Через почву осуществляются биогеохимические циклы практически всех элементов углерода азота фосфора

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Функции почвенного покрова Земли

1.  Функция поддержания  существования жизни на Земле (накопление в почве элементов питания и запасов воды, создание оптимальных условий для укоренения растений, обитания микроорганизмов, позвоночных и беспозвоночных животных).
2.  Через почву осуществляются биогеохимические циклы практически всех элементов (углерода, азота, фосфора и др.) и циклы воды в биосфере.
3.  Регулирование состава атмосферы и природных вод.
   Почва поставляет в атмосферу диоксид углерода, оксиды азота. Почва способна поглощать из атмосферы многие газы. При сухой погоде почва может непосредственно адсорбировать до 40 – 60 % всего количества SO2 , поступающего в почву из атмосферы. Вместе с тем почвы задерживают миграцию тяжёлых металлов, нитратов, пестицидов в подземные воды, воды источников и ручьёв, предохраняя их тем самым от загрязнения.
4.  Накопление на земной поверхности органического вещества – гумуса и связанной с ним энергии.
5.  Защита литосферы от интенсивного воздействия факторов, вызывающих разрушение горных пород.
6.  Почва – незаменимый природный ресурс, поскольку именно почва обеспечивает человека продовольствием, топливом, строительными материалами, сырьём для многих видов промышленности.

Деградация земель. Состояние земельных ресурсов РФ

Роль почвенного покрова в жизни общества определяется тем, что почва представляет главный источник продовольствия, обеспечивающий 95 – 97 % продовольственных ресурсов населения планеты. Особое свойство почвенного покрова – его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и её водным, воздушным и тепловым режимами. Плодородие почвы определяет избыток или недостаток гумуса, так как именно в нём происходят сложные обменные процессы, в результате которых образуются элементы питания растений.

Плодородие почв неуклонно снижается. Потеря гумуса и изменение его качественного состава вызваны:

•  интенсивной обработкой почвы,
•  эрозией под действием дождей и ветра,
•  недостаточным количеством вносимых органических удобрений.

По некоторым данным, за последние 100 лет многие почвы потеряли 30 – 50 % исходного содержания гумуса. Чернозёмные почвы европейской территории России, на которых производится около 80 % всей земледельческой продукции, уже потеряли до 25 % гумуса. Ежегодные потери в целом по РФ составляют порядка 80 млн. т. Около 43 % пахотных земель России характеризуется низким содержанием гумуса.

Повышенная эксплуатация земель усиливает процесс естественной эрозии в 2 – 2,5 раза. Эрозия представляет собой разрушение и снос почвенного покрова, иногда и почвообразующих пород потоками дождевых и текучих вод или ветром. При этом разрушается самый верхний, плодородный слой почвы.

В России имеется 132 млн. га пахотных земель, из них 87 млн. га подвержены эрозии, т.е. 64 %. Ежегодно от неё страдают новые 0,5 млн. га с потерей плодородной почвы в 1,5 млрд. тонн.

Выделяют два основных типа эрозии: водную и ветровую эрозию.

Водная эрозия развивается при слабой защищённости почвы культурными растениями от ударов дождевых капель, ливневых струй и талых вод. Вода со склонов почти всегда стекает не сплошным слоем, а струями. Они-то и вызывают смыв поверхностного слоя почвы. Если струйчатые размывы не заравнивать при обработке почвы культиватором, то при очередном снеготаянии или ливне они концентрируют поверхностный сток воды и перерастают в типично линейные формы эрозии – сначала в промоины, а затем в овраги.  По данным государственного учёта, в нашей стране площадь оврагов составляет 2,6 млн. га. Ежегодно около 25-30 тыс. га чернозёмов теряется в результате образования оврагов. Чаще всего овраги зарождаются на склоновых пастбищах с сильно изреженным травостоем.

При водной эрозии не только смываются частицы почвы, но одновременно происходит растворение в текущей воде питательных веществ, удаление их. В результате эрозии в почвах уменьшается содержание азота, фосфора и калия, ряда микроэлементов (йода, меди, цинка, кобальта, марганца, молибдена). Смытый слой почвы выносится в водоёмы и вызывает их заиливание. Водная эрозия проявляется практически повсеместно, но наиболее сильно в тех районах, где выпадает значительное количество осадков на фоне больших открытых пространств с интенсивной обработкой почв (лесостепная зона, степная и лесная зоны).

Ветровая эрозия (дефляция) характерна для более засушливых территорий. При ветровой эрозии, вызываемой пыльными бурями,  происходит выдувание механических элементов почвы. Причиной возникновения пыльных бурь стала распашка обширных площадей в России и других странах. Ветер выдувает слой почвы на 16 – 25 см, поднимает её на высоту 1-3 км и переносит на огромные расстояния. Не раз фиксировался перенос пыльных бурь с Африканского континента на Американский. Под слоем наносов часто погибают большие площади посевов. Чем хуже почва защищена растительностью, тем больше возможностей для проявления ветровой эрозии. Легче подвергаются ветровой эрозии почвы лёгкого механического состава, с малым содержанием гумуса, пересушенные почвы (степи, полупустыни, пустыни).

При интенсивной эрозии промоины, рытвины, овраги  затрудняют обработку полей. Эрозия способствует почвенной засухе. В связи со смывом минеральных элементов питания растений, усилением почвенной засухи, ухудшением физических свойств почв, снижением их биологической активности на эродированных почвах урожайность снижается на 10 – 30 %, а порой и на 90 %.

Опасно возрастание кислотности почв, характерное для северных регионов и некоторых почв влажных тропических регионов. Оно вызвано неправильным применением минеральных удобрений без предшествующего известкования, а в некоторых случаях выпадением кислых осадков.

В засушливых степных районах при избыточном орошении, при повышении уровня грунтовых вод происходит вторичное засоление с/х  угодий.

Сущность его заключается в том, что на поля часто подаётся больше воды, чем её может удержать почва в корнеобитаемом слое. Эта влага постепенно проникает до грунтовых вод и обусловливает повышение их уровня. При ненормированных поливах за несколько лет  грунтовые воды с глубины 20-30 м могут подниматься так близко к поверхности почвы, что начинают интенсивно испаряться. Растворённые в воде соли при этом накапливаются на поверхности почв. Такое засоление называют вторичным, понимая под первичным естественное (солончаки).

В России  20 % площади сельхозугодий занимают засолённые земли.

Основными причинами утраты части земельных ресурсов являются:

•  Эрозия почвы – смыв или сдувание поверхностного, наиболее плодородного слоя почвы водой и ветром;
•  Потеря гумуса и снижение плодородия вследствие неправильной агротехники, в основном из-за отсутствия севооборотов и недостаточного возвращения в почву питательных веществ;
•  Подтопление и вторичное засоление почвы, вызываемое бездренажным орошением и неконтролируемой подачей воды;
•  Машинная деградация почвы (переуплотнение, нарушение структуры пахотного слоя, смешивание его с подстилающей породой и т.п.);
•  Химическое и радиационное загрязнение почвы.

К наиболее пострадавшим относятся районы недостаточного увлажнения, которые занимают почти половину всей земной суши. Здесь воздействие человека вызвало так называемый эффект опустынивания, - термин, который означает не расширение площади пустынь, а их образование. Техногенное опустынивание, вызванное деятельностью человека, является одним из наиболее серьёзных проявлений деградации земель. В засушливых областях опустыниванию подверглись 47 % неорошаемых посевных площадей, 73 % пастбищ, 30 % орошаемых площадей, т.е. примерно четверть суши. Сегодня опустыниванием охвачена территория, равная по площади Северной и Южной Америке. Скорость опустынивания в мире сейчас достигла 7 – 10 млн. га в год. Типичными причинами опустынивания являются  перевыпас, уничтожение лесов, интенсивное выращивание товарных культур на землях, более пригодных для выпаса скота.

В нашей стране опустынивание земель также приобрело опасные размеры. Общая площадь земель России, подверженных процессам опустынивания или потенциально опасных в этом отношении, составляет более 100 млн. га. Это Поволжье, Предкавказье, Закавказье и др. регионы. Наиболее напряжённая ситуация сложилась в Калмыкии, где опустыниванию подвержено 5 млн. га, из которых 1,8 млн. га находится в стадии очень сильного опустынивания. Произошла деградация уникальных некогда пастбищ на Чёрных землях, имеются массивы открытых и незакреплённых песков.

Защита почв от эрозии

Для борьбы с эрозией почв необходим комплекс мер: землеустроительных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических. При этом учитывают, что гидротехнические мероприятия останавливают развитие эрозии на определенном участке сразу же после их устройства, агротехнические - через несколько лет, а лесомелиоративные - через 10-20 лет после их внедрения.

Многократная механическая обработка - вспашка, культивация, боронование – усиливают ветровую и водную эрозию. Теперь на смену традиционным методам обработки почв постепенно приходят почвозащитные методы обработки с заметно меньшим объёмом механического воздействия – бесплужная обработка почвы без отвала пласта. В результате такой щадящей обработки почва приобретает почти идеальные качества: она не уплотняется, становится в достаточной степени рыхлой, с многочисленными небольшими ходами, способствующими проветриванию и быстрому отводу воды после сильных ливней, что предотвращает образование застойной влаги. При вспашке такая структура была бы разрушена. Поскольку при щадящей обработке земля может впитывать влагу в больших количествах и отводить её излишки, почва не вымывается и не выветривается.

Для тракторов разработаны шины сверхнизкого давления, минимально уплотняющие и не разрушающие почву.

Агротехнические противоэрозионные мероприятия:

•  Вспашка, культивация и посев с/х культур поперёк склона для регулирования поверхностного стока талых вод.
•  Замена на склонах отвальной вспашки обработкой почвы без оборота пласта (рыхление почвы); сохранение по поверхности обрабатываемого поля слоя из стерни, растительных остатков.

Важную роль в борьбе с эрозией почв играют почвозащитные севообороты. Чтобы защитить почву от разрушения, необходимо правильно определить состав возделываемых культур, их чередование и агротехнические приёмы. При почвозащитных севооборотах увеличивают посевы многолетних трав, промежуточных подсевных культур, которые хорошо защищают почву от эрозии.

Лесомелиоративные мероприятия:

•  Создание водорегулирующих лесополос в малолесных районах.
  Число лесополос и расстояние между ними зависят главным образом от крутизны и длины склона: с увеличением крутизны расстояние между лесополосами уменьшается. Ширина полос должна быть не менее 12,5 м.
•  Создание водоохранных лесных насаждений вокруг прудов и водоёмов для защиты берегов от разрушения, водоёмов – от заиливания продуктами эрозии.
  Ширина водоохранных лесных насаждений в зависимости от крутизны склона и механического состава почвы колеблется от 10 до 20 м.
•  Сплошные противоэрозионные лесопосадки на сильноэродированных крутосклонных землях, непригодных для использования в сельском хозяйстве.
•  Приовражные лесные полосы шириной не менее 15 м для замедления или полного прекращения роста оврагов.
•  Сплошное облесение откосов и дна оврагов.

Гидротехнические сооружения. 

С помощью гидротехнических сооружений производится задержание, отвод и безопасный сброс той части атмосферных осадков, которую не удаётся задержать на прилегающих к оврагам полях агротехническими и лесомелиоративными приёмами.

По назначению гидротехнические сооружения подразделяются на три группы:

1.  Задерживающие стекающие в овраг стоковые воды на приовражной полосе  с помощью  системы водозадерживающих  валов высотой 1,3 – 3 м. Построенные валы укрепляют посевами многолетних трав.
2.  Осуществляющие безопасный сброс поверхностных вод в овраги (при помощи системы поперечных стенок, располагаемых вертикально уступами, с образованием безопасного в отношении размыва уклона; валы-распылители стока).
3.  Террасирование склонов.
4.  Укрепляющие дно и откосы оврага от дальнейшего размыва и разрушения.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Почва является наименее подвижной природной средой. Она аккумулирует вредные вещества, находящиеся в атмосфере и водоёмах, и практически не обладает свойствами самоочищения. Почва является индикатором многолетних природных процессов, и её состояние – это результат длительного воздействия разнообразных источников загрязнения. Загрязнение почвы непосредственно связано с загрязнением атмосферы и вод. В почву попадают твёрдые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Выбросы в атмосферу от промышленных предприятий и автотранспорта, выпадение кислотных дождей, орошение земель загрязнёнными водами, нарушение технологических требований при добыче, переработке и использовании нефтепродуктов, многочисленные аварии на нефтепроводах, несбалансированное применение минеральных удобрений и пестицидов приводят к загрязнению почв, ухудшению их физического и химического состояния и в результате к снижению плодородия.

Загрязнения меняют ход почвообразовательного процесса, резко снижают урожаи, накапливаются в растениях (например, тяжёлые металлы), из которых прямо или косвенно (через растительные и животные продукты питания) попадают в организм человека.

Основная часть ЗВ поступает в почвы с атмосферными осадками, с мест складирования промышленных и бытовых отходов, с удобрениями и пестицидами, вносимыми в почву.

Основными загрязнителями почвы являются:

соли тяжёлых металлов;

пестициды;

нефть и нефтепродукты;

загрязнители атмосферы (за счёт выпадания).

      Классы опасности химических веществ, попадающих в почву

Класс опасности                                  Химическое вещество

1.             мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бензапирен
2.             бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
3.             барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций

Оценка загрязнения почв.

Степень загрязнения почв химическими веществами оценивается по ПДК этих веществ в почве или по ориентировочно-допустимым концентрациям. При отсутствии ПДК содержание химического вещества сравнивается с фоновыми значениями или естественным геохимическим фоном.

Наиболее высокий уровень загрязнения техногенными веществами характерен для местностей вблизи центров чёрной и цветной металлургии. Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и чёрной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора и другими токсичными веществами. Аэрокосмическая съёмка снежного покрова показала, что зона негативного воздействия комбината чёрной металлургии наблюдается на расстоянии до 60 км от источника загрязнения.

В России выявлено 730 тыс. га земель с чрезвычайно опасным уровнем загрязнения почв.

Особую опасность представляет загрязнение почв тяжёлыми металлами, которое может быть обусловлено геохимическими аномалиями, но чаще всего происходит за счёт выбросов промышленных предприятий, в первую очередь металлургических заводов.

Как правило, самыми мощными источниками загрязнения почв тяжёлыми металлами в городах являются комбинаты чёрной и цветной металлургии, а в сельской местности – минеральные удобрения, содержащие ТМ в качестве примесей. В загрязнении почвенного покрова Москвы участвует 37 металлов. 20 % территории города относится к категории сильного загрязнения.

Из обследованных 85 городов Российской Федерации наибольшему загрязнению подвержены почвы вблизи гг. Владивосток, Дальнегорск, Иркутск, Мончегорск, Рудная Пристань, Черемхово. Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг обследованных городов находится в пределах 0,4 – 80 ПДК.

В почвах Новосибирска и Томска зафиксировано превышение ПДК подвижных форм свинца и марганца.

Содержание никеля и кобальта в почвах вблизи Мончегорска превышает нормы более чем в 10 раз.

Загрязнение почв нефтью в местах её добычи, переработки, транспортирования и распределения превышает фоновое в десятки раз. В районе Новокуйбышевского НПЗ нефтепродуктами пропитан слой почвы на глубине 0,5 м.

Почвы вокруг Братска, Волгограда, Красноярска, Новокузнецка загрязнены фтором. Среднее содержание валового фтора выше регионального уровня в 4 – 10 раз, а содержание водорастворимого фтора превышает ПДК в 10 – 30 раз.

Существенное загрязнение почв вызывают золоотвалы предприятий энергетической промышленности, загрязняющие золой пастбища и посевы.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ПЕСТИЦИДАМИ

Пестицид – химическое соединение, используемое:

•  Для регуляции роста и развития растений;
•  Для удаления листьев растений;
•  Для уничтожения растений на корню;
•  Для отпугивания животных или их привлечения и стерилизации;
•  Для уничтожения эктопаразитов животных и борьбы с переносчиками опасных заболеваний (сыпного тифа, малярии, клещевого энцефалита).

В качестве пестицидов в настоящее время разрешено использование 280 биологически активных компонентов различных химических классов, на базе которых разработано более 600 препаратов.

По данным ФАО, в мире от болезней растений, сорняков и вредителей ежегодно теряется около 35 % урожая (75 млрд. $). В США затраты на производство пестицидов ежегодно составляют около 4 млрд. $, а эффект от их применения равен 15-18 млрд. $. Однако все эти оценки не учитывают экологических издержек от применения пестицидов.

При обработке земельных участков путём их опрыскивания пестицидами снос пестицидов за пределы обрабатываемых площадей составляет 50-60 % от их вносимого количества, а при использовании авиации – 75 %.

Достаточно отметить, что только около 1% вносимых в среду ядов имеет непосредственный контакт с теми видами организмов, против которых они применяются. Остальная масса попадает в различные звенья природной среды. Все виды пестицидов представляют собой яды и поражают не только животных – вредителей, сорняки и возбудителей болезней культурных растений, но и много других полезных растений и животных, а также представляют серьёзную опасность для человека. Пестициды обладают способностью накапливаться в ОС и организме животных и человека, передаваясь по пищевым цепочкам, нарушая обмен веществ, повреждая структуры клеток, в т.ч. аппарат наследственности.

Чрезвычайно опасны пестициды для детей, поскольку вызывают у них болезни кожи, пищеварительного  тракта, органов дыхания, нарушение обмена веществ, отставание в физическом развитии. В районах интенсивного применения пестицидов детская заболеваемость почти в 5 раз выше по сравнению с районами, где использование пестицидов ограничено.

По данным  ВОЗ,  отравление  пестицидами  каждый год поражает в мире до 2 млн. человек и уносит до 40 тыс. человеческих жизней.

Несбалансированное применение пестицидов приводит:

•  к подавлению биологической активности почв и препятствует естественному восстановлению плодородия;
•  к накоплению пестицидов в продуктах животного и растительного происхождения;
•  снижает урожайность ряда культур из-за гибели насекомых-опылителей.

На определённом этапе применения пестицидов человек начинает стимулировать размножение самих вредителей. Этому способствуют быстрые адаптации вредителей к действию пестицидов, а также уничтожение их конкурентов или хищников, характеризующихся меньшим привыканием. Однако на сегодняшний день отказ от пестицидов невозможен, ибо они помогают сохранить в России до 20 % урожая.

В последние годы в России  наблюдается существенное сокращение использования пестицидов в сельском хозяйстве.

Для предотвращения загрязнения почв пестицидами и другими вредными веществами используют биологические методы защиты растений, не применяют особо опасные и стойкие препараты (хлорорганические пестициды) и др.

Биологические меры борьбы с вредителями

1.  разведение и внедрение в экосистемы хищников и паразитов нежелательных видов (божьи коровки, жужелицы, муравьи и др.);
2.  вирусные и бактериальные препараты;
3.  внедрение в популяции особей, не способных давать потомство (метод стерилизованных самцов);
4.  использование феромонов (для привлечения или отпугивания);
5.  узкоспециализированные фитофаги, питающиеся сорняками;
6.  пестициды естественной природы (вытяжки из табака, ботвы помидоров, чеснока, горчицы, ромашки);
7.  методы генной инженерии, позволяющие повысить устойчивость организмов к вредителям и болезням.

Охрана земельных ресурсов

Система рационального использования земель должна носить природоохранный ресурсосберегающий характер и предусматривать сохранение почв, ограничение воздействий на растительный и животный мир, геологические породы и другие компоненты окружающей среды.

Охрана земель предусматривает:

•  Защиту земель от водной и ветровой эрозии, селей, от подтопления, заболачивания, вторичного засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения отходами производства, других процессов разрушения.
•  Рекультивацию нарушенных земель, повышение их плодородия.
•  Снятие и сохранение плодородного слоя почвы при проведении строительных и иных работ, связанных с механическим нарушением почвенного покрова, с тем чтобы использовать его для рекультивации земель или повышения плодородия малопродуктивных угодий.
•  Установление особых режимов пользования для земельных участков, имеющих природоохранное и историко-культурное значение.

Рекультивация земель

Земли, на которых в результате хозяйственной деятельности изменены гидрологический режим и рельеф местности, разрушен и загрязнён почвенный покров, уничтожена растительность, называют нарушенными. Расширение добычи полезных ископаемых открытым способом привело к образованию в стране обширных площадей нарушенных земель.

Все нарушенные территории делят на две группы:

1.  земли с насыпным грунтом – пром. отходы, отвалы подземных горных разработок (терриконы);
2.  территории, повреждённые в результате выемки грунта – карьеры и отвалы при открытых горных работах, провалы на месте подземных разработок.

Для восстановления нарушенных ландшафтов необходимо проведение рекультивации, т.е. искусственного восстановления повреждённых земель.  Технический этап рекультивации начинается со снятия и складирования плодородного слоя, который помещают в бурты (специальные временные отвалы) и хранят до окончания всех работ. Впоследствии его наносят на выровненную поверхность.

Биологический этап рекультивации включает внесение удобрений, орошение, посев многолетних трав, с/х культур, посадку деревьев, кустарников.  Порядок работ определяется видом и проектом рекультивации.

По типу проведения работ на нарушенных территориях выделяют следующие виды рекультивации:

•  Сельскохозяйственную (создание с/х угодий);
•  Лесохозяйственную (создание лесных насаждений);
•  Рыбохозяйственную (разведение рыбы в водохранилищах, прудах на месте карьеров);
•  Водохозяйственную (создание водоёмов различного назначения);
•  Рекреационную (организация объектов отдыха);
•  Санитарно-гигиеническую (биологическая или техническая консервация повреждённых земель);
•  Строительную (приведение испорченных земель в состояние, пригодное для промышленного и гражданского строительства).

Виды загрязнений природных вод

1.  Загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Каждая тонна нефти создаёт нефтяную плёнку на площади до 12 км2. Восстановление поражённых экосистем занимает 10 – 15 лет.
2.  Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства.
3.  Загрязнение  минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства.
4.  Загрязнение  коммунально-бытовыми стоками. Загрязнение вод удобрениями и коммунально-бытовыми стоками ведёт к эвтрофикации водоёмов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей и гибели других экосистем водоёмов с непроточной водой (озёр и прудов), а иногда к заболачиванию местности. Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоёмов.
5.  Загрязнение ионами тяжёлых металлов (сточные воды, атмосферный перенос). Нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека.
6.  Загрязнение кислотными дождями. Приводит к закислению водоёмов и гибели экосистем.
7.  Радиоактивное загрязнение. Связано со сбросом радиоактивных отходов.
8.  Тепловое загрязнение. Вызывается сбросом в водоёмы подогретых вод ТЭС и АЭС. Приводит к массовому развитию сине-зелёных водорослей, уменьшению количества кислорода, увеличению токсичности загрязняющих воду примесей и отрицательно влияет на флору и фауну водоёмов. С повышением температуры в загрязнённой воде наблюдается быстрое размножение болезнетворных микроорганизмов.
9.  Механическое загрязнение. Повышает содержание механических примесей.

    10.Бактериальное и биологическое загрязнение. Связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями.

Загрязнение воды вызывает следующие изменения её качества:

1.  Снижение рН пресных вод в результате загрязнения серной и азотной кислотами из атмосферы (кислотные дожди), а также увеличение содержания сульфатов и нитратов;
2.  Повышение содержания кальция, магния, кремния в подземных и речных водах вследствие вымывания и растворения подкисленными дождевыми водами горных пород;
3.  Повышение содержания в природных водах солей тяжёлых металлов, прежде всего свинца, кадмия, ртути, мышьяка и цинка, а также фосфатов;
4.  Повышение в поверхностных и подземных водах содержания солей в результате их поступления со сточными водами, из атмосферы и за счёт смыва твёрдых отходов;
5.  Повышение содержания органических соединений, прежде всего биологически стойких (ПАВ, пестицидов, суперэкотоксикантов, продуктов их распада и других токсичных, канцерогенных и мутагенных веществ);
6.  Снижение содержания кислорода в природных водах;
7.  Снижение прозрачности воды в водоёмах (в загрязнённых водах размножаются вирусы, бактерии и другие возбудители инфекционных заболеваний);
8.  Загрязнение природных вод радиоактивными изотопами.

Самоочищение водоёмов

Замечательной особенностью водных экосистем является их способность к самоочищению. Оно происходит в результате совокупного действия физических, химических и биологических факторов.

К физическим факторам относятся разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Интенсивное течение рек обеспечивает хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц. Самоочищению водоёмов способствует оседание на дно нерастворимых осадков. Обеззараживание воды происходит под воздействием УФ излучения Солнца, которое воздействует на белки и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также на споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов следует выделить окисление органических и неорганических веществ.

Решающую роль в самоочищении водоёмов играют водные биоценозы. Водные организмы (беспозвоночные и микроскопические водоросли) сообща обеспечивают через трофические (пищевые) связи многоступенчатую минерализацию органики и перевод её в донные отложения. Самоочищению водоёмов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрица и некоторые амёбы адсорбируют кишечные и другие вирусы. Каждый моллюск профильтровывает в сутки более 30 л воды.

Процесс самоочищения обеспечивает постепенное восстановление биоразнообразия организмов вниз по течению реки от точки сброса загрязнённых сточных вод.

Чем извилистее река, тем больше в ней подходящих мест для развития растительных и животных очистителей. Чем больше плёсов и перекатов, тем быстрее осаждаются взвеси, лучше идёт насыщение кислородом и быстрее происходит самоочищение. Скорость самоочищения реки зависит и от температуры. В холодное время года, особенно зимой, активность живых существ заметно снижается, потому уменьшается скорость самоочищения и протяжённость загрязнённых участков реки возрастает.

Однако способность водоёмов к самоочищению не безгранична. При определённом уровне загрязнения, особенно при аварийных, залповых сбросах неочищенных стоков может быть погублена вся биота водоёма (биота – пространственная совокупность всех живых организмов). Техногенное загрязнение рек и озёр принимает такие масштабы, что во многих регионах превышает их способности к самоочищению.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА

Наиболее опасными с точки зрения их воздействия на природные экосистемы являются углеводороды в составе сырой нефти и нефтепродуктов, пестициды (хлорированные углеводороды), тяжёлые металлы и радиоактивные вещества.

Различают три группы источников загрязнения Мирового океана:

1.  морские – военные корабли, суда различного назначения и другие установки, эксплуатируемые в морской среде; трубопроводы и устройства, используемые при разведке и добыче природных ресурсов морского дна и его недр;
2.  наземные – сток рек, озёр и других водных систем;
3.  атмосферные – атмосферный перенос выбросов вредных газообразных отходов различных промышленных предприятий и транспортных средств.

(см. Загрязнение Мирового океана в конспектах по дисц. Учение о гидросфере)

Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов от 29 декабря 1972 г. полностью запрещает сброс на дно морей и океанов:

•  галогенорганических соединений;
•  ртути и соединений на её основе;
•  кадмия и кадмиевых соединений;
•  изделий из устойчивых пластмасс и других устойчивых синтетических материалов (например, сетей и тросов), которые могут всплывать или оставаться во взвешенном состоянии в морской воде таким образом, что будут существенно мешать рыболовству и судоходству;
•  сырой и топливной нефти, тяжёлого дизельного топлива и смазочного масла, гидравлических жидкостей, а также смесей, содержащих эти вещества;
•  радиоактивных веществ с высоким уровнем радиации;
•  материалов в какой бы то ни было форме, изготовленных для ведения биологической или химической войны.

В 1983 г. вошла в силу международная Конвенция по предотвращению загрязнения морской среды с судов. Конвенция устанавливает жёсткие нормы содержания нефти в сбрасываемой танкерами воде. В особых районах (к ним отнесены, в частности, Балтийское и Чёрное моря) полностью запрещён слив нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов водоизмещением свыше 400 т. Все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приёмные пункты. Все транспортные суда оснащаются сепарационными устройствами для очистки сливных вод, а танкеры – устройствами, позволяющими осуществлять мойку танкеров без слива нефтяных остатков  в море. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в т.ч. хоз.-бытовых, созданы электрохимические установки. Береговые очистные сооружения, куда поступает отработанная вода с судов, не только очищают от загрязнения, но и регенерируют тысячи тонн нефти.

Для отмывки топливных цистерн сухогрузов созданы плавучие очистные станции.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МОРЕЙ РОССИИ

Каспийское море – со стоком Волги поступают нефтеуглеводороды, фенолы, тяжёлые металлы, пестициды. Нефтеуглеводородами загрязнены районы нефтедобычи в открытом море. Концентрация нефтепродуктов у берегов Азербайджана достигает 10 – 16 ПДК. Буровой шлам, суточное накопление которого на морских нефтяных промыслах составляет многие сотни тонн, и который содержит около 40 % высокотоксичных добавок и несёт большую опасность для воды, чем нефть, не вывозится для захоронения, а сбрасывается в море.

Эвтрофикация приустьевых районов моря, в результате чего наблюдается придонный дефицит кислорода, приводящий к заморам донных организмов. Категория вод – «загрязнённые» и «грязные».

Чёрное море – с течением рек Дуная и Днепра выносится натрий и фосфор, фенолы, нефтепродукты, пестициды. Категория вод – «умеренно загрязнённые», «грязные» и «очень грязные» (в северо-западной части).

В конце Второй мировой войны стадо черноморских дельфинов составляло 25 млн. голов. Аэрофотосъёмки последних лет оценивают стадо всего в 60 – 100 тыс. голов. Причём встречается много дельфинов с поражениями кожи, с серьёзными пороками. Очень быстро растёт число спутниц загрязнения воды – медуз. По приблизительным подсчётам, их биомасса в море превышает 400 млн. т.

Балтийское море – тяжёлые металлы (медь, цинк, ртуть, свинец, кадмий), фенолы, нитраты, СПАВ, пестициды (в Невской губе). Захоронение химического оружия. Категория вод – «умеренно загрязненные», восточная часть Финского залива – «грязные» и «очень грязные».

Баренцево море – в прибрежной зоне десятикратное превышение ПДК по нефтепродуктам и фенолам. Эвтрофирование.

Карское море – захоронение радиоактивных отходов и реакторов.

Японское море – нитраты, фенолы, нефтепродукты, СПАВ. Ртуть в Амурском заливе и в бухте Золотой Рог. Жидкие радиоактивные отходы. Категория вод - «загрязнённые» и «умеренно загрязненные».

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

Растёт загрязнение рек и озёр промышленными и бытовыми отходами, токсичными веществами. Промышленные стоки загрязняют от 10 до 30 % общего речного стока.

В РФ на 1 человека образуется примерно в 1,5 раза больше хозяйственных стоков, чем в среднем в мире. В России из общего объёма сточных вод (60 км3) около 40 % отнесены к категории «загрязнённых».

В составе сточных вод ежегодно сбрасывается  в водоёмы почти 2 млн. т различных загрязнителей – взвешенных веществ, нефтепродуктов, СПАВ, соединений фосфора, аммонийного азота, фенолов и др. токсичной органики, солей различных металлов. Реальная масса загрязнителей, поступающих в водоёмы, гораздо больше, поскольку в этих данных не учтены атмосферные выпадения ЗВ, смыв органики и ядохимикатов с сельскохозяйственных угодий.

Основной объём загрязнённых вод сброшен предприятиями промышленности (59%) и коммунального хозяйства (24%). Остальные 17% приходятся на сельское хозяйство.

Основные реки – Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена, Печора – оцениваются как «загрязнённые», а крупные притоки – Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол – как «сильно загрязнённые». К этой же категории относится и Урал. Наиболее загрязнены водные источники юга России и Московской области.

Объём загрязнённых сточных вод, сбрасываемых в Волгу, составляет 37% общего их объёма на территории России. В Волге фиксируются высокие концентрации нефтепродуктов, фенолов.

В Неву каждый день попадает примерно 2 тыс. т ЗВ. В Печоре по всему течению высокие концентрации фенола (из-за сплава леса), нефтепродуктов, соединений меди.

В уральских реках концентрация меди, никеля, хрома выше ПДК в 5-20 раз.

Крупные сибирские реки загрязнены фенолами и тяжёлыми металлами. Енисей и Лена загрязнены медью, цинком и фенолами. В Оби концентрация фенолов от 5 до 17 ПДК.

Показатели качества воды

Выделяют следующие показатели качества воды, регламентированные соответствующими документами: органолептические, гидрохимические, микробиологические, содержание химических токсинов.

Определение органолептических показателей обязательно при любом исследовании воды. К ним относятся цветность, запах, вкус и привкус, мутность и пенистость.

Гидрохимические показатели качества воды:

•  водородный показатель рН,
•  растворённый кислород,
•  минерализация (карбонаты и гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, сухой остаток, общая жёсткость, катионы кальция и магния, натрия и калия),
•  биогенные элементы (нитраты, фосфаты, аммоний, нитриты),
•  фториды,
•  общее железо.

Определение содержания химических примесей – пестицидов, нефтепродуктов, тяжёлых металлов, СПАВ и др.

Определение микробиологических показателей, установленных стандартами для питьевой и другой воды.

Для упрощённой сравнительной оценки качества вод различных водных объектов (независимо от присутствия различных ЗВ), а также для выявления тенденций качества вод по годам используют индекс загрязнённости воды (ИЗВ), который рассчитывается как сумма приведённых к ПДК фактических значений показателей качества для 6 основных загрязнителей воды:    

      6

ИЗВ = 1/6  Сi  ПДКi ,

      i=1

где Сi – концентрация ЗВ или среднее значение определяемого показателя за период наблюдений (при гидрохимическом мониторинге это – среднее значение за год);

ПДКi – предельно допустимая концентрация ЗВ;

6 – строго ограниченное число показателей, использующихся для расчёта.

При расчёте ИЗВ в число шести показателей обязательно входят концентрация растворённого кислорода и значение БПК5, а также ещё 4 показателя, являющиеся для данного водоёма наиболее неблагополучными, т.е. имеющими наибольшие относительные концентрации (отношение Сi  ПДКi).

ИЗВ	Класс качества воды	Характеристика вод
Менее и равно 0,2	1	Очень чистые
0,2…1	2	Чистые
1…2	3	Умеренно загрязнённые
2…4	4	Загрязнённые
4…6	5	Грязные
6…10	6	Очень грязные
Более 10	7	Чрезвычайно грязные

Классификация пресных вод по целевому назначению

1.  Вода питьевая.
2.  Вода минеральная.
3.  Вода промышленная – вода, компонентного состава и ресурсов которой достаточно для извлечения этих компонентов в промышленных масштабах.
4.  Вода техническая – любая вода, кроме питьевой, минеральной и промышленной, пригодная для использования в народном хозяйстве. При этом различают:

•  хозяйственно-бытовые воды – воды, используемые для бытовых и санитарно-гигиенических целей населением, а также прачечными, банями, столовыми, больницами;
•  поливная вода;
•  энергетическая вода, используемая для получения пара и нагревания помещений, оборудования и сред;
•  охлаждающая вода, используемая в теплообменных аппаратах; может быть оборотной и подпиточной (добавочной). В промышленности 65-80 % расхода воды потребляется для охлаждения;
•  технологическая вода подразделяется:

Средообразующая вода – используется для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспортировке продуктов и отходов производства.

Промывочная вода –  для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твёрдых продуктов и изделий

Реакционная вода -         в составе реагентов, при отгонке и аналогичных процессах.

Для обеспечения рационального использования воды на предприятиях наиболее перспективными являются следующие направления:

1.  Внедрение безводных или маловодных технологических процессов (например, применение аппаратов воздушного охлаждения позволяет снизить расход охлаждающей воды).
2.  Устранение протечек и потерь воды с брызгами в системе водоснабжения за счёт совершенствования технологических процессов и оборудования, а также за счёт правильной организации производства.
3.  Использование воды для очистки уходящих газов в тех случаях, когда из газов извлекаются ценные вещества.
4.  Внедрение местных систем обезвреживания стоков (наличие в каждом цехе собственного водооборотного цикла с местной системой очистки воды позволяет утилизировать ценные компоненты отходов и создавать вторую степень защиты водоёма от вредных стоков).
5.  Создание замкнутых водооборотных циклов, которые включают в себя сбор и использование не только очищенных стоков, но и ливневых вод.

Методы защиты поверхностных вод от загрязнения

Защита поверхностных вод от загрязнения предусматривает следующие экозащитные мероприятия:

•  развитие безотходных и безводных технологий и систем оборотного водоснабжения;
•  очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);
•  закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты.

Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения сточными водами являются безводные и безотходные технологии. На начальном этапе создается оборотное водоснабжение. В его систему включают ряд очистных сооружений и установок, что создает замкнутый цикл использования сточных вод, которые при таком способе всё время находятся в обороте и не попадают в поверхностные водоёмы.

Создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения позволяет в 10-50 раз уменьшить потребление природной воды. Таким образом, создание замкнутых водооборотных систем является важнейшим путём защиты гидросферы от загрязнения.

Водооборотный цикл – это многократное использование одной и той же воды при минимальном восполнении потерь (подпитке).

Для оценки эффективности использования воды в производстве применяют коэффициент оборота воды

                                             Qоб

                                        Роб =   

                                                  Qоб + Qи

где  Qоб – количество оборотной воды, м3/ч;

      Qи – количество воды, забираемой из источника водоснабжения, м3/ч.

В промышленности потребность в воде на 27% удовлетворяется за счёт забора воды из природных водных объектов и на 73% - за счёт систем оборотного и повторно - последовательного водоснабжения.

В нефтедобывающей, химической и нефтехимической  промышленности экономия свежей воды от введения в эксплуатацию оборотных систем ежегодно составляет около 90 %. В цветной металлургии при флотационном обогащении руд для использования оборотных вод иногда достаточно их предварительного осветления. Экономическое преимущество замкнутых водооборотных циклов перед разомкнутыми очевидно, так как очистка большого количества воды до необходимой кондиции перед сбросом в водоём является дорогостоящим мероприятием.

Одним из перспективных способов уменьшения загрязнения поверхностных вод является закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты через систему поглощающих скважин (подземное захоронение). При этом способе отпадает необходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточных вод.

На любом водном объекте создаются водоохранные зоны,  ширина которых на реках составляет от 0,1 до 1,5-2,0 км, включая пойму реки, террасы и береговой склон. Их назначение – предотвращение  загрязнения, засорения и истощения водного объекта, а также сохранение среды обитания объектов животного и растительного мира. В пределах водоохранных зон  запрещается распашка земель, вырубка леса, выпас скота, применение ядохимикатов и удобрений, размещение животноводческих ферм и лагерей, строительные работы и другие виды деятельности.

Методы очистки сточных вод

Механические методы:

отстаивание, процеживание, фильтрование, центрифугирование.

Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей (песок, глинистые частицы), а из промышленных до 95 %, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве.

Сооружения механической очистки:

•  решетки (для улавливания крупноразмерных загрязнений размером более 5 см)
•  песколовки горизонтальные, вертикальные, аэрируемые (для улавливания частиц песка, эффективность 49 – 80 %);
•  отстойники горизонтальные, вертикальные, радиальные (для осаждения нерастворимых и коллоидных примесей, эффективность 40 – 60 %).

Физико-химические методы очистки

При физико-химических методах очистки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворённые неорганические примеси и разрушаются органические вещества. Чаще всего из физико-химических методов применяются коагуляция, адсорбция, экстракция, а также электролиз.

Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов при протекании электрического тока.

Для экстрагирования фенолов из сточных вод применяют бутилацетат и диизопропиловый эфир.

Для очистки от мелких частиц нефтепродуктов применяют коагулянты, образующие хлопья, к которым прилипают эти частицы. Затем хлопья удаляют в отстойниках или флотаторах с помощью воздушных пузырьков, подхватывающих эти хлопья и выносящих их на поверхность. В качестве коагулянтов используют сульфаты алюминия и железа, гидроксохлорид алюминия.  

Для глубокой очистки сточных вод от растворимых органических соединений (фенолов, пестицидов, спиртов) используют метод адсорбции, эффективность которого колеблется от 80 до 95 % в зависимости от химической природы адсорбента, величины адсорбирующей поверхности, а также от структуры и свойств улавливаемых примесей. Очищаемую воду пропускают через фильтр, загруженный сорбентом, или просто добавляют в неё измельчённый сорбент. В качестве адсорбентов применяют торф, опилки, коксовую мелочь, золы, шлаки и другие малоценные вещества, которые обычно удаляются или сжигаются после одноразового использования. Если же загрязняющее вещество или адсорбент представляют определённую ценность, то адсорбент регенерируют. Самым эффективным, но и самым дорогим сорбентом является активированный уголь.

Для извлечения из сточных вод металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, ванадия, марганца) используется ионообменная очистка с применением синтетических ионообменных смол.

Биологический метод очистки

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоёмов. Биологический (биохимический) метод основан на способности микроорганизмов использовать  для своего питания многие органические и неорганические соединения из сточных вод (сероводород, аммиак, нитриты и т.д.). Используются различные типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды, поля орошения, аэротенки. В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной плёнкой. Благодаря этой плёнке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоём. Перед биологической очисткой сточные воды подвергают механической очистке, а после биологической (для удаления болезнетворных бактерий) – хлорированию. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приёмы (ультразвук, озонирование и др.). Биологический метод даёт лучшие результаты при очистке коммунально-бытовых сточных вод, а также сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей промышленности, производства искусственного волокна.

Состояние растительного покрова России

Лесной фонд страны – совокупность всех покрытых лесом земель, а также земель, не покрытых лесом, но предназначенных для ведения или нужд лесного хозяйства. Это прежде всего территории, предназначенные для лесовосстановления (вырубки, гари, пустыри), а также нелесные участки, имеющие в лесном хозяйстве служебное значение (просеки, сенокосы, овраги, дороги).

Россия богата лесом. Общая площадь земель лесного фонда РФ – 11,6 млн. км2 , покрытая лесом площадь занимает 7,9 млн. км 2. Общий запас древесины – около 80 млрд. м3. Россия владеет почти пятой частью мировых запасов леса. Леса занимают 69 % территории РФ, и на каждого жителя страны приходится 5,2 га земель, покрытых лесом.

По породному составу в лесонасаждениях преобладают хвойные породы (72 %), затем следуют мягколиственные (15 %), твёрдолиственные (9 %) и др.

Растительный мир России богат и разнообразен. На территории России встречаются самые разные типы естественной растительности: тундра, леса, луга, болота, степи. Различные типы растительности в разной мере изменены хоз. деятельностью человека.

Типичная тундра представляет собой безлесное пространство с низким, чаще всего несплошным растительным покровом. Основу его составляют мхи и лишайники. Из цветковых растений в тундре распространены кустарники, кустарнички и травы. Условия жизни в тундре слишком суровы, поэтому деревьев в настоящей   тундре нет. Тундра богата ягодами: морошкой, брусникой, клюквой, голубикой. Площади, покрытые лишайниками, используются под оленьи пастбища.

Растительность тундровой зоны в общем наименее изменена хоз. деятельностью человека, хотя в последние десятилетия в связи с освоением месторождений газа и нефти сильно возросло антропогенное воздействие на природные ландшафты тундровой зоны. Посёлки, шахты, нефтепроводы, газопроводы, крупные пром. предприятия приводят к уничтожению и так разреженного растительного покрова, к сокращению численности ценных промысловых животных. Предельно уязвимая природа Севера под техногенным воздействием разрушается, вокруг пром. центров образуются пустоши. Ореолы загрязнений вокруг населённых пунктов в тундре в десятки и сотни раз превышают территории самих районов.

Замедленный биологический круговорот, низкая биологическая продуктивность, низкие температуры и др. неблагоприятные природные факторы определяют весьма низкую способность экосистемы тундр к самоочищению.

Особенно отрицательно воздействие гусеничного транспорта на растительный покров тундры, характеризующийся весьма малым ежегодным приростом растений (веточка полярной ивы прирастает за вегетационный период на 1-5 мм, а олений мох – на 3-5 мм). Полное разрушение мохово-лишайниковых тундр происходит после 6-кратного проезда гусеничного транспорта, причём на этом месте начинают активно развиваться процессы термокарста и эрозии (рост оврагов в окрестностях населённых пунктов достигает 15-30 м в год).

За годы нефтегазового освоения севера Тюменской области площадь пастбищ для северных оленей, выбывших из оборота, составила около 6 млн. га.

По прогнозам, при существующей системе природопользования через несколько лет будут разрушены экосистемы на 20-30 % северных территорий, а в последующие 10-15 лет здесь может исчезнуть лишайниковый покров, что подорвёт хозяйственные основы жизни коренного населения.

Наиболее распространённым типом растительности в Росси является лес. На севере это преимущественно тайга. В европейской части в основном темнохвойные леса из ели и пихты. При движении на восток начинают доминировать сосновые формации, в Сибири – светлохвойные лиственничные, а в Приморье и бассейне Оби и Енисея – кедровые. Таёжные леса представляют собой коренную (первичную) зональную растительность. В таёжных лесах России отмечается тенденция сокращения лесопокрытой площади. Причина – рубки леса и пожары. После уничтожения таёжных лесов при сплошных рубках и пожарах на их месте обычно возникают вторичные леса, образованные мелколиственными древесными породами, главным образом низкопродуктивными березняками. В некоторых случаях при близком залегании грунтовых вод вырубка леса в тайге нередко сопровождается повышением уровня грунтовых вод и образованием на месте ранее существовавшего леса болота, весьма устойчивого, не склонного к самоосушению.

Малотрансформированные деятельностью человека таёжные экосистемы сохранились лишь на севере европейской части России и северо-востоке Сибири. Там площадь естественного растительного покрова превышает 94 %.

В европейской части страны и на Дальнем Востоке тайга на юге переходит в хвойно-широколиственные (смешанные) и широколиственные леса. В Сибири таких лесов нет. Наиболее распространенными породами в смешанных лесах являются ель и дуб. В широколиственных лесах доминирует обычно дуб, помимо него встречаются липа,  клён, вяз, ясень. Достаточно богат видовой состав кустарников: орешник, бересклет, жимолость, шиповник и др. В лесах произрастает большое количество видов диких плодовых, ягодных, орехоплодных растений, грибов. Лес даёт много технического и лекарственного сырья.

Смешанные и широколиственные леса подверглись интенсивному уничтожению ввиду того, что потребность в дубовой древесине всегда была велика, кроме того, дубравы занимали очень благоприятные для земледелия земли. Под влиянием чрезмерных рубок, пожаров, выпаса скота, загрязнений воздуха существенно изменилась их структура и видовой состав. Так, на Русской равнине в северной части ареала произошла смена широколиственных лесов на берёзовые и осиновые, в западной – на грабовые, а в южной они замещаются степными кустарниками.

В России дикорастущими плодово-ягодными насаждениями занято более 6 млн. га лесной площади, в т.ч. около 5,5 млн. га – ягодниками (кедр, орех грецкий, лещина, фисташки, яблоня, груша, алыча, вишня, рябина, калина, смородина, клюква, брусника, малина, черника, голубика, морошка).

Категории лесов

•  леса с защитными экологическими функциями (водоохранные вдоль нерестовых рек, полезащитные, защитные полосы лесов вдоль ж/д и автомагистралей, курортные, рекреационные). Это лесопарки, городские леса, особо ценные лесные массивы, национальные и природные парки, орехопромысловые и др. ценные леса, строго охраняющиеся, в которых допускаются только рубки ухода и санитарные рубки.
•  эксплуатационные леса, распространенные в многолесных районах. Они – основные поставщики древесины. Это леса главным образом северной и средней части таёжной зоны.

Экологическая роль лесов. Основные функции леса

•  являются основным поставщиком кислорода на планете;
•  влияют на водный режим занятых ими и прилегающих территорий, поддерживают полноводность рек, отдают прилегающим полям накопленную зимой и весной снеговую влагу через грунтовые воды и внутрипочвенный сток;
•  являясь собирателем и хранителем влаги, смягчают климат, ослабляя воздействие засух и суховеев, и способствуют повышению урожаев сельхозкультур;
•  поглощают и обезвреживают часть атмосферных химических загрязнений;
•  защищают почвы от водной и ветровой эрозии,
•  укрепляя склоны, защищают от селей, оползней;
•  сдерживают подвижные пески;
•  предохраняют реки от обмеления, сдерживая разрушение берегов;
•  создают нормальные санитарно-гигиенические условия, благотворно влияют на психику человека, имеют огромное рекреационное значение.

Особое значение для человека имеет водоохранная, почвозащитная и климаторегулирующая роль лесов.

Лес даёт человеку строительный материал, топливо, сырьё для производства целлюлозы и бумаги, ценные лекарства, всевозможные пищевые продукты, корм для скота и т.д.

Лес выступает и как важный рекреационный и лечебный фактор. Древесная растительность выделяет в атмосферу большое количество фитонцидов, убивающих вредные для человека микроорганизмы.  Например, фитонциды почек тополя, антоновских яблок и эвкалипта губительно действуют на вирус гриппа. В определённых дозах фитонциды благотворно влияют на нервную систему человека,  на секреторную функцию ЖКТ, способствуют улучшению обмена веществ и стимулируют сердечную деятельность.

Антропогенные воздействия на леса и другие растительные сообщества

Зелёный покров Земли постоянно сокращается, изменяется состав лесов, уменьшается их продуктивность, снижается количество дикорастущих, пищевых, лекарственных, технических и медоносных растений. Ежедневно в мире вымирает 1-2 вида диких растений. Между тем один вид растений обеспечивает существование в среднем 11 видов животных (в тропических лесах – 20 видов).

За время цивилизации уничтожены 35 % площади лесов, причём больше половины этой доли – за последние 150 лет. Девственных лесов в мире сейчас осталось только 1,5 млрд. га. Наибольшие площади первичных (в основном влажных тропических) лесов сохранились в Бразилии, Заире, Индонезии, Колумбии, а бореальных (хвойных) – в Канаде и России. Меньше всего девственных лесов осталось в Китае и Австралии, а в Западной Европе (за исключением Скандинавских стран) – их практически не осталось.

В особо опасном положении находятся вечнозеленые влажные (дождевые) тропические леса. Леса тропиков вырубаются сейчас со скоростью 20-25 га в минуту. Это бесценное хранилище генетического многообразия исчезает с лица Земли примерно со скоростью 17 млн. га в год. В Восточной и Западной Африке уничтожено 56% лесов, в Южной Америке (бассейн Амазонки) – 37%, в Юго-Восточной Азии – 44% от первоначальных площадей. Их выжигают под пастбища, интенсивно вырубают на топливо, выкорчёвывают при ведении земледелия, затапливают при строительстве ГЭС и т.д. При таких темпах уничтожения влажные тропические леса в низменных равнинах могут исчезнуть через несколько десятков лет. Глобальное сокращение лесов в 18 раз опережает их восстановление. Сохранение этой тенденции представляет очень серьёзную экологическую угрозу. Наступают негативные биологические последствия, так как вместе с лесом исчезают биотопы многих видов, уменьшается биологическое разнообразие.

В тропических лесах обитает более 2/3 всех видов животных и растений (в т.ч. более 80 % насекомых), многие из которых ещё не изучены и могут представлять собой чрезвычайно ценный биологический материал. Если вырубка лесов в Юго-Восточной Азии, в бассейнах Амазонки и Конго будет продолжаться такими же темпами, то в ближайшие десятилетия будет утрачена существенная часть генофонда планеты.

За последние сто лет Россия потеряла почти четверть своих лесов. Вырубка производится ежегодно на 2 млн. га. Около 0,3 млн. га лесов ежегодно уничтожается пожарами. Кроме этого, происходит усыхание лесов за счёт возникновения очагов болезней и повреждения вредителями. Около 10 млн. га  лесов подвержено воздействию индустриальных загрязнений.

Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть прямым и косвенным.

К прямому воздействию относятся:

1.  сплошная вырубка лесов;
2.  лесные пожары и выжигание растительности;
3.  распашка степей и пойменных лугов;
4.  уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов, при строительстве);
5.  перевыпас скота;
6.  рекреационная нагрузка на леса.

Косвенное воздействие  - это изменение условий обитания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений (интродуцентов).

Воздействие промышленных выбросов на лесные экосистемы

Из косвенных воздействий человека на биотические сообщества важное значение имеет воздействие промышленных выбросов, в первую очередь диоксида серы, оксидов азота и углерода, озона, тяжелых металлов, которые негативно влияют на хвойные и широколиственные деревья, кустарники, мхи и лишайники. Они отрицательно действуют на процессы фотосинтеза и транспирации растений, органы дыхания животных.

Крайне негативное влияние на лесные экосистемы оказывают атмосферные загрязнения диоксидом серы, приводящие к выпадению губительных кислотных дождей. Особенно от кислотных осадков пострадали леса Европы, и в первую очередь хвойные насаждения. В таких странах, как Чехия, Словакия, Греция, Англия, Германия, Норвегия, Польша доля деградированных лесов достигает 49-75 % от общей площади лесных массивов.

Вредные примеси воздуха уменьшают продукцию пыльцы, плодов и семян, значительно снижают скорость прорастания семян. При значительных выбросах диоксида серы (вблизи металлургических заводов) у сосны обыкновенной отмечалось уменьшение размеров шишек на 16-19 %, их массы – на 37-50 % и количества семян – на 12-15 %. Наличие тяжёлых металлов в лесной подстилке значительно снижает всхожесть семян древесных пород.

Установлено, что при концентрации диоксида серы на уровне 0,05-0,07 мг/м3 в воздухе хвойные деревья гибнут через 10-20 лет; при таком качестве воздуха в течение длительного периода могут существовать только лиственные породы и лиственница. Вокруг пром. центров Кольского п-ова возникли участки полностью деградированной тайги: отмершие ели и сосны – мёртвый сухостой, отмирающие берёзы, погибшие лишайники. Норильск – город самой высокой пром. эмиссии  диоксида серы на планете, превышающей 2 млн. т в год. Это привело к гибели и деградации лесов в районе Норильска на площади более 600 тыс. га.

Крайне отрицательно на жизнедеятельности растений сказываются автомобильные выхлопные газы. Например, под их воздействием у дуба, липы, вяза сокращается число и размер листьев, продолжительность их жизни, уменьшается размер и плотность устьиц, общее содержание хлорофилла уменьшается в полтора-два раза.

Экологические последствия воздействия человека на растительный мир

На территориях, лишенных лесного покрова,

•  усиливается эрозия почв, возникают глубокие овраги, разрушительные оползни и селевые потоки;
•  возникают пылевые бури, опустошительные засухи и суховеи;
•  уничтожается  фотосинтезирующая фитомасса, нарушается баланс углерода и кислорода в атмосфере, ухудшается газовый состав атмосферы;
•  уменьшается вклад транспирации в круговорот влаги на суше, что ведёт к изменению режимов осадков и стока и может ускорить аридизацию больших пространств;
•  меняется гидрологический режим водных объектов;
•  исчезают многие растительные и животные виды;
•  уничтожение древесно-кустарниковой растительности и травянистого покрова на пастбищах в засушливых регионах ведёт к опустыниванию;
•  изменяется альбедо земной поверхности – отражающая способность земной поверхности (также как и тепловой баланс поверхности Земли.

Рекреационное воздействие на леса (в зонах отдыха)

Механическое повреждение деревьев, кустарников, травы, мохово-лишайникового покрова, уничтожение подлеска (кустарниковый ярус), подроста.

Уплотнение почвы нарушает структуру, снижает содержание воздуха в почве, снижает водопроницаемость и влажность почвы, что приводит к угнетению жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. С уплотнением почвы ухудшается питание деревьев, т.к. на высоких вытоптанных участках почва становится суше, а на пониженных - переувлажнённой. Ухудшение питания ослабляет деревья, задерживает их рост и развитие. Заметно уменьшается ежегодный прирост, особенно хвойных деревьев.

Уничтожение подстилки приводит к уменьшению содержания в почве гумуса, вымыванию минеральных солей из верхних слоёв почвы.

Сбор грибов, цветов и ягод подрывает самовозобновление некоторых видов растений. Происходит обеднение или уничтожение видов травянистого и мохового покрова, внедрение сорных видов.

Ухудшается санитарное состояние леса (поражение насекомыми, грибами и др. вредителями). Обламывание ветвей, зарубки на стволах и др. механические повреждения способствуют заражению деревьев насекомыми-вредителями.

Шум отпугивает птиц и млекопитающих, мешает им нормально растить потомство.

Как следствие высоких рекреационных нагрузок происходит обеднение видового состава, упрощение структуры, снижение устойчивости и продуктивности. Возможна смена чувствительных (например, хвойных) деревьев менее чувствительными (мягколиственными). Конечным результатом могут явиться антропогенные сукцессии деструктивного типа (дигрессии), вплоть до опустынивания.

Безопасной можно считать нагрузку, при которой в природном комплексе не происходит необратимых изменений. Различные лесные экосистемы обладают разной устойчивостью в зависимости от видового состава, возраста и др. особенностей фитоценозов, а также условий их произрастания. Наибольшую нагрузку выдерживают дубравы. Леса из мелколиственных пород (берёза, осина) в несколько раз устойчивее к нагрузкам, чем хвойные леса. Молодые и средневозрастные леса устойчивее спелых лесов. Леса сложной структуры (многовидовой состав ярусности) на богатых почвах устойчивее лесов с меньшим разнообразием.

В этой связи предельно допустимой нагрузкой (ПДН) для лесов средней полосы России считается 25-30 чел./га для березняков и осинников, 7 чел. для сосняков на бедных песчаных почвах и только 1-5 чел./га для влажных еловых лесов.

Мероприятия для снижения экологического ущерба, причиняемого лесам
рекреационными воздействиями:

1.  Нужны особые формы организации территорий, используемых для отдыха, и регулярный контроль за их состоянием (строительство подъездных путей, прокладка пешеходных троп, обустройство мест отдыха, стоянок для автомашин и др.).
2.  Необходимо регламентировать посещаемость и регулировать потоки отдыхающих с учётом допустимых нагрузок. Например, действенным является привлечение отдыхающих к наиболее устойчивым экосистемам. Отдаётся предпочтение выращиванию берёзовых лесов. Они охотно посещаются отдыхающими и в то же время характеризуются повышенной устойчивостью. С др. стороны, хвойные леса требуют ограничения нагрузок. Это возможно за счёт выращивания густых насаждений, введения в них кустарникового яруса и т.п. Такие участки леса одновременно представляют уголки покоя для животных.
3.  Необходимо разъяснять правила поведения в лесу, проводить воспитательную работу среди отдыхающих (издание путеводителей, оборудование информационно-насыщенных экологических троп, проведение организованных экскурсий). Кроме того, необходимо вводить ответственность за  нарушения правил поведения в лесу.
4.  Действенной и экономически оправданной формой деятельности является введение обоснованной платы за рекреационные услуги.

Охрана и защита лесных сообществ

Для сохранения численности и популяционно-видового состава биотических сообществ осуществляется комплекс природоохранных мер, в число которых ходят:

борьба с лесными пожарами;

защита растений от вредителей и болезней;

полезащитное лесоразведение;

повышение эффективности использования лесных ресурсов;

охрана отдельных видов растений и растительных сообществ.

Главные усилия в борьбе с лесными пожарами следует направлять на профилактику пожаров. Причиной лесных пожаров, наносящих непоправимый экологический урон и огромные экономические убытки, становится, как правило, человеческий фактор. 80-90 % всех пожаров происходит по вине населения. В связи с этим важнейшее значение имеет разъяснительная работа среди населения.

Большой вред лесам наносят различного рода вредители и болезни. Иногда потери от них превышают потери от воздействия пожаров. Особенно велик ущерб от непарного и сибирского шелкопряда, очаги которого распространены от Калининграда до Приморского края. В последние годы увеличилась площадь очагов распространения корневой губки – одного из самых опасных грибковых заболеваний. Среди методов защиты растений от болезней и вредителей лучшие результаты дают профилактические меры, а именно: надзор, карантинная служба и различные лесохозяйственные мероприятия (отбор высококачественного посевного и посадочного материала во избежание заноса вредителей и возбудителей болезней, соблюдение агротехнических приёмов посева и посадки для улучшения приживаемости и жизнестойкости растений). Для уничтожения болезней и вредителей используют химический и биологический методы защиты.

Леса относятся к восстанавливаемым природным ресурсам, поэтому основная задача при их эксплуатации заключается в регулировании  процессов восстановления и рубки.

Система рубок леса: виды и характеристики различных видов рубок

         Выборочные рубки

При выборочных рубках остается древостой и сохраняется экосистемная целостность леса. Размеры пространственных и временных изменений обычно невелики.

Выборочная рубка предотвращает отмирание деревьев путем своевременного изъятия их в возрасте спелости и создает благоприятные условия как для предварительного, так и для сопутствующего возобновления. При выборочных рубках происходит естественное возобновление леса,  выборочные рубки благоприятны для возобновления ели, пихты, кедра, бука и некоторых других пород.

Положительные стороны выборочных рубок:

•  Возможность сохранения экосистемной целостности леса, сложившихся природных ландшафтов.
•  Получение крупных сортиментов.
•  Сохранения защитных свойств леса, его эстетической и рекреационной ценности.
•  Создание благоприятных условий для естественного возобновления теневыносливых и чувствительных к крайним температурам древесных пород (ель, пихта, кедр, бук).
•  Возможность использования выборочной рубки в селекционных целях.

Недостатки и трудности выборочных рубок:

•  Затруднительность механизации лесозаготовительных работ, вследствие чего удорожаются лесозаготовки.
•  Повреждаемость части оставшегося древостоя при заготовке.
•  Вырубка лучших и оставление на корню худших деревьев при экстенсивных формах выборочных рубок.
•  Усиление опасности образования ветровала, сухостоя и бурелома.
•  Затруднение возобновления светолюбивых пород.
•  Сложность назначения и проведения выборочных рубок.

Сплошные рубки

При сплошных рубках древостой на данном участке вырубают в один прием полностью. Иногда после рубки на корню остается лишь незначительная часть древостоя. В отличие от выборочной сплошная рубка вносит заметные изменения в характер ландшафта.

Сплошные рубки проводят при возросшем потреблении древесины, при расширении спроса не только на крупные, но и на мелкие сортименты.

Сплошные рубки вызывают значительные изменения в лесорастительных условиях: в световом, тепловом, гидрологическом режимах, в связи с чем могут сильно измениться напочвенные условия, состав возникающих после рубки лесов.

При сплошных рубках используется искусственное возобновление леса.

Положительные стороны сплошных рубок:

•  Разнообразие получаемых при рубке сортиментов.
•  Большая возможность механизации лесозаготовительных и лесовосстановительных процессов.
•  Простота отвода леса в рубку.
•  Благоприятные условия для возобновления леса на лесосеках.
•  Отсутствие повреждения молодняка при рубке.
•  Формирование одновозрастных древостоев.
•  Простота организации охраны от пожаров.
•  Возможность временного сельскохозяйственного пользования, механизированной корчевки пней, пастьбы скота.

Отрицательные стороны сплошных рубок:

•  Создание неблагоприятных условий для возобновления некоторых древесных пород.
•  Опасность размывов, оползней и других разрушений почвы, особенно в горных районах.
•  Повреждение стен леса и семенников.
•  Возможность образования очагов вредных насекомых в стенах леса и на вырубке, особенно если не вывезена древесина.
•  Увеличение пожарной опасности ввиду скопления большого количества лесных горючих материалов и быстрого их  высыхания.   

Основная форма ухода за лесом – это рубки ухода. Известно, что с возрастом происходит естественное изреживание леса. Лесоводы заменили этот процесс на искусственный. Они вырубают малоценные деревья и создают благоприятные условия для роста и развития доброкачественного древостоя. Проведение рубок ухода способствует формированию леса из деревьев ценных древесных пород и высокого качества, ускорению роста и повышению продуктивности леса. Кроме того, при удалении старых и заражённых деревьев улучшается санитарное состояние леса. Рубки ухода и санитарные рубки проводятся и в молодняке. Снижение объёма этих рубок может привести к ухудшению качества лесов.

Лесовосстановление – выращивание леса на некогда вырубленных, выжженных и т.д. лесных площадях.  Бывает двух типов:

•  естественное – процесс образования леса естественным путём на безлесных пространствах, на нарушенных пром. разработками территориях;
•  искусственное – выращивание леса путём его посева или посадки с последующим уходом за лесным молодняком.

Если в тайге преобладает главным образом естественное восстановление лесов, то в смешанных и широколиственных лесах основным приёмом лесовосстановления является посадка лесных культур. Но не все хвойные породы деревьев легко самовосстанавливаются. Некоторые из них, например кедр, только с помощью птиц и млекопитающих могут осеменить пространство. Поэтому для ускорения восстановления таких пород необходимо производить их посев и посадку.

Задачи лесовосстановления в северных и южных зонах принципиально различны. На севере ЕТР лесовосстановление связано с обширными площадями рубок, в лесостепных и степных районах леса воссоздаются для использования их защитных функций.

Повышение продуктивности лесов достигается и заменой древесных насаждений более продуктивными насаждениями.

Критерии и индикаторы устойчивого управления лесами РФ

Основные принципы лесопользования нашли отражение в Приказе Рослесхоза от       5 февраля 2000 г. №21 «Об утверждении критериев и индикаторов устойчивого управления   лесами Российской Федерации».

Устойчивое управление лесами России - это целенаправленные, долговременные,           экономически выгодные взаимоотношения человека и лесных экосистем, которые могут            сопровождаться периодическим изъятием лесной продукции с помощью различных                технологий, с применение машин и механизмов.

Критерий 1: поддержание и сохранение продуктивной способности лесов.                        Индикаторы: 

1.1. Изменение доли площади эксплуатационных лесов относительно общей площади лесных земель (каждые 5 лет).

1.2. Изменение доли площади лесов, возможных для эксплуатации, относительно площади покрытых лесом земель (каждые 5 лет).

1.3. Изменение площади доступных для освоения эксплуатационных лесов относительно общей площади лесов, возможных для эксплуатации (каждые 5 лет), и другие индикаторы.

Критерий 2: поддержание приемлемого санитарного состояния и жизнеспособности лесов.

Индикаторы: 

2.1. Общая площадь лесов, усыхающих или погибших под воздействием неблагоприятных факторов (ежегодно), в том числе:

а) от пожаров;

б) от насекомых и болезней;

в) от промышленных выбросов;

г) от прочих факторов.

2.2. Площадь лесов, загрязненных радионуклидами (ежегодно).

2.3. Общее количество оцениваемых воздушных поллютантов (загрязнителей) или их количество, приходящееся на единицу площади лесных земель (каждые 5 лет).

2.4. Площадь лесов, характеризующихся серьезной дефолиацией (повреждение и опадение листвы), оцениваемой по методике ЕЭК ООН (в пределах 500-километровой зоны вдоль западных границ).

Критерий 3: сохранение и поддержание защитных функций лесов.

Индикаторы: 

3.1. Доля лесной площади, используемой для защиты почв, в том числе:

а) участки леса на крутых склонах;

б) государственные защитные лесные полосы;

в) ленточные боры;

г) леса на пустынных, полупустынных, степных, лесостепных и малолесных горных территориях;

д) защитные полосы лесов вдоль железнодорожных магистралей, автомобильных           дорого федерального, республиканского и областного значения;

е) противоэрозионные леса (каждые 5 лет).

3.2. Доля лесной площади, используемой для водоохранных целей, в том числе:

а) запретные полосы лесов по берегам рек, озер, водохранилищ и других водных            объектов;

б) запретные полосы лесов, защищающие нерестилища ценных промысловых рыб;

в) леса зон санитарной охраны источников водоснабжения (каждые 5 лет) и другие индикаторы.

Критерий 4: сохранение и поддержание биологического разнообразия лесов и их        вклада в глобальный углеродный цикл.

Индикаторы: 

4.1. Доля площади, занимаемой лесами хвойных, твердолиственных и мягколиственных пород (каждые 5 лет).

4.2. Площадь лесов по основным лесообразующим породам и классам возраста (каждые 5 лет).

4.3. Доля площади, покрытой спелыми и перестойными лесами (каждые 5 лет).

4.4. Площадь лесов особо охраняемых природных территорий (каждые 5 лет):

а) государственных природных заповедников;

б) национальных и природных парков;

в) лесных заповедных участков;

г) лесов, имеющих научное или историческое значение;

д) памятников природы и другие индикаторы.

Критерий 5: поддержание социально-экономических функций лесов.

Индикаторы: 

5.1. Доля лесного сектора экономики в валовом национальном продукте (каждые 5 лет).

5.2. Объем вывозки деловой древесины (ежегодно).

5.3. Отношение объемов переработки   деловой древесины в пределах региона заготовки к объему ее вывозки за пределы региона.

5.4. Размер инвестиций, вкладываемых в лесное хозяйство, включая выращивание лесов, их охрану и защиту, обработку древесины, рекреацию и туризм (ежегодно).

Критерий 6: инструменты лесной политики для сохранения устойчивого управления лесами.

Индикаторы: 

6.1. Правовые механизмы, включая законы и подзаконные акты, нормативы, предписания и другие документы, содействующие сохранению и устойчивому управлению лесами.

6.2. Организационные механизмы, включая разработку и пересмотр  лесной политики и обеспечение общества доступной информацией по лесным вопросам.

6.3. Координационные механизмы деятельности различных организаций, предприятий и            научных обществ, связанных с лесами.

Антропогенные воздействия на животный мир

Значение животного мира в биосфере

Животный мир - это совокупность всех видов и особей диких животных (млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб, а также насекомых, моллюсков и других беспозвоночных), населяющих определенную территорию или среду и находящихся в состоянии естественной свободы.

Главнейшая экологическая функция животных - участие в биотическом круговороте веществ и энергии.

Значение животных для биосферы огромно и определяется высоким уровнем энергетических процессов у них, их большой подвижностью и исключительным разнообразием, что чрезвычайно важно прежде всего для биологического круговорота веществ и энергии. Животные, потребляющие первичную продукцию растений, хищники и редуценты,  включаясь в сложные пищевые цепи и сети, обеспечивают превращение органических соединений в минеральные и миграцию химических элементов в биогеоценозах.

Устойчивость экосистемы обеспечивается в первую очередь животными как наиболее мобильным элементом. Хотя биомасса животных на три порядка меньше биомассы растений (соответственно: 2 млрд. т и 1841 млрд. т), зато количество видов животных на Земле (около 1,5 млн. видов) в три раза превышает число видов растений. 3 % видов животного мира – позвоночные, 97 % - беспозвоночные, среди них половина – насекомые.

Функции  животных:

1. Средообразующая:

•  поддержание целостности природной среды через круговороты веществ (разложение органических остатков, минерализация органических веществ);
•  формирование состава и структуры почв (в 1 га почвы леса живёт до 2,5 млн. дождевых червей, до 6 млн. насекомых и их личинок, более 400 млн. почвенных клещей и ногохвосток, более 1 млн. моллюсков и множество др. беспозвоночных, образующих общую биомассу до 1000 кг. Вместе с животными-землероями эти почвенные беспозвоночные способствуют обогащению почвы органическими и минеральными веществами, повышению её плодородия, её аэрации, улучшению её увлажнённости, что имеет большое значение для произрастающей на данных почвах растительности);
•  формирование химического состава грунтовых вод, многих осадочных пород;
•  участие в опылении растений, в распространении плодов и семян;
•  участие в самоочищении водных экосистем (животные-фильтраторы).

2. Животный мир - ценнейший биологический ресурс.

3. Генетическое значение (используются в селекционной работе и в генной инженерии). Все виды животных образуют генетический фонд планеты.

4. Благоприятно влияют на человеческую психику.

5. Животные служат объектом научных исследований, в том числе медицинских. На многих видах диких животных проверяют лекарства, вакцины, токсичность химических соединений, хирургические операции, что расширяет наши знания о здоровье и заболеваниях человека. Для этих целей используют морских свинок, собак, крыс, мышей, шимпанзе, макак-резусов, лягушек и т.д.

Причины вымирания и сокращения численности животных

Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности и вымирания животных следующие:

•  нарушение среды обитания;
•  чрезмерное добывание, промысел в запрещенных зонах;
•  интродукция (акклиматизация) чуждых видов;
•  прямое уничтожение с целью защиты продукции;
•  случайное (непреднамеренное) уничтожение;
•  загрязнение среды.

Нарушение среды обитания вследствие вырубки и выжигания лесов, распашки степей, осушения болот, зарегулирования стока, сооружения плотин и создания водохранилищ и других антропогенных воздействий, коренным образом меняет условия размножения диких животных, пути их миграции, что весьма негативно отражается на их численности и выживании. Разрушение местообитаний признается главной причиной исчезновения видов или сокращения их численности.

Вырубка лесов во многих странах вызвала обмеление рек и озер, что, в свою очередь, привело к чрезмерному их зарастанию. В итоге сократилось поступление в эти водоемы биогенных веществ, ухудшились кислородный режим, кормовые и другие условия жизни рыб, сократились запасы последних.

Обмеление рек, осушение болот и пойменных рек, исчезновение многих морских мелководий привели к весьма значительному сокращению территорий, пригодных для гнездования, линьки и зимовки водоплавающих птиц, что, в свою очередь (наряду с интенсивной охотой), вызвало резкое снижение естественных запасов этой ценной группы птиц.

Под чрезмерным добыванием имеется в виду как прямое преследование и нарушение структуры популяции (охота), так и любое другое изъятие животных и растений из природной среды для различных целей (пищевых, хозяйственных, медицинских и др.)

Третьей по важности причиной сокращения численности и исчезновения видов животных является интродукция (акклиматизация) чуждых видов. Многочисленны случаи вымирания аборигенных (коренных) видов из-за  их угнетения или влияния на них завезенных видов животных или растений. Так, ондатра – североамериканский грызун, ввезённый в Россию в 20-х годах 20 в., к настоящему времени заселила практически всю территорию страны, вытесняя выхухоль, которая занесена в Красную книгу РФ, а енотовидная собака с момента выпуска её в ряде мест ЕТР сейчас стала обычным хищником во всей этой части страны, уничтожая наземногнездящихся птиц и др. животных. Этот перечень можно дополнить американской норкой, вытеснившей европейскую норку.

Другие причины снижения численности и исчезновения видов животных: 

•  прямое уничтожение для защиты сельскохозяйственной продукции и промысловых объектов (хищные птицы, суслики, ластоногие, койоты и др.);
•  случайное (непреднамеренное) уничтожение (на  автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока и т.д.);
•  загрязнение среды пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, атмосферными загрязнителями, другими токсикантами. Так, в Швеции применение пестицидов привело к гибели прежде всего птиц-хищников (сапсан, пустельга, орлан-белохвост, филин, ушастая сова и др.), погибают жаворонки, грачи, фазаны, куропатки. Аналогичная картина отмечается во многих западноевропейских странах.

Животный мир России: состояние, использование. Охрана и эксплуатация
охотничьих животных, морских зверей и промысловых рыб

Разнообразие природных условий России, представленное экосистемами 8 природных зон и крупных горных массивов, определило богатство её животного мира. К настоящему времени на территории России и в акваториях 13 омывающих её морей обитают около 130 -150 тыс. видов беспозвоночных (10 % их мирового разнообразия), из них 100 тыс. видов насекомых, и более 1300 видов позвоночных (2,7 %) животных. Позвоночные животные представлены 732 видами птиц, 320 – млекопитающих, 669 – морских и пресноводных рыб, 75 – рептилий и почти 30 видами амфибий.

Животные служат для человека источником продуктов питания, лекарственного, кожевенного, пушно-мехового и технического сырья для кустарного и пром. производства.

Промысловые пушные звери в нашей стране представлены разнообразными видами, среди них такие, как лисица, куница, соболь, песец, норка, горностай, белка, ондатра, заяц, речной бобр, барсук и др. Объектами промысла являются дикие копытные. Промысловые животные имеют большое хозяйственное значение. Они используются для получения пушнины, жира, мяса, шерсти, кожи, сырья для лекарственных и косметических препаратов.

Рыба в белковом питании человека в разных странах составляет от 17 до 83%. Все рыбы делятся на соловодных (морских) и пресноводных. Основу рыбного промысла составляет лов в открытых морях, где добывается до 85% рыбы.

К важным промысловым рыбам внутренних водоемов России относятся осетровые, лососевые, карповые, окуневые, сельдевые. К пресноводным осетровым относятся лопатонос, стерлядь, американский озерный осетр. Остальные осетровые - осетр, белуга, севрюга - проходные рыбы. В России и странах СНГ добывается более 90% всего мирового улова этих рыб.

Наиболее ценными после осетровых являются лососевые: лосось (семга), кета, горбуша, чавыча, форель, белорыбица, сиги и другие.

Большое промысловое значение имеют карповые, особенно лещ, сазан и карп.

Из окуневых промысловое значение имеют судак, окунь, ерш.

Сельдевые составляют основу морского промысла. В пресных водах южных рек наибольшее значение имеют волжская черноспинка, пузанок и некоторые другие, в озерах - мелкие формы килек.

Важными рыбопромысловыми бассейнами являются Каспийского, Азовского, Баренцевого, Белого и Балтийского морей, озера Байкал, Ладожского, Онежского, крупных рек (Волга, Обь, Енисей, Иртыш, Лена и др.). Так, основной рыбопромысловый район Сибири - Обский бассейн. Он занимает первое место по уловам среди других сибирских рек. Характерная особенность водоемов Сибири - обилие в них сигов.

Общий, официально зарегистрированный улов разных видов рыбы в РФ составил 1 млн. т. В морях, омывающих берега России, добывают ластоногих и китообразных, а также десятки тысяч тонн морских беспозвоночных: северную креветку, исландского гребешка, крабов и др. виды.

В настоящее время в мире вылавливается  ежегодно более 100 млн. т рыбы и ещё около 10 млн. т других морепродуктов (китов, тюленей, ракообразных, моллюсков, водорослей). Около трети улова идёт в отходы.

Причины снижения добычи рыбы 

Снижение улова рыбы связано с уменьшением ее запасов, что вызвано в основном деятельностью человека. Ущерб водным биоресурсам наносится не только промыслом, но и техногенным нарушением нерестилищ, путей миграции, загрязнением акваторий.

Среди многих факторов, ведущих к уменьшению уловов, наибольшее значение имеют следующие:

1.  Перелов рыбы, т.е. вылов ее в большом количестве, чем воспроизводится;
2.  Загрязнение водоемов, вызывающее изменение кислородного и кормового режимов, отравление и непосредственную гибель рыб;
3.  Отрицательные действия гидротехнических сооружений в преграждении путей в местах нереста проходных рыб;
4.  Обмеление рек, ухудшающее условия жизни рыб, снижающее уровень и повышающее соленость воды во внутренних морях.

Перелов - явление, весьма широко распространенное во многих внутренних и морских водоемов мира. Перелову в значительной мере способствует браконьерство. Вылавливая рыбу в запретных местах, в запретные сроки  и запрещенными, нередко хищническими способами, браконьеры наносят ощутимый вред рыбным запасам.

При перелове создаются благоприятные условия для малоценных рыб, что ухудшает и без того тяжелые условия для разреженного стада ценных видов.

Борьба с переловом - важнейшая задача рыбного хозяйства. Для ее решения необходима дальнейшая разработка научно-обоснованных норм отлова рыбы для каждого рыбопромыслового региона.

Среди источников загрязнения наиболее распространены производственные сточные воды, которые имеют сложный химических состав и особенно вредно влияют на рыб.

Органические вещества, содержащиеся в сточных водах, снижают содержание кислорода, в результате чего возникают заморы (гибель от удушья), которые чаще всего бывают в непроточных водоемах.

Волокна, сбрасываемые в воду бумажными фабриками, осаждаются на жабрах рыб, затрудняя дыхание.

Особенно чувствительны к загрязнению воды мальки и икра.

В лесных районах большой вред рыбным запасам наносится сплавом леса. Сплав леса после нереста разрушает гнезда отложений икры у лососевых и других рыб. Уничтожение нерестилищ вызывается загрязнением отходами древесины, корой, щепой, опилками, ветками.

Гидротехнические сооружения. Сооружение на реках плотин для целей электрификации, ирригации и судоходства оказывает большое влияние на численность рыб.

Прежде всего плотины преграждают доступ проходным рыбам к местам нереста, нарушая тем самым ход естественного размножения. Для устранения этого неблагоприятного влияния принимают ряд мер.

В простейшем случае рыб - производителей, подошедших к нижнему бьефу плотины (со стороны нижнего течения), вылавливают, помещают в большие лодки, перевозят выше плотины и там выпускают.

Большое значение имеет сооружение рыбоходов или обходных каналов, по которым рыба может подниматься вверх по реке, минуя плотину. Однако не на всех плотинах были сооружены рыбоходы, а из сооруженных далеко не все оказались эффективными, так как не все рыбы могут подниматься по рыбоходам. Если плотины очень высоки, сооружают вертикальные подъемники - лифты. Но пропускная способность их невелика и эффективность незначительна.

Наиболее надежным оказалось строительство в нижнем бьефе специальных рыборазводных заводов, на которых используются подошедшие к плотине производители проходных рыб для искусственного разведения мальков с последующем их выпуском в реки.

Реки несут в свои низовья и моря большое количество биогенных веществ, которые служат основой для развития фитопланктона и других организмов в приустьевых пространствах морей и определяют кормность для рыб этих мест. Плотины резко снижают скорость течения рек (в 20-30 раз), в результате чего биогенные вещества оседают на дно реки и не достигают морей. Кормность в предустьевых пространствах резко снижается, в связи с чем здесь падает численность и рыб.

Отрицательно сказывается на состоянии запасов рыбы колебание уровня воды в водохранилищах, достигающее иногда 8 метров. В результате большие площади мелководий обсыхают и становятся непригодными для жизни рыб. Особенно опасны эти колебания в весеннее время: они приводят то к излишнему заливанию нерестилищ, то к их обсыханию, а вместе с ним к гибели икры и мальков.

Обмеление рек. Оно происходит как за счет обезлесения берегов и водоразделов, так и вследствие большого разбора воды на орошение.

Обмеление рек само по себе, а также вследствие сопутствующего ему явления зарастания ухудшает условия жизни рыб, приводит к сокращению их численности.

При обмелении рек уменьшается объем стока воды в моря, что вызывает существенные изменения в условиях жизни морских рыб, приводит к сокращению их численности.

Уменьшение стока воды в Азовское море привело к тому, что его водный баланс стал отрицательным. Дефицит начал восполняться более соленой водой из Черного моря, в результате чего соленость Азовского моря возросла. Это отрицательно сказывается на многих ценных рыбах - выходцах из пресной воды (судак, сазан и др.), существовавших в Азовском море благодаря его опресненности. Если процесс осолонения будет продолжаться, пресноводные рыбы заменятся морскими.

Охрана и воспроизводство рыбных запасов в РФ является важной государственной задачей.

Аквакультура

Разведение рыб на рыбоводных заводах. В настоящее время в РФ имеется широкая сеть рыборазводных заводов, большинство из которых расположено близ плотин крупных гидросооружений, на подходах к большим нерестилищам и около водоемов с интенсивным промыслом (осетр, белуга, севрюга, стерлядь, лосось, дальневосточный лосось, белорыбица, некоторые сиги и т.д.) и полупроходные (судак, лещ, сазан и др.) рыб. Полученных из икры личинок выдерживают в выростных прудах, а затем молодь, достигшую нескольких граммов массы, выпускают в реку или водохранилище.

В России действует более 80 государственных рыбоводных заводов: 51 - лососевый, 18 - осетровых и более 10 - смешанных (осетровых, лососевых, сиговых и карповых).

Основными объектами искусственного разведения на заводах являются лососевые, осетровые, сиговые, карповые, растительноядные рыбы.

Разведение рыб в нерестово-выростных хозяйствах. В последнее время с целью повышения эффективности рыборазведения создают специальные нерестово-выростные хозяйства, в которых молодь выращивают и только после этого выпускают в водоемы. Такие хозяйства размещают обычно  в устьях и дельтовых участках больших южных рек, где для выращивания мальков отводят отгороженные протоки или приречные водоемы с благоприятными условиями.

Нерестово-выростные хозяйства по искусственному рыборазведению построены в нашей стране в основном в бассейнах рек Волги, Дона, Кубани и при водохранилищах, образованных при гидростроительстве.

Необходимость в организации таких хозяйств вызвана ухудшением естественного воспроизводства и уменьшением запасов полупроходных рыб: сазана, леща, судака, тарани и др. в результате зарегулирования стока рек, коренного изменения величины и режима весеннего стока, увеличения безвозвратного водопотребления и т. д.

Прудовое рыбоводство. Прудовое рыбоводство - это подотрасль рыбного хозяйства, которая обеспечивает выращивание товарной рыбы в прудах, небольших озерах и других малых водоемах для снабжения населения живой или охлажденной рыбой.

В последнее время в прудовых рыбхозах выращивают не только карпа и его гибридов, но и белого и пестрого толстолобиков, амуров, серебристых карасей, щуку, судака, три вида буффало, канального сома, веслоноса, бестера (гибрид белуга-стерлядь), радужную форель, осетра, ряпушку, пелядь, чудского сига, чира и др.

В последние годы широкое распространения получил термин "аквакультура". Так называют контролируемое производство живых организмов, обитающих в воде, главным образом, для удовлетворения потребностей человека в питании. Среди важных культивируемых видов - представители семейства карповых, ручьевая и радужная форели, лососи, кефаль, угорь, сом, окунь, устрицы, различные виды креветок и другие. В ряде регионов аквакультура более продуктивна, чем рыболовство в озерах и реках.

Под эксплуатацией диких животных понимают использование их для получения ценных продуктов и сырья (мяса, меха, пуха, пантов и другой продукции) и пользование ими в научных, культурно-просветительских и иных целях.

Охрана и эксплуатация охотничьих животных должна предусматривать разумную добычу, но не их истребление. У животных, ведущих групповой образ жизни, нельзя уменьшать численность групп до такой степени, которая повлекла бы за собой потерю ими свойств оптимизации  жизненных процессов.

Охотничьи виды

Охотиться в России разрешено на 60 видов млекопитающих и 70 видов птиц.

Относительно хорошим можно назвать состояние диких северных оленей, маралов, изюбров. Сейчас в некоторых регионах их даже больше, чем было в 80-е годы.

В хорошем состоянии поголовье ценных пушных видов животных - возрастает численность соболя и бобра, несмотря на то, что их добыча намного возросла.

Наконец восстановилась численность тетеревиных птиц, состояние которых еще пять лет назад вызывало тревогу.

Одним из наиболее массовых объектов охоты остаются в России водоплавающие птицы - особенно в Южном, Уральском и Дальневосточном федеральных округах. В последние годы их добыча составляет около 6,6 млн. особей. Но это значительно ниже допустимого предела и не сказывается на численности отрицательно.

Кроме глухаря из видов боровой дичи определенное значение имеют рябчик, тетерев и вальдшнеп.

Численность полевой пернатой дичи, к которой относятся серая куропатка и перепел, подвержена очень сильным колебаниям по годам. Тем не менее, достаточно корректного и регулярного учета их численности и добычи в период охоты до сих пор не налажено.

Основные виды охотничьих животных в РФ:

•  Благородный олень
•  Дикий северный олень
•  Кабан
•  Кабарга
•  Кавказский тур
•  Косуля
•  Лось
•  Пятнистый олень
•  Снежный баран
•  Бобр
•  Бурый медведь
•  Выдра
•  Соболь

Меры, принимаемые для сохранения ресурсов охотничьих животных РФ

Положительную роль в стабилизации численности диких копытных животных и создании предпосылок для ее роста сыграла проводимая Охотдепартаментом Минсельхоза России стратегия жесткого ограничения квот добычи этих видов. Положительную роль в сохранении ресурсов охотничьих животных сыграли охотничьи заказники, главная задача которых заключается в долгосрочном резервировании и охране мест обитания особо ценных охотничьих животных для обогащения фауны смежных угодий. Сейчас охотничьих заказников более тысячи, общей площадью почти 44 млн. гектаров. В большей части заказников плотность животных намного выше, чем в смежных угодьях. И со временем животные из заказников естественным образом переходят на сопредельные территории.

Поголовье охотничьих животных сохраняется, в частности, потому, что усилен государственный контроль и более эффективной стала борьба с браконьерством.

Правила охраны и промысла морских млекопитающих

Добыча морских млекопитающих производится только по разрешениям, выдаваемым органами рыбоохраны. В разрешении указываются виды морских млекопитающих, а также какими орудиями, в каких местах, в какие сроки и в каком количестве (в головах/тоннах) производится их добыча.

Запрещается:

1 Промысел морских млекопитающих, занесенных в Красную книгу, а также включенных в Конвенцию о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения.

2 Спортивная и любительская охота на любой вид морских млекопитающих повсеместно и круглогодично.

3 Акклиматизация и разведение в любых водоемах новых видов морских млекопитающих без разрешения органов рыбоохраны и согласования с научно-исследовательскими организациями.

4 Добыча добывающими организациями морских млекопитающих на плаву огнестрельным оружием, из гладкоствольных ружей, крючковой снастью, с помощью отравляющих и ядовитых веществ.

5   Забой морских млекопитающих на береговых лежбищах ближе 500 м. от них.

6 Применение новых способов и орудий промысла без разрешения органов рыбоохраны.

7   Превышение установленных лимитов выбоя морских млекопитающих.

Охрана животного мира России

Охрана животного мира России – это комплекс мер международного, федерального и регионального уровня. Россия подписала несколько десятков международных договоров в области сохранения и устойчивого использования животного мира и биол. разнообразия в целом. В их числе можно назвать конвенции «О биологическом разнообразии», «О водно-болотных угодьях», «О международной торговле видами дикой фауны и флоры», «Об охране дикой фауны и флоры и природных сред обитания в Европе», «По сохранению мигрирующих видов диких животных» и ряд других.

В России приняты федеральные законы «О животном мире» (1995), «Об особо охраняемых природных территориях» (1995), «Об экологической экспертизе» (1995), «Лесной кодекс РФ»  и около 20 др. федеральных законов, прямо или косвенно регулирующих отношения в области охраны животного мира.

Федеральный закон «О животном мире» (1995 г.) предусматривает следующие основные экологические требования:

1) сохранение видового разнообразия;

2) охрану среды обитания и условий размножения;

3) сохранения целостности сообществ;

4) рациональное использование и регулирование численности.

Пользование животным миром осуществляется гражданами на основании именных разовых лицензий на добычу определенного количества объектов животного мира в определенном месте или на конкретный срок (Ст. 35)

Закон предполагает административную, гражданско-правовую и уголовную ответственность за ущерб, нанесенный объектам животного мира и среде их обитания (Ст. 56), а также изъятие незаконно добытых объектов животного мира и орудий добывания (Ст. 59)

В соответствии с действующим законодательством охрану животных, ресурсами которых человек пользуется для нужд общества (рыба, охотничьи виды и др.), осуществляют путём гос. регулирования ежегодных норм изъятия этих животных и контроля за соблюдением разрешённых сроков, способов и районов добывания. Нормы изъятия животных определяют таким образом, чтобы не допустить падения численности каждого вида, т.е. в зависимости от уровня их размножения, смертности, состояния местообитаний.

Нормы изъятия различных видов животных устанавливаются в соответствии с их численностью, воспроизводством и охраной. В разных регионах РФ действуют различные нормы добычи от послепромысловой численности. Например, по лосю процент добычи колеблется от 10 до 25%; по дикому северному оленю он составляет до 20%; по кабану — от 30% для северных территорий до 60% в регионах Северного Кавказа; по косуле, снежному барсу, туру, сибирскому козерогу — до 10%, по сайгаку до 20% от общей предпромысловой численности. Нормы изъятия пушных зверей определяются процентом от их численности: соболь — 25, выдра — 5, бобер — 10—15 (северная и средняя тайга), 20—25 (южная тайга, смешанные леса и лесостепь).

Действующее законодательство предписывает всем хозяйствующим субъектам и гражданам принимать меры, предотвращающие гибель диких животных при строительстве и эксплуатации каналов, трубопроводов, линий связи и электропередач, транспортных магистралей, уборке урожая и прочей хоз. деятельности, запрещает разрушать и загрязнять местообитания животных вредными для них веществами. Запрещено также несанкционированное изъятие животных, в т.ч. и для зоологических коллекций, уничтожение гнёзд, нор и жилищ др. типов, мест размножения.

Экосистемы со свойственным им животным населением, а также отдельные виды животных, в т.ч. редкие и исчезающие виды,  охраняют в государственных заповедниках, национальных и природных парках, зоологических заказниках. Система федеральных ООПТ в России насчитывает 100 заповедников, 33 национальных парка. Заповедники России охраняют 87 % видов фауны наземных млекопитающих, 92 % - амфибий, 73 % рептилий, 83 % видов птиц.

В России отдельные виды животных, в т.ч. и редкие, охраняют путём разведения их в зоопарках, специализированных питомниках, на фермах. Хорошо известны морские фермы по разведению моллюсков, питомники по разведению фазанов, куропаток и перепелов, редких видов журавлей и дроф. В России сейчас действует более 120 осетровых, лососёвых и частиковых рыбоводных заводов, нерестово-выростных хозяйств.

Охрана самих животных от истребления осуществляется прежде всего путем регламентации их добывания, устанавливаемой законоположениями об охоте. Последние предусматривают полный запрет охоты на редкие виды, ограничение норм, сроков, мест и способов добычи остальных промысловых животных. Как показывает опыт, строгое соблюдение законов об охоте является эффективным средство охраны и рационального использования ресурсов охотничьих животных. Важной мерой охраны животного мира становится защита животных от браконьеров.

Помимо законодательного регулирования охоты, применяют и другие меры защиты охотничьих животных, так называемые биотехнические мероприятия: подкормка, создание защитных укрытий (посадки кустарников), создание мест для гнездования. За последнее время все большее внимание уделяют защите животных от разных стихийных бедствий. Во время весенних паводков или наводнений ряд промысловых животных (зайцы, копытные, выхухоли) подвергаются большой угрозе гибели. Одних из них спасают путем отлова и выпуска в безопасные места, для других устраивают специальные плоты, на которых они могут отсиживаться (выхухоль и др.).

Для увеличения численности охотничье-промысловых животных в нашей стране широко используется система заказников. Заказники – участки природных территорий, в пределах которых  (постоянно или временно) запрещены отдельные виды и формы хозяйственной деятельности человека для обеспечения охраны одного или нескольких ценных объектов живой природы или живописных типов ландшафта. Республиканские заказники организуются сроком до 10 лет, местные до 5 лет. В случае необходимости срок существования может быть продлён.

Практикуется также создание заповедно-охотничьих хозяйств - участков территории, выделенных для интенсивного воспроизводства дичи и предназначенных для проведения строго регулируемых охот.

В качестве меры по обогащению охотничье-промысловой фауны и сохранению редких видов применяют интродукцию – внедрение нового вида растений или животных в местные природные биоценозы или в агроценозы. На территории СССР было интродуцировано более 50 видов промысловых животных. Были восстановлены и расселены в прежних местах обитания популяции соболя, бобра, дикого кабана, оленя, зубра и др.

Качество питьевой воды и здоровье населения

Главным с гигиенических позиций требованием к качеству питьевой воды является её безопасность в эпидемическом отношении. По данным ВОЗ, около 80 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды. Водным путём передаётся большинство кишечных инфекций: брюшной тиф, дизентерия, паратифы, сальмонеллёзы, холера и др. Доказана роль воды при распространении эпидемического гепатита А (болезнь Боткина) и полиомиелита, являющихся вирусными заболеваниями.

В целом примерно 50 % населения РФ употребляют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества.

На территории РФ в питьевой воде централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения регистрировались превышения гигиенических нормативов (ПДК) по содержанию 7 веществ 1 класса опасности (3,4- бенз(а)пирен, дихлорметан, кадмий, мышьяк, таллий, трихлорметан, ртуть) на территориях 11 субъектов российской Федерации. Общее количество населения, употребляющего воду с превышением гигиенических нормативов по данным веществам, составило более 800 тыс. человека. Следует отметить, что на территориях Республики Дагестан, Красноярского края, Новгородской, Волгоградской, Вологодской, Новгородской, Свердловской областей превышение ПДК веществ 1 класса опасности в питьевой воде регистрируется на протяжении ряда предшествующих лет.

Превышение гигиенических нормативов по веществам II-III классов опасности (более 3 ПДК) (фтор, железо,  хлор  остаточный,  бор,  магний и др.)  зафиксировано в питьевой воде хозяйственно-питьевого водоснабжения на территориях 58 субъектов Российской Федерации по 15 веществам.

Обеспечение качества питьевой воды

Осветление и обесцвечивание природных вод

     Под осветлением и обесцвечиванием понимают традиционную очистку природных вод от взвешенных, коллоидных и растворённых примесей, обуславливающих их мутность и цветность.

     Осветление и обесцвечивание воды – обычно многоэтапный процесс. Вначале применяют процеживание воды, которое предназначено для извлечения из неё плавающих предметов, взвешенных веществ и других диспергированных примесей. При механическом процеживании из воды извлекаются все частицы, превышающие размеры пор фильтрующей основы, очевидно что чем меньше размеры пор, тем выше будет достигаемый эффект процеживания воды. В связи с этим различают макропроцеживание  и микропроцеживание (микрофильтрование).

     Главным этапом осветления и обесцвечивания воды обычно служит её коагулирование, которым называется процесс укрупнения коллоидных и взвешенных частиц дисперсной системы и их объединение в агрегаты. Завершается процесс отделением слипшихся частиц от жидкой фазы. Для этого в современной практике приготовления питьевой воды чаще всего применяются осветлители со взвешенным слоем осадка и отстойники.

     В результате процесса коагуляции достигается также удаление из воды планктонных организмов, существенно снижается бактериальная загрязнённость, уменьшается интенсивность запахов и привкусов воды.

     К настоящему времени разработан ряд способов интенсификации процессов коагуляции в частности применение флокулянтов – выпускаются в большинстве случаев в виде порошков, мелких чешуек, гранул. К сожалению, на ряде производств для очистки воды производится коагулянт – сульфат алюминия в виде кусков с размером 3-10 см, при этом активная часть составляет не более 15 %. Основным флокулянтом является 8 % гель полиакриламида.

      Завершающей стадией осветления и обесцвечивания природных вод является фильтрование (частный случай – контактное осветление воды). В ходе фильтрования из воды извлекаются не только взвешенные, но и коллоидные примеси, так как фильтрующие материалы проницаемы для жидкости,  но непроницаемы для твёрдой субстанции.

      Различают плёночное фильтрование (на поверхности фильтрующего материала), которое лежит в основе работы медленных фильтров и объёмное фильтрование (на порах фильтрующего слоя), положенное в основу так называемого скорого фильтрования.

Обеззараживание питьевой воды

Обеспечение эпидемиологической безопасности питьевой воды является одной из основных задач гигиены водоснабжения, которая решается на практике путем осуществления обеззараживания (дезинфекции) воды. Процессы обеззараживания, или дезинфекции, используемой для питья воды направлены на устранение из неё патогенной микрофлоры и болезнетворных вирусов, в частности инфекционного гепатита. Бактерицидный и вирулицидный эффект может быть достигнут непосредственно с помощью сильных окислителей (хлора, диоксида хлора, озона, йода). При обеззараживании воды сильные окислители действуют на клеточном уровне, окисляя энзимы клеток.

Хлорирование – наиболее экономичный и эффективный метод обеззараживания воды в сравнении с другими известными методами. Хлорирование обеспечивает микробиологическую безопасность питьевой воды в любой точке распределительной сети, в любой момент времени благодаря эффекту последствия. Все остальные методы обеззараживания воды, включая озонирование и ультрафиолет, не обеспечивают обеззараживающего последствия и, следовательно, требуют хлорирования на одной из стадий водоподготовки. Это правило не является исключением и для России, где все имеющиеся системы озонирования питьевой воды муниципальных водораспределительных сетей работают совместно с системами для хлорирования.

Хлор эффективен для удаления неприятного вкуса и запаха, предотвращает рост водорослей и биообрастаний, разрушает сероводород, соединения азота, окисляет железо и магний. Основным недостатком хлорирования считается образование побочных продуктов – галогенсодержащих соединений, большую часть которых составляют тригалометаны (хлороформ, дихлорбромметан и др.). Их  образование обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами природного происхождения (гуминовыми веществами, фенолами). Кроме тригалометанов, возможно образование хлорорганических соединений (ХОС) различного состава, в том числе хлорфенолов, а также диоксинов. Известно, что хлорорганические соединения обладают токсическими, канцерогенными и мутагенными свойствами. Попадая с водой в организм человека, они ослабляют иммунную систему, вызывают врожденные дефекты, ведут к повышению заболеваемости нервной системы. Онкологическим заболеваниям под воздействием ХОС наиболее подвержены желудочно-кишечный тракт и мочевыводящие пути.

Характеристика некоторых дезинфектантов воды

Наименование и характеристики	Достоинства	Недостатки
Основные дезинфектанты
Хлор Применяется в газообразном виде, требует соблюдения строжайших мер безопасности	Эффективный окислитель и дезинфектант  Эффективен, для удаления неприятного вкуса и запаха  Обладает последствием  Предотвращает рост водорослей и биообрастаний  Разрушает органические соединения ( фенолы)  Окисляет железо и магний  Разрушает сульфид водорода, цианиды аммиак и другие соединения	Повышенные требования к перевозке и хранению  Потенциальный риск для здоровья в случае утечки  Образование побочных продуктов при дезинфекции – тригалометанов  Образует броматы и броморганические побочные продукты дезинфекции в присутствии бромидов
Гипохлорит натрия Применяется в жидком и гранулированном виде, возможно получение на месте применения, электорхимическим способом	Эффективен против большинства микроорганизмов  Относительно безопасен при хранении и использовании  При получении на месте не требует транспортировки и хранения опасных химикатов	Неэффективен против цист ( Giardia)  Теряет активность при длительном хранении  Потенциальная опасность выделения  газообразного хлора при хранении  Образует побочные продукты дезинфекции включая тригалометаны в том числе фромоформ и броматы в присутствии бромидов
Диоксид хлора Получают только на месте применения. В настоящее время считается самым эффективным дезинфектантом из хлорсодержащих реагентов для обработки воды при повышенной кислотности	Работает при пониженных дозах  Не образует хлораминов  Не способствует образованию тригалометанов  Разрушает фенолы  Эффективный окислитель и дезинфектант для всех видов микроорганизмов, цист, вирусов  Не образует броматов  Способствует удалению из воды железа и магния путём их быстрого окисления и осаждения оксидов	Обязательно получение на месте применения  Требует перевозки и хранения легковоспламеняющихся исходных веществ  Образует хлораты и хлориты  В сочетании с некоторыми материалами и веществами приводит к появлению специфического запаха и вкуса
Хлорамин Образуется при взаимодействии аммиака с соединениями активного хлора, используется как дезинфектант пролонгированного действия	Обладает устойчивым и долговременным последствием  Способствует удалению неприятного запаха и вкуса  Предотвращает образование биообрастания в системах распределения	Слабый дезинфектант и окислитель по сравнению с хлором  Неэффективен против вирусов и цист  Для дезинфекции требуются высокие дозировки  Представляет опасность для больных, пользующихся диализаторами, так как способен проникать через мембрану диализатора и разрушать эритроциты  Образует азотсодержащие побочные продукты
Озон Используется на протяжении нескольких десятков лет для удаления цвета, запаха	Сильный дезинфектант и окислитель  Очень эффективен против вирусов  Устраняет посторонние запахи и привкусы  Не образует хлорсодержащих тригалометанов  Способствует удалению мутности из воды	Образует побочные продукты, включяющие альдегиды, кетоны, органические кислоты, пероксиды, бромуксусную кислоту  Необходимость использования биологически активных фильтров, удаление образующихся побочных продуктов  Не обеспечивает остаточного дезинфецирующего действия  Требует высоких первоначальных затрат на оборудование  Озон, реагируя со сложными органическими веществами расщепляет их на фрагменты, являющиеся питательной средой для микроорганизмов в системах распределения воды
Ультрафиолет Процесс заключается в облучении воды ультрафиолетом, способным убивать различные виды микроорганизмов	Не требует хранения и транспортировки химикатов  Не образует побочных продуктов  Эффективен против цист	Нет остаточного действия  Требует больших затрат на оборудование и техническое обслуживание  Требует высоких энергетических затрат  Дезинфицирующая активность зависит от мутности воды, её жесткости, осаждения органических загрязнений  Отсутствует возможность оперативного контроля эффективности обеззараживания воды

PAGE   \* MERGEFORMAT 32

1. Лицензирование
2. Уголовно-правовая характеристика торговли людьми
3. Geschichte des Euro
4. ТЕМА СОВЕТСКОГО ГРАЖДАНСКОГО ПРАВА ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЮРИДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
5. Лечебное дело Оказание доврачебной помощи ребенку при носовом кровотечении
6. Главным фактором обуславливающим отличие одой отрасли от другой является своеобразие общественных отнош
7. 2013 г
8. Тема 12 Авіаційне страхування
9. тема означает стандартизованную совокупность структур данных алгоритмов и программ обеспечивающих хране
10. Быстрый платеж 9009ХХ1234567350 9ХХ1234567 номер телефона 350 сумма в рублях min 50 руб
11. Статья 8 Независимость прокурора подчиненность нижестоящих прокуроров вышестоящим прокурорам 1
12. Поволжье Арена- ОлимпАрена г
13. Курсовая работа- Гигиена кожи
14. Брусника
15. Статья 19. Налогоплательщики и плательщики сборов Налогоплками и плками сборов признаются оргции и физ
16.  Число зарегистрированных преступлений по видам 299 10
17. тема органов судебной власти 21 2
18. ТЕМА- ПРОТИВОБЛАСТОМНЫЕ СРЕДСТВА
19. норм к водоснабжению и водоотведению Водоснабжении должно осуществляться из централизованной сети или тр
20. Материальная ответственность

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе