проблемы загрязнения литосферы — виды, источники, решения

Основой всей биосферы – пространства нашей планеты, в пределах которого возможна жизнь – является литосфера. Литосфера представляет собой твердую земную оболочку, состоящую из так называемой земной коры и верхнего слоя мантии. Большую часть планеты занимает мировой океан, и лишь 29,2% поверхности отведено суше, часть которой еще занята ледниками, пустынями и зонами, вовсе не пригодными для жизни. По остатку процент территории, которую человек может заселить и использовать, ничтожно мал. И с каждым годом земли, пригодной для жизни, становится все меньше.

• Источники загрязнения
• Виды загрязнения
• Итог

Общая площадь земельных ресурсов планеты составляет около 130 миллионов километров квадратных, то есть, приблизительно 86% от всей площади суши. Из-за неправильной и чрезмерной эксплуатации каждый год часть плодородной земли становится непригодна для выращивания на ней чего-либо. Например, только за последнее столетие было потеряно 20 миллионов квадратных километров земли, ранее использовавшейся в сельском хозяйстве.

Почва

Верхний слой литосферы называется почвой, и она является одним из основополагающих элементов биосферы. Почва представляет собой важнейший ресурс и основной источник пищевых продуктов для людей и животных. Она образовывается благодаря многочисленным биологическим, химическим и физическим процессам и поддерживает равновесие в окружающей среде.

Разрушение почвенного слоя называется эрозией. Она происходит под влиянием естественных процессов в природе или из-за человеческой деятельности. При этом природная эрозия протекает медленно и естественным образом формирует поверхность Земли, а вот антропогенное влияние на почву в большинстве случаев сугубо негативно.

Почва образуется очень медленно, где-то на 0,5-2 сантиметра в сто лет. Соответственно, для того, чтобы получить действительно мощный слой плодородных пахотных земель, должно пройти несколько тысячелетий. Так же и со способностью почвы к самоочищению. При слишком интенсивном физико-химическом загрязнении микроорганизмы, ответственные за этот процесс, просто перестают справляться, из-за чего пораженный участок земли становится потерянным навсегда.

Источники загрязнения

Все основные источники загрязнения литосферы можно разделить на следующие группы:

• Коммунальные предприятия и жилые дома — Строительный и бытовой мусор, пищевые отходы, пришедшая в негодность бытовая техника и одежда – все это вывозится на свалки, которые для крупных городов стали не менее крупной проблемой. Каждый год на каждого жителя планеты в среднем образуется тонна отходов, часть которых приходится на трудноразлагаемые резину и пластик.
• Промышленность — Промышленность производит большое количество твердых и жидких отходов, многие из которых являются токсичными, опасными для человека и природы. В отходах металлургии присутствует большое количество солей тяжелых металлов, соединения мышьяка и цианиды образуются в результате процессов машиностроения, а при производстве пластика и других полимерных материалов в окружающей среде оказываются такие ядовитые вещества, как фенол, стирол и бензол.
• Транспорт — Двигатели внутреннего сгорания – «сердце» любого автомобиля – выбрасывают в воздух свинец, сажу и множество разных углеводородов, которые потом оседают на поверхности земли и растений, а оксиды азота, серы и углерода в результате реакции с парами воды проливаются на землю кислотными дождями.
• Сельское хозяйство — Огромные количества минеральных удобрений и пестициды всех видов и способов действия, несмотря на их необходимость в современном сельском хозяйстве, оказывают очень негативное влияние на окружающую среду.
• Радиоактивные отходы — Радиоактивные вещества и ядерные материалы, дальнейшее использование которых невозможно. Бывают твердыми и жидкими, от чего зависит способ их хранения.

Виды загрязнения

Твердые бытовые отходы

Пожалуй, одна из самых массовых и объемных проблем загрязнения Земли – это проблема твердых бытовых отходов. Человечество производит невероятное количество мусора, который скапливается настоящими горами. При этом подобный мусор не просто лежит сам по себе, с течением времени токсические вещества из отходов начинают просачиваться в почву и грунтовые воды, отравляя землю на многие километры вокруг свалок.

Самый распространенный способ избавления от твердых бытовых отходов – это сжигание, но в то же время этот способ, пожалуй, самый худший. Во время горения выделяется едкий отравляющий дым, частицы которого потом оседают на землю и отравляют ее. И в результате это не только не помогает экологии, но только делает хуже.

Лучшим методом борьбы с этой проблемой, на данный момент, является раздельный сбор мусора и вторичная переработка отходов. Для каждого типа отходов существует свой цикл перепроизводства, который позволяет не только очищать планету от загромоздивших ее свалок, но и значительно экономить далеко не безграничные ресурсы нашей земли.

Тяжелые металлы

Тяжелыми металлами, в зависимости от определения, называют металлы с плотностью больше, чем у железа, либо с атомной массой выше 50. Некоторые из них в виде микроэлементов являются необходимыми для многих биологических процессов в живых организмах (к примеру, марганец, цинк, молибден, не говоря уже о железе, которое тоже по некоторым определениям входит в категорию тяжелых металлов).

В больших количествах тяжелые металлы являются токсичными, а так как они имеют свойство накапливаться в различных системах, будь то почва, растения или человеческий организм, то даже небольшие, но регулярные дозы могут привести к плачевным последствиям. Отравление человека ртутью и свинцом приводит к поражению нервной системы, кадмием – к анемии и разрушению костей, а переизбыток меди и цинка в растениях вызывает замедление роста и, как результат, снижение урожайности.

Большое количество тяжелых металлов поступает в окружающую среду вместе с дымом и сточными водами промышленных предприятий, а основным источником свинца в атмосфере является транспорт. Соответственно, главный способ борьбы с загрязнением окружающей среды тяжелыми металлами это установка наиболее современных систем очистки и фильтров для улавливания частиц.

Минеральные удобрения и пестициды

Внесение больших количеств минеральных удобрений, а так же использование различных пестицидов, являются неотъемлемыми частями сельского хозяйства, без которых не получилось бы добиться такого уровня урожайности, какой есть сейчас. Но, конечно же, столь интенсивные земледелие и скотоводство не проходят без последствий для экосистемы. Выращивание растений без «отдыха» для земли истощает ее и приводит к эрозии и опустыниванию, слишком большое количество минеральных удобрений приводит к закислению почвы и увеличению ее плотности.

Использование пестицидов также плохо сказывается на состоянии почвы. Попадая в землю, пестициды могут накапливаться и включаться в различные процессы, протекающие в почве и растениях. Таким образом, они могут попасть в организм человека вместе с пищей, что, в свою очередь, чревато серьезными отравлениями.

По целям применения ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве, можно разделить на несколько групп:

• Инсектициды – это химикаты, которые используют для борьбы с различными вредителями, угрожающими здоровью растений. К этой категории пестицидов относятся хлорофос, карбофос, тиофос и другие;
• Гербициды, например, амины и триазины, помогают бороться с сорняками;
• Фунгициды (бензимидазолы, морфолины, дитиокарбаматы и т.д.) применяются для борьбы с различного вида «грибками»;
• Химикаты, регулирующие рост растений, а также дефолианты, которые провоцируют преждевременное старение листьев растений.

Традиционные способы ведения сельского хозяйства без использования пестицидов и комплексных удобрений не могут обеспечить необходимый уровень урожайности. Поэтому отказ от этих достижений науки не представляется возможным. В связи с этим в настоящее время активно ведется работа по созданию нового поколения пестицидов, которые сохранят эффективность своих предшественников и будут значительно менее опасны для почвы и человека.

Так называемые экологически безопасные пестициды при попадании в почву распадаются на безвредные компоненты, например, на углекислый газ, воду и другие соединения, которые не наносят вреда. Главным недостатком этих химикатов является дороговизна их разработки, в связи с чем не каждая страна может позволить себе их использование. В настоящее время лидерами можно назвать Японию, США и некоторые европейские государства. Несмотря на это, затраты на разработку этих пестицидов полностью окупаются за счет увеличения урожайности, уменьшения негативного влияния на почву и роста средней продолжительности жизни населения.

Что касается минеральных удобрений, то их можно заменить органическими, например, навозом, торфом и перегноем. Сложность заключается в том, что их требуется значительно больше, чем минеральных. Однако они оказывает благоприятное влияние на образование гумуса – плодородного слоя почвы, а их эффект более долгосрочен.

Также одним из способов решения проблемы низкой урожайности может стать повсеместное использование технологий генной модификации. Несмотря на большое количество мифов, касающихся ГМО, ни одно из проведенных исследований не подтвердило слухов об их вредном влиянии на организм человека. Зато эффективность использования генно-модифицированных растений в сельском хозяйстве была неоднократно подтверждена на практике.

Радиация

Радиоактивными отходами называются такие материалы, дальнейшее использование которых невозможно, но при этом в них остаются радиоактивные изотопы химических элементов. Стоит отметить, что отработанное топливо из ядерных реакторов нельзя в полном смысле этого слова назвать отходом, так как предусмотрены пути его дальнейшей переработки, в результате которой можно получить новое ядерное топливо и важные изотопные источники.

Об опасности радиоактивного излучения известно всем, поэтому утилизации этой категории отходов уделяется особенное внимание. Основные стадии обращения с радиоактивными отходами прекрасно продемонстрированы на рис.1.

При этом видно, что даже после вторичного использования, остается большое количество материалов, которые нужно куда-то девать. На данный момент, процесс захоронения ядерных отходов является единственным возможным вариантом.

Ядерные отходы подразделяют на твердые и жидкие. В зависимости от степени их активности и того, в каком агрегатном состоянии они находятся, меняются необходимые меры по их захоронению. Основными местами захоронения являются бывшие шахты и специально выстроенные хранилища, в которых радиоактивные изотопы могут со временем прийти к стабильному, не опасному состоянию и быть переработаны как обыкновенный мусор.

Итог

И без того небольшая по площади часть земной поверхности, отведенная под сушу, регулярно подвергается вредному воздействию со стороны человека. Запуская практически необратимые процессы разрушения почвы, люди нечасто задумываются о том, что, лишившись этого ресурса, у человечества не останется шансов на выживание. Ведь если почва перестанет быть достаточно плодородной или, в результате антропогенного воздействия, растения, выращенные на ней, станут непригодными для питания, человечество станет постепенно вымирать.

Хорошая новость в том, что период потребительского отношения к природе подходит к концу, все больше людей задумываются о состоянии экологии и, что самое важное, все больше людей действительно готовы что-то делать ради разрешения этих проблем. Хорошо, когда на государственном уровне закреплены положения по защите нашей планеты, но этого слишком мало, если сами люди не достигли достаточного уровня сознательности в этом плане. Поэтому, в первую очередь, каждый из нас должен начать с себя. У человечества все еще есть шанс восстановить то, что оно разрушило.