Антропогенное вздействие на окружающую среду

Наиболее угрожающей экологической проблемой является загрязнение окружающей среды. При этом выделяют три типа загрязнения:

1. Физическое, то есть тепловое, шумовое, электромагнитное и радиоактивное;

2. Химическое, то есть загрязнение аэрозолями, химическими веществами, пластмассами, пестицидами, тяжелыми металлами и т. д.

3. Биологическое, то есть биогенное и микробиологическое загрязнение.

Особую опасность для живых организмов и окружающей среды представляют, так называемые, экотоксиканты, источниками которых служат предприятия цветной, нефтеперерабатывающей, топливной и других промышленных отраслей; различные виды транспорта, особенно автомобили; сельское хозяйство – за счет использования в земледелии минеральных удобрений и пестицидов; атомные электростанции и др.

Перенос и рассеивание загрязняющих веществ в географической оболочке определяется не только циркуляцией атмосферы, движением поверхностных и подземных вод, но и биотическими факторами. Действительно, загрязнители поглощаются живыми организмами и перемещаются по пищевым цепям, что приводит к увеличению их концентрации во много раз. Например, содержание ДДТ по отношению к воде, в фитопланктоне увеличивается в 800 раз, в креветках – в 3200 раз, в рыбах-хищниках – в 42000 раз. Среди тяжелых металлов особенно опасны для живых организмов кадмий и ртуть, вызывающие тяжелые заболевания. Не на много менее опасны свинец, никель и кобальт.

Экологические проблемы почв

Важнейшим видом природных ресурсов являются земельные ресурсы. К ним относятся все земли, независимо от целевого назначения, категории и формы собственности. Значение земель как ресурса многообразно и может рассматриваться в качестве территории, недр с набором полезных ископаемых, почвенных ресурсов, пространственного базиса для нужд производства, экосистем, собственности и средств производства [3].

Антропогенное воздействие на земли сельскохозяйственного назначения со временем возрастает. Уже в древности усиленная сельскохозяйственная деятельность неоднократно приводила в их деградации, повлекшей за собой гибель целых цивилизаций и превращение ранее плодородных земель в пустыню – как на территории Северной Африки. Воздействие на земли оказывают все виды хозяйственной деятельности человека – сельское хозяйство, строительство, промышленность и транспорт.

Ухудшение состояния почвенного покрова может быть связано как с естественными, так и с антропогенными факторами. К основным последствиям хозяйственной деятельности человека можно отнести: почвенную эрозию, загрязнение, истощение и подкисление почв, их осолонцевание, переувлажнение и оглеение, деградацию минеральной основы почв, их обеднение минеральными веществами и дегумификацию.

Главный вид деятельности, вызывающий негативные изменения в состоянии почвенного покрова – сельское хозяйство. Интенсивное освоение земель повлекло за собой развитие дефляции, а пахота вдоль склона активизирует водно-эрозионные процессы. Орошение часто вызывает вторичное засоление почв. Недостаточное внесение органических удобрений, не компенсирующее потери органических веществ, приводит к дегумификации, нерациональное использование пестицидов – к загрязнению почв. Избыточное внесение минеральных удобрений может вызвать их подкисление, а бессистемный выпас скота – привести к уничтожению растительного покрова, активизации ветровой и водной эрозии, загрязнению почв навозом.

Загрязнение почвенно-растительного покрова тяжелыми металлами, бенз(а)пиреном, нефтепродуктами и сложными органическими веществами связано с выбросами промышленных предприятий и транспорта. Обычно зоны значительного загрязнения имеют небольшую площадь вдоль автодорог, вблизи промышленных предприятий и аэродромов. Загрязнение и подкисление почв также бывает связано с трансграничным переносом тяжелых металлов, оксидов серы и азота.

Антропогенные воздействия обычно влияют на все компоненты геосистемы. На состоянии земель отрицательно сказывается снижение площади, занятой естественными растительными формациями, замещаемыми агроценозами. Распашка приводит к уничтожению растительности, изменению составляющих водного баланса; за счет увеличения доли поверхностного стока усиливаются эрозионные процессы, изменяется структура почвы, ухудшаются ее водно-физические свойства. Тяжелыми металлами загрязняются не только почвы, но и произрастающая на них растительность, через которую они попадают в организм животных и человека, вызывая заболевания. Состояние земельных ресурсов связано с состоянием всего природного комплекса, так как «почвы – это зеркало ландшафта».

---

Почвенная эрозия во многих регионах России является наиболее серьезной проблемой сельского хозяйства. Она включает в себя водную и ветровую (дефляция) эрозию. Г.И. Швебс выделяет земледельческую, пастбищную и техническую эрозию [7]. Интенсивность эрозионных процессов определяется величиной склонового стока, гранулометрическим составом почв, крутизной поверхности, ее задернованностью, глубиной залегания грунтовых вод и базиса эрозии, условиями инфильтрации воды. Водная эрозия является процессом взаимодействия стекающих потоков и почвы, зависит от характера стока, его транспортирующих возможностей, она тесно связана с водностью, морфологическими условиями поверхности и свойствами подстилающих пород [7; с. 84]. Ее начальной стадией является поверхностно-склоновая эрозия.

Капли воды, падающие на поверхность почвы, вызывают разрушение почвенных агрегатов, то есть эрозию почвенной структуры. За счет силы удара капель происходит перемещение вниз по склону мельчайших почвенных частиц. При отсутствии значительных уклонов поверхности перемещения частиц почвы по склону не происходит.

Плоскостной смыв связан с ламинарным движением воды вниз по склону. При этом осуществляется перенос почвенных частиц и их переотложение в нижней части склона в виде делювиального плаща. Активность смыва возрастает с увеличением уклона поверхности. Переходным от плоскостного к линейному смыву является образование эрозионных борозд, то есть множества параллельных размывов на склонах.

По Г.И. Швебсу, овражно-русловая эрозия делится на эрозию, связанную с деятельностью временных водотоков (овражную) и постоянных водотоков (русловую). Наибольшее воздействие на земельные ресурсы оказывает овражная (линейная) эрозия, активно протекающая в зоне степи и лесостепи. Линейная эрозия происходит по схеме: эрозионная промоина – эрозионная рытвина – овраг – балка.

Интенсивность плоскостного смыва неодинакова на различных поверхностях. Так, по данным А.П. Шапошникова, смыва с взрыхленного пара при уклоне до 30– не происходит, при 60 – он составляет 0,01 т/га, при 90 – 1,28 т/га. [7]. Смыв со старопахотных земель больше, в связи с ухудшением водно-физических свойств почвенного покрова. Наименьший смыв фиксируется на задернованных склонах, так как растительность скрепляет частицы почвы, улучшает впитывающую способность почв, увеличивает шероховатость склона и замедляет скорость движения воды. При густой дернине скорость склонового стока обычно составляет не более 0,0015-0,010 м/сек [7]. При такой скорости плоскостной смыв не происходит. Интенсивность эрозии определяется также эрозионной устойчивостью почв, которая, по С.И. Сельвестрову, убывает от мощных черноземов к обыкновенным и выщелоченным черноземам, серым лесостепным и подзолистым почвам.

По данным М.А. Глазовской, с пахотных земель выносится с поверхностным и внутрипочвенным стоком значительно больше химических элементов, чем с целинных водосборов [2]. Обработка почвы снижает связность частиц и, следовательно, противоэрозионную устойчивость.

Однако традиционный взгляд на проблему почвенной эрозии в последнее время подвергается сомнению. Так, по мнению А.И. Скоморохова и Р.А. Кравченко, развитие оврагов – процесс циклический, то есть постоянно чередуются периоды вреза и заполнения. Активный рост оврагов зачастую прерывается аккумуляцией, которая может продолжаться до их полного исчезновения, или прерываться новой вспышкой эрозионной деятельности [4; с. 18].

Ветровая эрозия, или дефляция, так же как и водная, приводит к разрушению почвенного покрова. Важнейшими условиями для ее развития являются: наличие сильных и постоянных ветров; климатических условий с недостаточным увлажнением в течение года или сезона; уничтожение естественной растительности, приводящее к тому, что на поверхность выходит легко развеваемая почва. Дефляция характерна для пустынь, полупустынь, степи и лесостепи. В Воронежской области она временами проявляется в весеннее время, когда почва вспахана и лишена растительности.

---

Переувлажнение земель также местами является важной проблемой. Его диагностическими признаками по А.Б. Ахтырцеву и Б.П. Ахтырцеву являются: 1) наличие плоского недренированного полого-вогнутого рельефа; 2) отсутствие поверхностного стока; 3) наличие на небольшой глубине водоупора; 4) длительный застой вод; 5) развитие поверхностного или внутрипочвенного оглеения; 6) пестрота почвенного покрова; 7) влаголюбивая растительность; 8) наличие болот [1].

Причины переувлажнения имеют комплексный характер. Во-первых, наличие плоских слабодренированных территорий с затрудненным поверхностным стоком. Климатические и гидрогеологические условия способствуют сохранению на такой территории талых снеговых и дождевых вод, активизируя подъем грунтовых вод. Обычно переувлажнение развивается в случае близости к поверхности слабоводопроницаемых пород, например, глин или тяжелых суглинков, предопределяющих высокий уровень верховодки. К этому может привести также высокая распашка территории и изменение водопроницаемости почв, строительство водохранилищ, развитие орошения на плоских водораздельных пространствах, создание сети лесополос [1]. Значительную роль при этом играет формирование подплужной подошвы, формируемой тяжелой сельскохозяйственной техникой. В результате на глубине около 40 см появляется слой с пониженной водопроницаемостью и фильтрация поверхностных вод в нижележащие горизонты замедляется.

---

Загрязнение земель происходит в результате проникновения в почвы нехарактерных для нее веществ. Источниками загрязнения являются: промышленность (органические и неорганические отходы, тяжелые металлы); транспорт (нефтепродукты, бенз(а)пирен, тяжелые металлы); коммунально-бытовое хозяйство (твердые и жидкие отходы); сельское хозяйство (пестициды, минеральные удобрения в избыточных количествах, животноводческие стоки).

Наиболее опасным загрязнителем земель являются тяжелые металлы. Их поступление в почву происходит через атмосферу вместе с атмосферными осадками, из почвообразующих пород, в результате техногенного переноса. Накопление тяжелых металлов в черноземах происходит, в основном, в верхней части их профиля в связи с наличием здесь геохимического барьера. На нем за счет биогенной аккумуляции накапливаются: Mg, Na, Sr, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, As, Нg, Ba, Pb и другие микроэлементы [5]. Основное поступление тяжелых металлов происходит с выбросами автотранспорта и промышленности, а также с удобрениями и ядохимикатами. В последнее десятилетие ведущее место в этом принадлежит автотранспорту, так как промышленное производство в нашей стране находится в кризисном состоянии, а применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве значительно снизилось.

Значительное негативное воздействие на почвы оказывает их загрязнение органическими и металлоорганическими соединениями связанное, с техногенными выбросами, а также с широким применением пестицидов. Многие из них длительно сохраняются в почвах (от нескольких месяцев до десятков лет), оставаясь токсичными и даже образуя более токсичные метаболиты.

Чрезвычайно опасны и некоторые органические компоненты техногенных выбросов (3,4-бенз(а)перен и др.), относящиеся к канцерогенным соединениям.

Необходимо иметь в виду, что почва, загрязненная токсикантами и их метаболитами, становится источником загрязнения растительных и животных продуктов, атмосферы и природных вод.

Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, которое не прекращено отдельными государствами и на сегодня. Выпадая с радиоактивными осадками, ⁹⁰Sr, ¹³⁷ Cs и другие нуклиды, поступая в растения, а затем в продукты питания и организм человека, вызывают радиоактивное заражение, обусловленное внутренним облучением.

Локальное радиоактивное загрязнение почв может возникнуть при аварийных ситуациях на атомных станциях. Путем подбора культур, применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почвы на глубину 40-50 см и других агротехнических приемов возможно устранение неблагоприятных последствий поступления в почву радиоактивных продуктов.

---

Переуплотнение почв , то есть уменьшение ее межагрегатной и агрегатной порозности и увеличение плотности до 1,4 г/см³. Главной причиной этого является использование на полях тяжелой сельскохозяйственной техники, что приводит к образованию подплужной подошвы с повышенной плотностью. Это препятствует свободной инфильтрации влаги в почве и приводит к ее переувлажнению.

Истощение почв связано со снижением доступности элементов минерального питания растений – биофилов: К, Mg, Ca, P и некоторых микроэлементов [6].

Дегумификация – процесс снижения содержания гумуса, особенно гуминовых кислот, который возникает, в основном, как следствие эрозии.

Подкисление почв возникает при внесении в почву избыточного количества минеральных удобрений или выпадении кислотных осадков.

Оглеение почв активизируется при застое вод и приводит к накапливанию восстановленных форм Fe и Mn.

Осолонцевание происходит при увеличении в почвенном поглощающем комплексе доли натрия. При этом повышается степень пептизируемости коллоидов и илистого вещества. Процесс связан с поступлением солей из почвообразующих пород, грунтовых и поверхностных вод при орошении земель

Деградация минеральной основы почв – процесс разрушения почвенных агрегатов и необратимого изменения минерального состава почв. Он протекает в результате потери естественных элементов питания растений, выноса из почвы тонкодисперсных частиц, агролессиваже.

Значительный ущерб также связан с отчуждением земель на несельскохозяйственные нужды связано со строительством и расширением городов и населенных пунктов, промышленных предприятий, дорог, различного вида путепроводов и т.п. Масштабы такого отчуждения весьма велики. В настоящее время под предприятиями, поселениями, транспортными сооружениями и коммуникациями связи находится около 60 млн.га.

Сельскохозяйственное природопользование

Этот вид природопользования является одним из наиболее важных видов деятельности человека. Изучением его занимались М.Ю. Андреишин, А.Т. Болотов, В.Р. Вильямс, У. Джексон, В.В. Докучаев, А.А. Жученко, В. Тишлер, К.В. Зворыкин, А.Г. Исаченко, А.Н. Каштанов, Ю.П. Одум, Л.Г. Раменский, В.Г. Крючков, К.В. Пашканг, В.Б. Сочава, Ф.Н. Мильков, В.А. Николаев, X., Пойкер, Н.Ф. Реймерс, Н.А. Гвоздецкий В.М. Чупахин, А.В. Орлова и др. [1, 3, 5, 7, 8, 9]. Под таким природопользованием в нашем исследовании понимается весь комплекс воздействий человека на природу и ее ответных реакций в процессе всех видов сельскохозяйственной деятельности. Учитываются растениеводческие, животноводческие, мелиоративные и иные сельскохозяйственные воздействия на природную среду, а также ее реакция на них.

В то же время большинство авторов рассматривает не сельскохозяйственное, а аграрное природопользование, которое исследует лишь растениеводческие и мелиоративные аспекты сельскохозяйственной деятельности что по нашему мнению не верно. По мнению Б.А. Краснояровой, аграрное природопользование рассматривается как совокупность хозяйственных отраслей и видов деятельности различных организационно-экономических форм и ведомств, связанных с производством и переработкой сельскохозяйственной продукции, а также использованием и воспроизводством аграрно-природного потенциала территории и его отдельных компонентов [4; с.7].

По Л.Г. Намжиловой, аграрное природопользование – это совокупность способов и методов использования земельных ресурсов с целью получения сельскохозяйственной продукции, воспроизводства территориальной общности людей и охраны и воспроизводства природной среды [6; с. 7]. В.И. Булатов считает, что «агроприродопользование представляет собой совокупность сложных процессов и явлений, происходящих в природных системах под влиянием отраслей земледелия и растениеводства. Это составная часть сельскохозяйственного природопользования, объединяющего все стороны мелиоративного и аграрного воздействия на природу, включая ее освоение, преобразование, охрану» [2; с. 35]. По нашему мнению понятие «сельскохозяйственное природопользование» помимо растениеводчества должно включать в себя учет воздействий животноводства. Основную «животноводческую» угрозу природной среде, как известно, представляют животноводческие стоки ферм и летних лагерей скота, загрязняющие почву и поверхностные воды. Актуальной проблемой также является изменение видового состава травостоя и вытаптывание растительности на пастбищах при перевыпасе скота.

Однако ведущее место в негативном воздействии на природную среду региона занимает земледелие, с которым связаны почвенная эрозия, подкисление почв, переуплотнение и разрушение почвенной структуры.

Таким образом, современное сельскохозяйственное природопользование – это сложная система, включающая в себя, с одной стороны, воздействия человека на почву, растительный покров, поверхностные воды, как прямые так и косвенные, а с другой – реакцию природной системы на эти воздействия.

Систему рационального сельскохозяйственного землепользования необходимо разрабатывать по двум основным направлениям, учитывая природные и социально-экономические условия территории. Применение бассейнового подхода в землеустройстве позволит рационально провести оценку природных условий и обосновать характер сельскохозяйственной деятельности на речном водосборе.

Радиоактивное загрязнение окружающей среды

Важнейшей глобальной экологической проблемой географической оболочки является ее радиоактивность, связанная с разработкой радиоактивных руд, ядерными взрывами в мирных целях, испытаниями ядерного оружия, авариями на АЭС.

Сейчас во всем море существует 430 атомных реакторов. В России их – 46. Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году является крупнейшей экологической катастрофой. Суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу при этом составил 77 кг. Для сравнения, при взрыве атомной бомбы над Хиросимой было выброшено 740 г радионуклидов. Около 70% выброса радиоактивных веществ пришлось на территорию Белоруссии. Пострадали, также, Россия, Украина, Польша, Румыния, Швеция, Венгрия, Австрия, Турция. Поэтому во многих странах, а именно: в Швеции, Великобритании, Италии, Бразилии и Мексике, после аварии в Чернобыле, запрещено строительство АЭС. Однако, ядерную энергетику, пока еще, нечем заменить, хотя при этом не всюду соблюдается высокий уровень экологической безопасности. Так, на территории России имеется 15 полигонов  захоронения радиоактивных отходов, некоторые из которых стали зонами экологического бедствия.

Таким образом, деятельность человека отрицательно воздействует на все компоненты географической оболочки, то есть на земную кору, атмосферу и климат, на гидросферу и водный баланс, на почвенный покров, растительность и животный мир.

 

Создание ядерного оружия еще больше обострило экологические следствия геомилитаризма, придало им отчетливо  выраженный планетарный характер. В настоящее  время производство и испытание атомных бомб осуществляется в Европе, Азии, Северной Америке и Океании. Базы ракет с ядерными боеголовками размещены в десятках стран. Моря и океаны бороздят сотни подводных лодок, оснащенных атомными реакторами и вооруженных ядерными ракетами. В воздухе постоянно находятся самолеты с атомными бомбами на борту. В случае их аварии под угрозой радиоактивного поражения окажутся обширные регионы планеты. Испытания ядерного оружия сопровождаются радиоактивным загрязнением огромных пространств.

В случае ядерного конфликта произойдет экологическая катастрофа, которая охватит всю планету, как воюющие, так и нейтральные страны. В настоящий момент общая мощность ядерного оружия превышает миллион бомб, равных по мощности сброшенной в 1945 г. на Хиросиму.

Создание ядерного арсенала привело к крупнейшим изменениям экологических свойств и качеств окружающей среды. С 16 июля 1945 г., т. е. с момента испытательного взрыва первой атомной бомбы в США, началось интенсивное радиоактивное загрязнение биосферы. Уровень естественного радиоактивного фона географической оболочки Земли, остававшийся стабильным в течение многих миллионов лет, стал увеличиваться.

Биосфера как одна из стадий развития географической оболочки сформировалась в условиях естественного радиоактивного фона. Ионизирующая радиация была одним из источников свободной энергии, обусловившей образование органических веществ, необходимых для возникновения жизни на Земле. Именно естественные ионизирующие излучения способствовали формированию биосферы.

Источники, формирующие естественный радиоактивный фон, многочисленны и разнообразны. По своему суммарному воздействию к числу важнейших относятся космические лучи. Все организмы, живущие в приземных слоях атмосферы, в водах океанов и на поверхности суши, надежно защищены от избыточного космического излучения толщей воздуха. Население России, проживающее на равнинах, получает за счет космического излучения дозу облучения, равную в среднем 0,05 бэр/год (бэр – биологический эквивалент рентгена, доза любого вида ионизирующего излучения, которая вызывает в организме те же изменения, что и доза в один рентген). Это очень небольшая доза, которая не грозит какими-либо нарушениями функций живых организмов. С увеличением высоты над уровнем моря интенсивность излучения увеличивается. Например, в горах на высоте 3 км она выше, чем вблизи экватора (на уровне моря) в 3 раза. Интенсивность космического излучения зависит также от напряженности электромагнитного поля Земли, отклоняющего заряженные космические частицы. Это отклонение наибольшее на экваторе и наименьшее на полюсах. Поэтому интенсивность космического излучения увеличивается от экватора к полюсам.

Помимо космических лучей, биосфера постоянно подвергается воздействию радиоактивных элементов горных пород. Особенно широко распространены в земной коре такие радиоактивные элементы, как уран, торий, радий, и некоторые другие. Их содержание максимально в кислых магматических породах. Уровень ионизирующего излучения осадочных пород обычно в несколько раз ниже, чем гранитов и базальтов.

Интенсивность естественной радиации, обусловленной радиоактивными элементами горных пород, меняется в соответствии с ландшафтом. Чем мощнее толща осадочных слоев, залегающих над гранитами или базальтами, тем ниже при прочих равных условиях природный радиационный фон. Например, в ландшафтах пластовых и аккумулятивных равнин он в 3-7 раз ниже, чем на цокольных равнинах. Мощная толща воды в океане препятствует проникновению ионизирующего излучения базальтов океанического дна. Поэтому естественная радиоактивность нижних слоев воздуха над океаном примерно в 100 раз ниже, чем над сушей. На уровень радиационного фона влияет и снеговой покров. Слой свежевыпавшего снега высотой 50 см снижает интенсивность излучения вдвое.

Содержание радиоактивных веществ в почвах определяется породами, на которых они формируются. В результате радиоактивного распада радия и тория в них скапливаются радиоактивные газы радон и торон.

Величины естественного радиоактивного фона различны в разных географических регионах. Широта места, его высота над уровнем моря, литология коренных пород и осадочных толщ, тектоническое строение, типы почв и их геохимические особенности, химический состав и гидрологический режим поверхностных и грунтовых вод, характер выпадения атмосферных осадков – это далеко не полный перечень условий, сочетание которых определяет местные особенности природного радиоактивного фона. Ландшафты разного типа отличаются друг от друга сочетанием этих факторов, а следовательно, уровнем естественного радиоактивного фона.

Помимо внешнего облучения, все живые организмы, в том числе и человек, подвергаются внутреннему облучению за счет радиоактивных веществ, усвоенных вместе с пищей. Прежде всего, это относится к калию-40 и углероду-14. Внутреннее облучение суммируется с внешним.

Все животные и растения могут благополучно существовать только в условиях естественных параметров радиоактивного фона. Их изменение как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения приводит к неблагоприятным последствиям.

 

Радиоактивные вещества, опасные для окружающей среды

За последние десятилетия возникла и становится все более острой качественно новая экологическая проблема – защита биосферы от радиоактивных загрязнений. Эти загрязнения непосредственно затрагивают все сферы географической оболочки и все ее компоненты. Кроме того, они сохраняют свое негативное воздействие в течение длительного времени – десятков и сотен лет.

Основными источниками радиоактивного загрязнения природной среды являются производство и испытания ядерного оружия. До 2000 г. в мире было проведено около 2 тыс. испытательных взрывов. Из них на долю США приходится 50,5% взрывов, СССР, России– 35,1%, Франции – 10,1%, Англии – 2,3%, Китая – 1,8% взрывов. Значительная часть этих испытаний сопровождалась существенными поступлениями в окружающую среду радиоактивных веществ.

При ядерных взрывах образуются две группы радиоактивных изотопов

К первой группе относятся изотопы с коротким периодом полураспада (Период полураспада – время, за которое первоначальное количество изотопов уменьшается вдвое) (иод-131, барий-140 и др.). Они создают наибольшую опасность в ближайший период времени после взрыва и в непосредственной близости от места ядерного взрыва, так как за ограниченное время своего существования не успевают далеко распространиться.

Ко второй группе относятся изотопы с периодом полураспада от нескольких десятилетий до нескольких тысяч лет. Это, в частности, изотоп углерода – углерод-14 с периодом полураспада свыше 5 тыс. лет. Вместе с пищей углерод-14 попадает в животные и растительные организмы и постепенно накапливается в них. В результате внутреннее облучение возрастает, что чревато генетическими мутациями разного рода, в том числе и вредными, которые могут проявиться через несколько поколений.

К числу наиболее опасных долгоживущих продуктов ядерных взрывов относится изотоп стронция – стронций-90. Период его полураспада равен 28 годам. По своим химическим свойствам стронций близок к кальцию и поэтому замещает его в биологических процессах обмена веществ. С продуктами питания стронций-90 усваивается животными, накапливается в их костях. При значительных концентрациях стронция-90 может возникнуть угроза заболевания лейкемией. При нехватке в пище кальция потребность в нем удовлетворяется за счет стронция. Почвы разных типов отличаются по составу кальция. Поэтому при одинаковом количестве выпавшего после ядерного взрыва стронция-90 степень радиационной опасности в разных районах будет неодинаковой. Чем выше содержание кальция в почвах, тем меньшими относительными величинами будет характеризоваться их загрязнение стронцием-90, и наоборот. В северных районах Евразии, где преобладают дерново-подзолистые почвы с малым содержанием кальция, относительная концентрация в почве стронция-90 увеличивается значительно быстрее, чем в южных. В этих районах внесение кальция в почву при известковании имеет значение не только для повышения урожайности полей, но и как средство борьбы с загрязнениями среды стронцием-90. В ландшафтах, где господствуют кислые почвы, бедные кальцием, растения и животные отличаются повышенным содержанием стронция-90.

Близок к стронцию-90 по основным свойствам изотоп цезия – цезий-137. Его накопление в организме сопровождается тяжелыми последствиями – формированием наследственных дефектов, проявляющихся у последующих поколений.

В результате всех проведенных ядерных взрывов в биосферу попало огромное количество радиоактивных веществ, вследствие чего радиоактивный фон вырос в среднем на 3%. Этот новый уровень фоновой радиоактивности не представляет какой-либо опасности для живых организмов. Но в ряде регионов земного шара накопление антропогенных радиоактивных веществ может существенно превосходить средние величины и достигать критических размеров.

При наземных или воздушных ядерных взрывах радиоактивные вещества поднимаются высоко в воздух. Примерно 35-40% этих веществ попадает в тропосферу. В тропосфере они переносятся на большие расстояния и при этом постепенно выпадают на землю с дождями и туманами. Их полное удаление из тропосферы осуществляется за период от 1 до 3 месяцев. Около 60% продуктов атомных взрывов попадает в стратосферу. Их удаление из стратосферы занимает гораздо больше времени – до 10 лет. Поэтому как бы далеко от мест ядерных взрывов ни находилась территория, она не будет защищена от радиоактивного загрязнения.

Накопление продуктов ядерных взрывов в разных географических поясах земного шара неодинаково. В экваториальном поясе при господстве восходящих токов воздуха уровень радиоактивных загрязнений в целом невелик. В тропиках господствуют нисходящие токи воздуха, что приводит к попаданию в тропосферу радиоактивных веществ из стратосферы. В умеренных широтах в связи со значительным количеством осадков радиоактивные вещества быстро достигают земной поверхности. В целом максимум выпадения радиоактивных веществ приурочен к умеренным широтам, минимум – к экватору. Северное полушарие загрязнено в 3-4 раза больше Южного, так как здесь произведено больше испытательных взрывов. Независимо от времени проведения испытания максимум выпадения радиоактивных осадков падает на весну и начало лета. По-видимому, в это время происходит максимальный обмен воздушными массами между стратосферой и тропосферой, что приводит к интенсивному поступлению продуктов ядерных взрывов из стратосферы.

Большая часть радиоактивных веществ выпадает над морями и океанами, туда же радиоактивные вещества попадают с речными водами. В результате содержание радиоактивных веществ в Мировом океане все время растет. Основная их масса сосредоточивается в верхних толщах на глубинах до 200-300 м. Это особенно опасно, так как именно верхние слои Океана отличаются наибольшей биологической продуктивностью. Даже низкие концентрации радиоактивных изотопов наносят большой ущерб воспроизводству рыбы. В водах Тихого океана содержится во много раз больше радиоактивных веществ, чем в водах Атлантики. Это прямое следствие большого числа испытательных ядерных взрывов, проведенных в Тихом океане и в Китае. Однако, несмотря на значительное повышение содержания радиоактивных веществ в воде морей и океанов, их концентрация все еще остается в сотни раз ниже допустимой по международным стандартам для питьевой воды. Но опасность экологических нарушений все равно очень велика, так как значительная часть морских организмов способна аккумулировать радиоактивные изотопы в больших количествах. Так, по сравнению с океанической водой радиоактивность может оказаться в мышцах рыб в 200 раз, в планктоне – в 50 тыс. раз, а в печени рыб – в 300 тыс. раз выше. Поэтому во всех крупных портах рыбоприемки должен осуществляться тщательный радиационный контроль уловов.

Степень накопления радиоактивных изотопов растениями и животными зависит от вида геосистемы. Так, растительность моховых болот, верещатников, альпийских лугов и тундр интенсивно аккумулирует радиоактивные вещества.

Ядерные взрывы влияют не только на повышение уровня радиоактивного фона. Они, по-видимому, оказывают воздействие на метеорологические процессы. Анализ метеорологических и геофизических наблюдений свидетельствует об опосредованном влиянии ядерных взрывов на погоду в глобальном масштабе. Взрывы являются причиной изменения направления ветров, внезапных ливней, бурь и паводков. Все эти аномальные проявления атмосферных процессов чаще всего возникают не сразу, а через некоторое время после ядерных испытаний. Отечественными и американскими учеными установлено, что с 1945 г. электропроводность атмосферы значительно возросла. Последствиями этого явились климатические нарушения, в частности, усиление меридионального переноса воздушных масс.

Подземные ядерные взрывы в ряде случаев могут служить причиной крупных сейсмических нарушений. Если они проводятся в пределах геологических структур, находящихся в состоянии неустойчивого равновесия, то могут привести к землетрясениям. Так, по мнению ряда американских сейсмологов, сильное землетрясение в районе Лос-Анджелеса в Калифорнии (1971 г.) явилось следствием ядерных испытаний.

Испытательные ядерные взрывы могут воздействовать на очень крупные геосистемы. Например, в Прикаспии за последние 30 лет было проведено 47 подземных ядерных взрывов в хозяйственных и военных целях. В результате произошла разгерметизация зон аномально высоких пластовых давлений и начал подниматься уровень подземных вод в верхних горизонтах. Постепенное прохождение через Каспийскую котловину волны тектонических деформаций, вызванной этими взрывами, привело к разгрузке в Каспий подземных вод в объеме от 40 до 60 км³ в год. Подобная разгрузка начала происходить с 1978 г. По мнению некоторых ученых, это стало одной из причин (среди ряда других природных факторов) подъема уровня Каспия.

При ядерных взрывах возникает опасность нарушения озонового экрана Земли. Взрыв ядерной бомбы может сопровождаться разрушением верхних слоев озона. Это приведет к усилению интенсивности ультрафиолетового излучения, что может губительно сказаться на живых организмах.

Ядерное оружие -  борьба за нераспространение

Охрана географической среды от радиоактивных загрязнений продуктами ядерных испытаний требует, прежде всего, политических решений. Положительным примером подобных решений может служить Московский договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, подписанный в августе 1963 г. Большинство государств присоединилось к этому договору. Он имеет не только политическое, но и огромное геоэкологическое значение. Так, в период наиболее интенсивных испытаний ядерного оружия (1962-1969 гг.) уровни радиоактивных загрязнений биосферы были сопоставимы с естественным радиоактивным фоном. После заключения Московского договора искусственная радиоактивность повсеместно стала намного ниже среднего естественного фона и практически полностью обусловлена долгоживущими изотопами – цезием-137, стронцием-90, углеродом-14 и некоторыми другими. Однако опасность радиоактивного загрязнения природной среды продуктами ядерных испытаний не снята, так как ряд стран, не подписавших договор, продолжают загрязнять географическую среду продуктами ядерных взрывов. Увеличилось и число государств, владеющих ядерным оружием.

Опасность радиоактивного загрязнения биосферы связана не только с испытанием ядерного оружия и его боевым применением. Рост военного потенциала государств создает непосредственную угрозу возникновения глобальной экологической катастрофы и в мирное время. За последние десятилетия уже произошли сотни инцидентов, связанных с ядерным оружием, представляющих чрезвычайную опасность для природной среды. Среди них аварии самолетов, несущих атомные бомбы, катастрофы атомных судов и кораблей с ядерным оружием. Так, за период существования атомного подводного флота США потеряли две атомные подводные лодки, которые затонули в районах интенсивного судоходства и рыболовства. На борту одной из них помимо реакторов остались две ядерные торпеды. Происходили аварии и с атомными подводными лодками Советского Союза и России. Одна из лодок затонула в тысяче километров к северо-востоку от Бермудских островов, другие – в Норвежском и Баренцевом морях. Пока все эти аварии не привели к радиоактивному загрязнению морской воды. Но в случае разрушения их конструкций (оболочки реактора или корпуса ядерных зарядов) возникнет очень серьезная опасность для морских экосистем всей биосферы.

При эксплуатации атомных подводных лодок и кораблей военно-морского флота образуются радиоактивные отходы. Большей частью они сбрасываются в воды океанов и морей. Россия также захоранивает радиоактивные отходы главным образом в водах омывающих ее морей: две трети их сброшено в Карском море у берегов Новой Земли и в центральной части Баренцева моря. В дальневосточных морях места сброса радиоактивных отходов находятся у юго-восточного побережья Камчатки и у российских берегов в Японском море. Однако радиоактивные отходы России, находящиеся в Мировом океане, составляют лишь 5% от их общего количества.

В 1970 г. пять государств – США, СССР, Великобритания, Франция и Китай – подписали Договор о нераспространении ядерного оружия. Но в настоящее время ядерным оружием обладают также Индия, Пакистан, Израиль, КНДР, а ряд других государств проводят подготовительные работы по его изготовлению (Иран, Германия, Япония, Канада, Швейцария, Нидерланды). Поэтому угроза глобальной экологической катастрофы усилилась. Несмотря на то, что некоторые страны сворачивают свои ядерные программы: ЮАР, Бразилия, Аргентина. Во многих регионах земного шара вследствие развития ядерных производств, как правило, связанных, прежде всего, с военными целями, стали меняться параметры естественного радиоактивного фона.

Впервые в мировой истории возникла реальная угроза гибели всего человечества в случае ядерного конфликта. Если разразится ядерная война – победителей в ней не будет. Тысячи мегатонн сброшенной атомной взрывчатки вызовут возникновение огненных смерчей, в результате чего в атмосферу попадет огромное количество сажи. Сажа горящих городов и лесов составит основу ядерных облаков. Они очень быстро сольются и в течение 1,5-2 месяцев покроют всю Землю непроницаемой для солнечных лучей черной пеленой. Повсеместно наступит ядерная ночь. Под пеленой сажи, не пропускающей солнечное тепло, Земля начнет остывать. Уже в первые недели после ядерных ударов средняя температура Северного полушария, а также и в экваториальной зоне упадет на 15-20°С. В отдельных регионах (Северная Америка, Северная Европа, Сибирь) температура может понизиться на 35-40°С. В Аравийской пустыне и в Сахаре станет так же холодно, как и в Арктике. На всем земном шаре наступит губительная для всего живого и, прежде всего, для человека ядерная зима. Из-за отрицательных температур погибнет весь урожай, замерзнут все источники водоснабжения. Черные сажевые облака резко уменьшат альбедо на уровне верхней тропосферы. В результате здесь произойдет концентрация солнечной энергии. Верхние слои атмосферы на границе тропосферы и стратосферы разогреются до многих десятков и сотен градусов. Начнется стремительное таяние льдов и снега на вершинах высоких гор, и огромное количество воды хлынет на предгорные долины. Примерно через год ядерная зима сменится ядерным летом. На всей планете установится сверхжаркая и очень сухая погода. Радиация на большей части поверхности земного шара превысит смертельную дозу. Слой озона будет почти полностью уничтожен. В таких условиях человечество выжить не сможет. Погибнут все высшие животные. Уцелеют лишь примитивные водоросли, которые могут переносить высочайшие уровни радиации и ультрафиолетового излучения Солнца. Биосфера деградирует до того уровня, который был 3,5 млрд. лет назад.

Таким образом, кто бы ни нанес первым ядерный удар, в каком бы регионе планеты это ни случись, будет ответный удар или нет, – в любом случае никому не удастся пережить катастрофу.

Предотвращение ядерной войны – самая важная глобальная проблема современности. Только решив ее, можно создавать предпосылки для решения других, в том числе и геоэкологических, глобальных проблем. Мир и разоружение являются важнейшими предпосылками для решения всех основных проблем человечества, в том числе и проблемы предотвращения экологической катастрофы. Библейское предостережение «Возврати меч твой в его место; ибо все, взявшие меч, мечом и погибнут» в настоящее время приобрело особую значимость, стало глубоко понятным и очевидным.

1. Ахтырцев А. Б. Локальное переувлажнение как фактор деградации земель в Черноземном центре / А. Б. Ахтырцев, Б. П. Ахтырцев // Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. – Воронеж : Петровский сквер, 1995. – С. 39-42.
2. Глазовская М. А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР / М. А. Глазовская. – М. : Высшая школа, 1988. – 327 с.
3. Игнатов В. Г. Экология и экономика природопользования / В. Г. Игнатов, А. В. Кокин. – Ростов н/Д : Феникс, 2003. – 512 с.
4. Кравченко Р. А. Стадия аккумуляции в развитии овражных систем и защита земель от эрозии / Р. А. Кравченко / Курск. гос. ун-т. – Курск, 2003. – 119 с.
5. Перельман А. И. Геохимия ландшафта: учеб. пособие для студентов геогр. и геолог. спец. ун-тов / А. И. Перельман. – 2-е изд. – М. : Высшая школа, 1975. – 342 с.
6. Хабаров А. В. Социально-экологические проблемы организации природопользования, землепользования / А. В. Хабаров, В. Д. Склабан // Рациональное природопользование в условиях техногенеза: сб. научн. тр. / под ред. А.В. Хабарова и В. Д. Скалабана. – М. : Папирус ПРО, 2000. – С. 6-23.
7. Швебс Г. И. Формирование водной эрозии стока наносов и их оценка (на примере Украины и Молдавии) / Г. И. Швебс. – Л. : Гидрометеоиздат, 1974. – 184 с.
8. Болотов А. Т. Избранные труды / А. Т. Болотов. – М. : Агропромиздат, 1988. – 412 с.
9. Булатов В.И. О ландшафтно-географическом обеспечении аграрного природопользования / В.И. Булатов // География и природные ресурсы. – 1983. – №3. – С. 35-39.
10. Исаченко А. Г. Оптимизация природной среды / А. Г. Исаченко. – М. : Мысль, 1980. – 264 с.
11. Красноярова Б. А. Территориальная организация аграрного природопользования Алтайского края / Б. А. Красноярова. – Новосибирск : Наука. Сиб. Предприятие РАН, 1999. – 161 с.
12. Мильков Ф. Н. Природопользование, охрана ландшафтов и экологизация науки: географические аспекты проблемы / Ф. Н. Мильков // Географические аспекты охраны природы: сб. статей / Воронеж. гос. ун-т. – Воронеж, 1990. – С. 4-10.
13. Намжилова Л. Г. Эволюция аграрного природопользования в Забайкалье / Л. Г. Намжилова, А. К. Тулохонова. – Новосибирск : НИЦ ОИГГМ, Изд-во СО РАН, 2000. – 200 с.
14. Одум Е. П. Основы экологии / Е. П. Одум. – М. : Мир, 1975. – 740 с.
15. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: слов.-справ / Н. Ф. Реймерс. – М. : Просвещение, 1992. – 320с.
16. Физико-географические основы природопользования / Н. А. Гвоздецкий [и др.] // Матер. VI съезда Географ. об. СССР. – Л. : Наука, 1975 – С. 19-36.