виникненням величезної кількості «зелених» (організацій, асоціацій, товариств), появою й розвитком альтернативних джерел енергії, прийняттям нових національних і міжнародних законів про охорону природи.

Сьогодні в усьому світі екологічні знання почали прищеплювати з дитячих і шкільних років, у вузах екологію вивчають на всіх факультетах.

 

1.3 Мета, предмет, об'єкт та задачі

вивчення традиційної екології

Предмет екології, як науки, зародився з біології. Екологія поєднує: природничі, суспільно-політичні, технічні, економічні, юридичні науки. Вперше термін «екологія» запропонував німецький біолог Ернест Геккель у 1866 р. У праці «Загальна морфологія організмів». Він навів таке визначення цієї науки:

Екологія – це сума знань, що належать до економіки природи – вивчення всієї сукупності взаємовідносин рослин і тварин і навколишнього середовища, як органічного, так і неорганічного, і перш за все її дружніх чи ворожих стосунків.

Сучасний термін «екологія» визначається так:

Екологія – наука, навчальна дисципліна та галузь природоохоронної діяльності, яка вивчає взаємодію між природою, людиною і господарством.

Мета екології, це: обов'язкове екологічне обґрунтування всіх видів господарської діяльності, поліпшення політики природокористування,

Головний предмет дослідження – вивчення особливостей та розвитку взаємозв'язків між організмами, їхніми угрупованнями різних рангів, екосистемами й неживою компонентою екосистем, а також дослідження впливу природних і антропогенних факторів на функціонування екосистем і біосфери в цілому.

Виходячи з цього, основними завданнями екології є:

• Вивчення стану сучасної біосфери планети;

• Вивчення проблеми народонаселення;

• Вивчення проблеми «парникового ефекту»;

• Вивчення проблеми кислотних дощів і озонової діри;

• Вивчення проблеми повної утилізації відходів промисловості;

• Вивчення проблеми екологічно «чистої» енергетики;

• Вивчення проблеми дехімізації сільського господарства;

• Вивчення проблеми екологічно «чистого» транспорту;

Об'єктів вивчення екології безліч, як і в будь-якій іншій науці. Але головний, це вивчення екосистеми.

Екосистема – це єдиний природний комплекс, утворений за довгий період живими організмами й середовищем, в якому вони існують, і де всі компоненти тісно пов'язані обміном речовин і енергії.

Лекція 2

СУЧАСНА ЕКОЛОГІЧНА СИТУАЦІЯ ОКРЕМИХ КОМПОНЕНТІВ БІОСФЕРИ (ЕЛЕМЕНТИ ГЛОБАЛЬНОЇ ЕКОЛОГІЇ, ЕКОЛОГІЧНИЙ ІМПЕРАТИВ

2.1 Непомірне зростання кількості населення

2.2 Марнотратство, нераціональне використання природних ресурсів

2.3 Забруднення довкілля

2.4 Екологічний імператив.

 

Головне протиріччя в наш час полягає в тому, що людина постійно працює над підвищенням свого рівня життя. А це негативно впливає на природу та оточуюче середовище.

Є три екологічні загрози, різних, але тісно переплетених між собою:

По-перше, це непомірне розмножування самої людини.

По-друге, це – марнотратство та нераціональне використання природних ресурсів.

По-третє, це – знищення та отруєння того, що робить можливість життя.

Все це загрожує майбутньому людству.

2.1 Непомірне зростання кількості населення

Кожну хвилину на планеті народжується 250 дітей, кожну добу населення Земної кулі збільшується на ¼ млн., що за рік становить 80 млн. В Африці зараз проживає 500 млн., а в 2050 році при збереженні тих самих темпів народжуваності населення континенту складе 4млрд. Населення тільки однієї Нігерії досягне 620 млн., що буде більше чім у всій Африці сьогодні. Кожин рік на кожного жителя планети припадає 20 т. мінеральної сировини, з яких 97-98% йде у відходи. Кожен мешканець Землі у середньому викидає за рік 1т сміття. Океан поступово перетворюється в смітник. На 1 км² океану с середньому припадає 17 т сміття на рік. Збільшення кількості населення викличе потребу в подальшому інтенсивного розвитку тваринництва, тоді як тільки одна велика промислова тваринницька ферма забруднює середовище так, як місто з 100-тисячним населенням. Ми погано поводимося з Землею, і це загрожує нам великими небезпеками у майбутньому – в немалому ступені у в зв’язку з збільшенням народонаселення.

 

2.2 Марнотратство, нераціональне використання

природних ресурсів

Біля половини поверхні Землі в наш час сильно змінено людиною, в тому числі 11-12% розорано, а 25-27% займають інші с/г угіддя. Площа покрита дахами і дорогами, перевищує територію Франції. З антропогенною діяльністю пов’язана і доля Чорного моря. Вчені підрахували, що якщо не прийняти термінових заходів, то через 10-15 років Чорне море загине.

Безгосподарність. Саме про неї свідчить кількість териконів, які перевищують 2 тис., з них 700 ті що горять. Відвали шахт шкідливо впливають на навколишнє середовище, при чому з особливою силою це проявляється на протязі 25-30 років після закінчення робіт. У наш час при видобуванні і переробці вугілля та сланцю у відвали потрапляє більше 1 млрд. інших порід. Вугільна промисловість (станом на 2000 рік) відкачувала із шахт 60 млн. м³ /рік шахтних вод. Одночасно з добуванням вугілля і сланцю щорічно відкачується більше 2 млрд. м³ підземних вод, забруднених бактеріями. Разом з стічними водами вугільні підприємства скидають до 180 тис. т завислих речовин і більше 4 млн. т мінеральних солей і солей важких металів. Все це потрапляє в поверхневі води відповідних територій. В середньому на видобуток 1т палива витрачається 7,5га земельних площ, а при відкритій розробці цей показник досягає 30га і більше.

Вода. Це найцінніший, найважливіший для життя людини мінерал, без якого взагалі неможливе його існування. В Стародавньому Римі міський водопровід забезпечував кожного жителя 3л води на добу. Сьогодні міський житель використовує від 300 до 500л води в день. Але різниця між тією водою, яку вживали стародавні римляни, і сучасної водопровідної дуже велика. Відомо, що сам водопровід в більшості випадків є причиною екологічних забруднень.

Споживання води в розвинених країнах скорочується. В СНД воно почало знижуватися після 1980 р. В 1987 р. в Каліфорнії споживання води зменшилося на 5-10% без яких-небудь серйозних змін способу життя населення. Зараз у середньому 25-30% води витрачається абсолютно марно (теча в системах і т. д.). На виробництво 1 т паперу йде 100 т води, одного автомобіля – 250т, атомні станції поглинають цілі озера. У 1985 р. 80% свердловин у Флориді були закриті через зараження води пестицидами. Хлорування питної води породжує здоров’ю людини. На сьогоднішній день стан навколишнього середовища жахливий.

Ґрунтовий покрив – головне багатство народу будь-якої країни. Але з кожним роком ґрунтова плівка стає все тоншою і тоншою. За декілька останніх десятиріч було знищено більше ґрунту, ніж за всю попередню історію людства. За даними ООН, в останній четверті нашого сторіччя на Землі залишилося 1,2 млрд. га ґрунтів. Але вже до 2010 р.: 300 млн. га зникнуть через ерозію, 300 млн. будуть зайняти будівництвом. Кількість ріллі на кожного жителя планети зменшується з кожним роком: в 1950 р. на кожну людину приходилося 0,24га ріллі, в 1973 – 0,19га,в 1983 р. – 0,15га.

Проблема лісів. Звичних лісів збереглося ще достатньо багато. 20% території Землі покрито лісами. Але в кінці 80-х років кожну хвилину на планеті знищувалося 24га лісу. Глобальною проблемою залишається проблема тропічних лісів. Тропічні ліси – найбагатші життям ділянки планети – продовжують хижацьки знищуватися. Якщо цей процес не буде зупинений, то через 50-60 років тропічні ліси зникнуть скрізь, окрім Заїру в Африці і басейну Західної Амазонки в Південній Америці.

 

2.3 Забруднення довкілля

Серед безлічі забруднювачів виділяють десять найважливіших.

Вуглекислий газ утворюється при згорянні різних вуглецевовмісних з'єднань. Збільшення змісту СО₂ в атмосфері може викликати підвищення температури на поверхні Землі, що чревате згубними геохімічними і екологічними наслідками.

Окисел вуглецю утворюється в результаті неповного згоряння викопного палива (кам'яного вугілля і нафти). Основні джерела: металургійна промисловість, нафтопереробні заводи і двигуни внутрішнього згоряння.

Сірчаний газ міститься в димах енергетичних і промислових підприємств, у вихлопних газах і у відходах побутового палива. Забруднення повітря сірчистим газом викликає загострення респіраторних захворювань, завдає шкоди рослинам, роз'їдає споруди з вапняку і деякі синтетичні тканини і матеріали.

Окиси азоту створюють смог, можуть викликати респіраторні захворювання і бронхіт у немовлят, сприяють надмірному розростанню водної рослинності, що приводить до зменшення змісту кисню у воді, загибелі риби і погіршення якості води.

Фосфати містяться в значній кількості в стічних водах. Головні їх джерела: хімічні миючі засоби, добрива, що вимиваються з ґрунту, і відходи ферм. Фосфор є головним забруднювачем вод в річках і озерах.

Ртуть міститься в продуктах згоряння викопного палива (кам'яного вугілля і нафти), у відходах лакофарбного виробництва, виділяється при збагаченні руд і т.п. Ртуть – один з надзвичайно небезпечних забруднювачів харчових продуктів, особливо морського походження.

Свинець додається в бензин і тому міститься у вихлопних газах; інші його джерела – підприємства по переробці свинцевої руди, хімічна промисловість і пестициди.

Нафта – забруднення відбувається при її видобутку і очищенні, при перевезенні морем, при морських катастрофах. Екологічні наслідки згубні: забруднення побережжя, загибель планктону, риби, морських птахів, ссавців.

ДДТ і інші пестициди, які використовують в сільському господарстві. Потрапляючи у водоймища, вони вбивають рибу, отруюють організми, які є кормом для риб, а також негативно впливають на людину через продукти харчування.

Радіація виникає при виробництві ядерного палива, виготовленні і випробуваннях ядерної зброї, експлуатації суден з ядерними двигунами.

Розглядаючи екологічну ситуацію, ми розуміємо, що в нащ час необхідно формувати екологічну свідомість населення і будувати нові взаємостосунки між суспільством і природою. Ця проблема стоїть перед всіма людьми незалежно від того, де вони проживають – в Африці або в Європі, в мегаполісах або крихітних селищах.

 

2.4 Екологічний імператив

Н. Моисеев (1988) вважає, що «планета Земля вступає в абсолютно новий етап своєї історії, коли тільки колективний Розум, колективна Воля і загальні цілеспрямовані зусилля дозволять уникнути катастрофи і відкриють перспективи подальшого розвитку цивілізації».

Чим раніше буде знайдений розумний спосіб дій, тим меншій кількості людей доведеться страждати. Людству необхідно пройти довгий і важкий шлях: усвідомлення спільності своїх цілей, знайти відчуття єдності, сформувати нову мораль і нову етичну основу життя на планеті Земля. Екологічна культура третього тисячоліття повинна: розумно враховувати уразливість природного середовища, не допускати перевищення меж її міцності, глибше вникати в суть властивих природі складних і взаємозв'язаних явищ, не вступати в суперечності з природними закономірностями, щоб не викликати розвитку необоротних процесів. Підставою для будь-яких дій повинен служити науково обґрунтований прогноз. Виконання цієї вимоги є обов'язковим незалежно від масштабів заходів – регіональних, континентальних або планетарних. Саме цю вимогу Н. Моисеев (1977) називає «екологічним імперативом». З ним сьогодні повинні вважатися не тільки ті, чия діяльність має господарський характер, але і політичні лідери, від яких залежать способи розв’язання міжнародних проблем.

Імператив (від лат. imperativus – владний) – це веління, це вимога, що не допускає вибору. Таким чином, значення даного поняття – категорично (не допускає вибору) екологічна вимога.

Н. Моисеев (1989) вважав, що екологічний імператив є основою екологічної свідомості і має на увазі глибоке усвідомлення об'єктивної необхідності зважати не тільки на закони природи, але і з «технічними умовами», що пред'являються нею.

Таким чином, забезпечення подальшого існування цивілізації і всієї популяції Homo sapiens вимагає глибокого розуміння значення екологічного імперативу як основи вибору людством стратегії розвитку. Саме завдяки екологічному імперативу стало зрозумілим, наскільки існуючі суперечності між природою і суспільством якісно загострилися, перетворились на найважливішу особливість сучасного етапу історії людства. Без їх подолання цивілізація не має майбутнього. Подолання ж цих суперечностей, у свою чергу, вимагає планомірності, цілеспрямованого використовування не тільки загальних ресурсів планети, але і технічного і інтелектуального потенціалів людства в цілому, тобто цілеспрямованого регулювання людської активності.

 

Лекція 3

ЗАГАЛЬНЕ УЯВЛЕННЯ ПРО БІОСФЕРУ.

ЕКОЛОГІЧНІ УМОВИ, ФАКТОРИ, РЕСУРСИ

3.1 Загальне уявлення про біосферу

3.2 Поняття «умови», «фактори», «ресурси»

3.3 Сукупність природних факторів

3.4 Середовища існування живих організмів.

3.1 Загальне уявлення про біосферу

Область існування живих організмів на Землі називають біосферою (сферою життя). Вперше цей термін вжив австрійський геолог Е. Зюсс у 1875 р. Але поширився він після видання в 1926р. праці нашого видатного вченого В.Вернадського, засновника та першого президента Академії наук України, «Біосфера».

Живі істоти (рослини, тварини, мікроорганізми) існують на поверхні Землі, в її атмосфері, гідросфері та верхній частині літосфери, в цілому складаючи плівку життя (сферу) на нашій планеті. Живий світ Землі, її біосфера, складається з організмів трьох таких основних типів.

Продуценти, або автотрофи – це організми, що створюють органічну речовину за рахунок утилізації сонячної енергії, води, вуглекислого газу та мінеральних солей. До цього типу належать рослини.

Консументи, або гетеротрофи – організми, що одержують енергію за рахунок харчування автотрофами чи іншими консументами. До них належать рослиноїдні тварини, хижаки й паразити, хижі рослини та гриби.

Редуценти – мікроорганізми, що розкладають органічну речовину продуцентів і консументів до простих сполук – води, вуглекислого газу й мінеральних солей.

Вся ця величезна кількість живих істот знаходиться в надзвичайно складних взаємовідносинах між собою.

 

3.2 Поняття «умови», «фактори», «ресурси»

Умови – це середовище, у якому перебиває і без якої не можуть існувати предмети, явища.

Умови екологічні – сукупність екологічних факторів певного середовища.

Умови екстремальні – надто (максимально або мінімально) сурові умови для існування організмів. Можуть діяти як стрес.

Умови існування – сума факторів середовища, які потрібні виду чи угрупованню для нормального розвитку, включаючи фактори абіотичного, біотичного, антропогенного впливу.

Умови оптимальні – найбільш сприятливі для життєдіяльності певного організму, умови зовнішнього середовища.

Умови середовища – сукупність усіх факторів, що діють на окремий організм, популяцію або угрупування.

Ресурс – (франц. ressources) – запаси, можливості, джерело чогось (наприклад, природні ресурси, економічні ресурси). Ресурс – це речовина, інформація, вироблена за межами даної системи, яка є для неї матеріалом функціонування, розвитку, існування.

Фактор – (лат. factor – роблячий, створюючий). Фактор – це рухома сила процесів і умов.

Екологічні факт ори – всі складові природного середовища, які впливають на існування й розвиток організмів і на які живі істоти реагують реакціями пристосування. За межами здатності до пристосування настає смерть.

3.3 Сукупність природних факторів

 

Природні фактори поділяють на:

Абіотичні фактори – це фактори неживої природи (сонячне світло, температура, вологість, швидкість течії, концентрація забруднюючих речовин, рельєф, вітер, властивості ґрунту).

Біотичні фактори – це різни форми впливу живих організмів, одна на іншого і на середовище (наприклад: опилення рослин комахами, конкуренція, з’їдання один одного, паразитизм.

Антропогенні фактори – це всі ті форми діяльності людини, які впливають на природне середовище, змінюючи умови існування живих організмів, або впливають на окремі види рослин і тварин.

 

3.4 Середовища існування живих організмів

 

Середовищем існування живих організмів називається уся ситуація, з якою стикається жива система протягом життя.

Типи середовищ існування:

Водне середовище. Має підвищену густину, але відрізняється відносно постійними умовами. Температура коливається у невеликих межах, завжди забезпечує вологою, тобто складає найбільш сприятливі умови для життєдіяльності.

Наземно-повітряне середовище. Найбільш нестійке, має подвійну природу: атмосферну і літосферну. Відрізняється частими змінами умов, різкими коливаннями температур, дефіцитом вологи, високим рівнем інсоляції (сонячного випромінювання).

Ґрунтове середовище. Найбільш щільне біокосне середовище, має найвищу густину і, крім того, найбільш вразливе. Можна легко змінити хімічний склад ґрунту, що істотно вплине на життєдіяльність організмів. Тваринні організми, які мешкають у ґрунті, поділяють на три групи: мікрофауну (мікроорганізми), мезофауну (комахи та інші членистоногі), макрофауну (кроти, землерийки тощо).

Живий організм як середовище. Найбільш агресивне і складне для виживання середовище, оскільки його опір найвищий і підходить для життя спеціально пристосованих форм. Тут мешкають три групи організмів: сапрофіти (нейтральні по відношенню до господаря), паразити (харчуючись за рахунок господаря, завдають йому шкоди), симбіонти (перебувають у взаємовигідних стосунках з господарем).

Населений пункт як середовище. В цих умовах існують організми, які об'єднуються під назвою «синантрофи».

Синантрофи – організми, які живуть поруч з людиною і використовують її ресурси (таргани, пацюки тощо).

Лекція 4

ЛІТОСФЕРА, ЯК КОМПОНЕНТ ГЕОСИСТЕМИ

 

4.1 Загальна характеристика геосистеми

4.2 Охорона земних надр

4.3 Шляхи забруднення літосфери.

Загальна характеристика геосистеми

Під геосистемами розуміють частинки географічної оболонки Землі, які обмежені природними кордонами і яким притаманна єдність природних, виробничих і суспільних процесів, що відбуваються в геосистемі. Географічна оболонка Землі - це поле діяльності людини. Вона охоплює атмосферу, гідросферу, поверхню Землі з її рельєфом, ґрунтовим і рослинним покривом, тваринним світом і проникає у літосферу на глибину найглибших копалень (4 км) і свердловин (12 км). Таким чином, географічна оболонка сягає від 200-300 км над поверхнею Землі і до 10-12 км в глибину.

Геосистема тільки до початку активної діяльності людей складалась з природних компонентів і була природно-територіальним комплексом (ПТК). Термін ПТК дуже широко використовується в географії. Під ним розуміють гармонічну єдність природних умов на певній території. ПТК у чистому вигляді були лише в палеоліті і мезоліті. А вже з неоліту (5-6 тис. р. до н.е.), коли з'явились рільництво і первісна металургія, люди почали активно впливати на оточуючу їх природу і тому ПТК поступово перетворились на природно-технічні або природно-антропогенні геосистеми (ПТГС - ПАГС). Площі ПТК поступово зменшувались і зараз майже не збереглися на поверхні Землі. Навіть на льодовиковому куполі Антарктиди чи в глибині тропічних джунглів Амазонії відчувається вплив забрудненого повітря, а сліди Чорнобиля досягають Південної півкулі. Таким чином, вивчаючи географію чи екологію якоїсь території, ми маємо справу зі складно побудованою ієрархією різнопорядкових ПАГС.

 

Охорона земних надр

Одним з головних питань охорони довкілля є охорона літосфери. Літосфера – зовнішня тверда оболонка Землі. Площа поверхні суходолу всіх континентів і островів складає 148 млн. км², Приблизно 30% площі покрито лісами, 31% зайнято під сільськогосподарське виробництво.

Літосфера, з точки зору геолога і еколога, це різни речі. В геології під літосферою розуміють тверду (кам’яну) оболонку Землі, яка охоплює земну кору і частину верхньої мантії. В екології літосфера – це геологічне середовище, яке охоплює підземну сферу діяльності людей. Літосфера має життєво важливі ресурси – надра, які збагачені різними копалинами та мінеральною сировиною.

За довгий період існування (понад 4,5 млрд. років) земна поверхня зазнала дуже великих змін. Геологам відомо, що за цей час неодноразово під впливом внутрішніх і зовнішніх геологічних і космічних сил змінювався рельєф земної поверхні, форма континентів, їх розміри, розташування. На земній поверхні відбувалися багаторазові локальні, регіональні, глобальні екологічні катастрофи, які різко змінювали клімат і склад атмосфери, численні й потужні землетруси, виверження вулканів. Періоди катастроф змінювалися періодами спокою, коли протягом мільйонів років знову відтворювалося й розвивалося життя. Формувалася земна поверхня.

Надра – верхня частина земної кори.

Надра Землі використовуються в кількох напрямах:

• для добування корисних копалин;

• для зберігання рідких і газоподібних корисних копалин у природних і штучних сховищах;

• для створення різних споруд і навіть цілих заводів;

• для транспортних комунікацій (метро, трубопроводи);

• для захоронення промислових токсичних і радіоактивних відходів;

• у надрах містяться лікувальні термальні та мінеральні води.

Промисловому використанню надр обов'язково має передувати: ретельне геологічне, гідрогеологічне, інженерно-геологічне, геофізичне дослідження. В Україні досліджено 90 видів корисних копалин, зосереджених більш як у 8 000 родовищах, з яких 4 000 експлуатуються.

Корисні копалини можна розділити на 3 групи:

Невідновлювані. До неї відносяться родовища, які виникли в результаті кристалізації мінералів безпосередньо в надрах Землі.

Відновлювані в далекому майбутньому. До цієї групи відносять вугілля, нафту, газ та інші горючі копалини. Більшість із них пов'язані з розвитком біологічних форм на поверхні Землі і наступним їх захороненням у надрах.

Відновлювані порівняно швидко. До третьої групи відносяться такі корисні копалини, як пісок, глина, гравій та інші, їх утворення пов'язане з фізико-хімічними процесами, що відбуваються на поверхні Землі.

Майже всі корисні копалини належать до невідновних ресурсів, тому що їх відтворення в земній корі відбувається дуже повільно. Інтенсивність їх видобування та використання значно перевищує швидкість їх утворен­ня. Щороку з надр Землі видобувають бли­зько 120 млрд. т руди та інших корисних копалин. Якщо видобуток корисних копалин збережеться в такому обсязі, як нині, то багато родовищ будуть вичерпані через кілька десятиріч. З усього видобутого із земних надр обсягу речовин у вигляді продуктів виробництва використовується тільки 2-6 %, що пояснюється недоско­налістю технологій. Решта потрапляє у відходи, які забруднюють навко­лишнє природне середовище. При зазначених темпах видобутку корисних копалин щороку утворюватиметься близько 400 млрд. т твердих відходів.

Родовища корисних копалин характеризуються резервами та запасами.

Резерви – це обсяги корисних копалин, які можуть бути ефективно вилучені з надр за допомогою сучасних технологій.

Запаси – загальний передбачуваний обсяг копалин у родовищах Землі.

Мінеральні ресурси – це сукупність усіх корисних копалин суші й Світового океану. Вони використовуються: в галузях енергетики, чорної та кольорової металургії, хімічної промисловості, будівництві. Мінеральні ресурси нині значною мірою визначають економічний потенціал будь-якої держави. Україна задо­вольняє свої потреби майже всіма мінеральними ресурсами, за винятком паливно-енергетичних та деяких інших.

З розвитком цивілізації й народонаселення різко зросло видобування корисних копалин у всьому світі. Величезного значення для економіки всіх країн набули такі корисні копалини, як нафта й газ, алюмінієві руди, хром, нікель, кобальт, титан, уран, марганець, свинець і олово. Міжнародні експерти підрахували, що за сучасних темпів видобування навіть найбільші родовища нафти будуть вичерпані через кілька десятиріч. Наприклад в Саудівській Аравії за 68 років, в Об'єднаних Арабських Еміратах за 72 роки, в Кувейті за 221 рік, в Ірані за 114 років.

4.3 Шляхи забруднення літосфери

Види, джерела, кількість та шляхи забруднення оточуючого середовища досить різноманітні. Забруднювачі, як правило, утворюються у вигляді газових викидів, стічних вод, шлаків, шламів.

По агрегатному стану розрізняють газоподібні, рідкі, тверді відходи.

Відходи поділяються на:

побутові відходи – це бувші у вжитку або експлуатації вироби та матеріали, списані в установленому порядку або викинуті населенням;

відходи виробництва – це відходи, які утворюються при здійсненні тих чи інших технологічних процесів,

сільськогосподарські.

Джерела забруднення навколишнього природного середовища поділяють на антропогенні та природн:

До природних джерел забруднення відносять: пил рослинного, вулканічного та космічного походження, пил, що виникає в зв'язку з ерозією ґрунтів, дими та гази лісових і степових пожеж і т. ін. Природні джерела забруднення практично не впливають на умови життя, або мають короткочасний стихійний характер, наприклад, виверження вулканів. Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоновим і мало змінюється на протязі тривалого часу.

Антропогенне забруднення відрізняється різноманітністю видів, масштабами та багатьма джерелами його створення. На сьогоднішній день у промислове виробництво включені практично всі елементи таблиці Менделєєва.

Основними забруднювачами літосфери є:

• підприємства гірничої,

• гірничо-хімічної промисловості (відходи, шлаки, шлами та ін.),

• металургійної промисловості (шлаки, шлами та ін.),

• машинобудівної (металобрухт, стружка, сталеплавильний шлак),

• хімічної і суміжних галузей (шлаки, шлами, фосфогіпси, огарок),

• лісової і деревообробної (відходи лісопилення),

• енергетичні установки - ТЕЦ, ТЕС (зола, шлаки).

Жоден з видів людської діяльності не проявляє такого комплексного впливу на навколишнє середовище, як гірниче виробництво. Щорічний об'єм переробки гірської маси при видобутку корисних копалин в країнах СНД складає близько 13 млрд. т. На корисні копалини власне припадає лише частина цього об'єму. Решта іде у відвали. Наприклад, при видобутку вугілля припадає десь всього 20% видобутку гірської маси, при видобутку руд кольорових металів корисні копалини складають 1-2%. Решта, тобто основна частина видобутої гірської маси іде у відвали, терикони, що представлені глинами, кам'яним матеріалом (глиби, щебінь, галька, пісок, глини з різним мінеральним складом).

Після видобутку руди, відходи (хвости) складуються у відвалах (хвостосховищах, шлаконакопичувачах), які займають значні земельні площі. Під впливом вітрової та водної ерозії, водного змиву, аварій вони розносяться на значні відстані, забруднюючи природне середовище.

Під впливом гірничих розробок, розвитку кар’єрів, копален, свердловин – змінюються природні ландшафти й екологічні ситуації:

• Під час підземних розробок виникають пустоти, тріщини в масивах гірських порід, просідання, обвали породи.

• Утворюються розриви, воронки, а на великих глибинах у гірських породах мають місце удари, викиди, набухання порід, виділення метану, сірководню, раптові прориви підземних вод.

• Поверхневі, відкриті розробки корисних копалин призводять до змін у рельєфі (зсуви, обвали, селі, осипи).

Для всіх способів розробки родовищ корисних копалин характерний вплив на біосферу, який зачепив практично всі її елементи: водний і повітряний, землю, надра, рослинний та тваринний світ. Щоб уявити, якої шкоди природі завдають інтенсивні розробки корисних копалин, наведемо кілька прикладів.

Криворізький залізорудний район. Хто хоч раз побував на його гірничозбагачувальних комбінатах (Південному, Північному, Центральному та ін.), той назавжди запам'ятає не лише велетенські кар'єри глибиною десятки та сотні метрів та довжиною кілька кілометрів, але й сіро-руду пилюку, дими могутніх труб, що розносяться на багато кілометрів навколо. Мільйонами тонн відходів засипані всі яри та балки навколо комбінатів. Ці відходи подрібнені до стану піщано-пилуватої маси. В шламосховищах гуляє пилюка, а в нижніх шарах накопичуються, як правило, забруднені води, що, розтікаючись довкола, псують ґрунтові води, підтоплюють території.

На території Донбасу за роки існування вугільної промисловості навколо шахт утворилися тисячі териконів, які зайняли велику площу землі, й переважно родючої. Вони продовжують потихеньку горіти, виділяючи шкідливі отруйні гази, поширюючи пилюку, коли дмуть вітри.

У Лисичансько-Рубежанському промисловому районі підземні води забруднені на площі понад 120 км² настільки, що непридатні для життя. В цьому районі кількість тільки фенолів у повітрі перевищує ГДК у 260 разів.

На Донецько-Придніпровський район взагалі припадає понад 74 % усіх забруднень території України.

Через дуже значні порушення земної кори копальнями на території Донбасу з колодязів багатьох сіл зникла вода, а в інших — така забруднена, що пити її не можна. Нині в 90 сіл питну воду привозять. Близько 40 найбільших промислових підприємств Донбасу щодоби скидають 186 тис. м³ забруднених стічних вод.

В енергетичній промисловості при спалюванні твердої вугільної сировини в котлах утворюються тверді частинки, які знаходяться в попелі. Вони виносяться із топок котлоагрегатів з димовими газами та потрапляють в атмосферу, після чого осідають на землю. За добу роботи на вугіллі ТЕС потужністю 1 млн. кВт спалює близько 10 000 т вугілля, при цьому утворюється близько 1 000 т шлаку і попелу. На багатьох ТЕС вихід попелу і шламу перевищує 1 млн. т/рік.

Шлаки виділяють отруйні гази, завдаючи шкоди тваринному і рослинному світу. За станом на 2005 рік попело-шлакові відходи на Землі склали більше 4 млрд. т.

Величезна кількість мінеральних природних ресурсів переробляється на підприємствах хімічної промисловості, які виробляють неорганічну продукцію. Відходи цього виробництва є значним забрудником природного середовища, зокрема, літосфери. Найбільш важливими технологічними процесами, що сприяють забрудненню літосфери, є виробництво сірчаної кислоти, калійних добрив, фосфатної кислоти, фосфатних добрив.

Характеризуючи сучасні промислові центри, про них можна сказати:

• Всюди навколо них звалюється сотні тисяч тонн відходів і пустої породи.

• Вилучаються з агрокористування тисячі гектарів землі.

• Забруднюються ґрунти, ґрунтові води й повітря.

Якщо не змінити політику ресурсокористування, екологічна криза розвиватиметься дедалі швидше й бурхливіше. Зараз з великим запізненням почали об'єктивно й активно аналізувати стан наших мінеральних ресурсів, їх роль і перспективи використання.

Лекція 5