Деградация литосферы

Чтобы сбрасываемые в овраг воды не размывали его дно, в русле оврага устанавливают систему поперечных стенок, разбивающих продольный профиль дна на ряд террас. Стенки, располагаемые вертикально уступами, должны иметь безопасный в отношении разрыва уклон. Поперечные стенки на дне оврага могут быть каменными, бетонными, деревянными, плетневыми. Деревянные и плетневые запруды применяются только в небольших оврагах, так как срок их действия не превышает двух-трех лет. Закрепленные овраги, превращенные в задерненную балку, используют в сельском хозяйстве. Богатое илистыми отложениями дно отводят под искусственные луга, а откосы — под древесные насаждения или под ягодники.

Поверхностный сток на крутых склонах возвышенностей регулируется путем создания террас: напашных — на склонах крутизной 7—12°, нарезных — на склонах 12—35°. Напашные террасы делаются обычными плугами, нарезные (выемочно-насыпные) — бульдозерами и тракторами. Благодаря террасированию склонов поверхностный сток переводится во внутрипочвенный.

4. Проблема опустынивания

Человечество, быстро растущее количественно, стало всё более интенсивно проникать в трудно доступные районы и вовлекать в сферу своей деятельности природные ресурсы. К настоящему времени под серьёзным антропогенном прессом оказались и аридные территории, составляющие около 30% площади земной суши, которые рассматриваются ныне как последний для людей резерв земель. Уже сегодня на эти районы приходится около 80% орошаемых земель, 170 млн. га используется под богарное земледелие и 3,6 млрд. га - в качестве пастбищ. Здесь проживает около 800 млн. человек или почти 20% населения мира.

Степень проявления и скорость протекания различных процессов опустынивания преимущественно обусловлены неправильной хозяйственной деятельность человека, не учитывающей внешние и внутренние взаимосвязи природных компонентов, регулирующих баланс вещества и энергии в ландшафтах и, в конечном счёте, биологическую продуктивность земель. Конечно, наиболее чувствительны к антропогенным нарушениям ландшафты аридных и полуариидных территорий, имеющие довольно хрупкую структуру и исторически сложившееся многовековое воздействие на них деятельности человека.

Среди многих глобальных проблем, пожалуй, проблема опустынивания является наименее известной, хотя каждый знает, что пустынные территории отличаются чрезвычайно жарким климатом, большим дефицитом влаги и довольно хрупкой экологической системой, но в то же время эти земли обладают высоким экономическим потенциалом. В научной литературе и официальных документах характеризуется, как последняя стадия процесса медленной деградации окружающей среды в засушливой зоне и является продуктом сложного взаимодействия между социально-экономической системой и природно-антропогенными факторами.

 Особую антропогенную нагрузку пустынные и полупустынные территории испытали в последние десятилетия, когда в ряде стран в поисках новых источников минерального сырья, земельных массивов и биологических ресурсов особенно широкомасштабно приступили к их освоению. Расширение площадей под земледелие, увеличение поголовья скота и более интенсивное использование естественных кормов, внедрение агроиндустриальных методов в освоении аридных земель привело к резкому нарушению эколого-ресурсного баланса на этих территориях.

Именно на аридных землях сейчас страдает от нищеты, голода и болезней население десятков развивающихся стран Африки и Азии. По оценке ЮНЕП в мире ежегодные потери только орошаемых земель в результате опустынивания составляют 6 млн. га. Было установлено, что площадь пустынь, созданных человеком, составляет 9,1 млн. км . Кроме того, около 3,5 млрд. га подвержены опустыниванию – эта опасность угрожает территории более ста стран мира. Ежегодно около 21 млн. га переходит в состояние полной деградации, а 6 млн. га поглощается пустынями. Наиболее высокий уровень опустынивания наблюдается в странах Африки, Азии и Латинской Америки. Особенно опасны и распространены эти процессы в развивающихся странах.

Опустынивание, вызываемое деятельностью человека, это лишь определённая часть глубокого социально-экономического кризиса, охватившего развивающиеся страны. За усилением эксплуатации природных ресурсов большинства этих стран стоят бывшие метрополии с их разветвленной системой транснациональных корпораций. Таким образом, проблема опустынивания – это, прежде всего проблема социально-экономическая, а затем уже экологическая.

В аридных районах бывшего СССР не наблюдается в больших масштабах проявление процессов опустынивания, вызванных антропогенными причинами. Отдельные, локальные проявления этих процессов – усиление ветровой и водной эрозии в районах нового освоения, вторичное засоление почв в орошаемых оазисах и вдоль трасс оросительных каналов, образование очагов подвижных песков вблизи некоторых растущих населённых пунктов и вдоль транспортных магистралей – преодолеваются с помощью различных технических и агломелиоративных мер. Несмотря на, казалось бы, незначительные проявления площадного опустынивания, не может не вызывать тревогу экологическая обстановка, складывающаяся в определённых районах непосредственного строительства крупных, главным образом, водохозяйственных объектов, а также косвенного влияния таких объектов на прилегающие территории. В результате перекрытия 1980 г. пролива Аджидарья между Каспийским морем и Каробогазким заливом происходят серьёзные антропогенные изменения экологического равновесия. Всего за 5 лет залив полностью высох, а на огромной территории площадью 10 тыс. км образовалась типичная соляная пустыня.

Районом катастрофических экологических нарушений является огромный район Аральского моря. В результате зарегулирования питающих море рек Амударьи и Сырдарьи и интенсивного использования их вод для орошения, уровень Арала резко снизился и обнажилось дно моря на больших площадях, где сейчас свирепствуют процессы опустынивания.

Сейчас проблема опустынивания очень важна, поэтому над её решением работает большое количество учёных во многих странах мира.

5. Пестициды и последствия их применения

Понятие пестициды (от пестис – зараза, цедерс – убивать) объединяют группу веществ, которые используются для уничтожения или снижения численности нежелательных для человека организмов. Практически все эти вещества относятся к ксенобиотикам, т. е. чуждым для живых организмов и биосферы в целом.

Пестициды можно рассматривать как дитя культурного хозяйства. Их применяют чаще всего в искусственно создаваемых человеком системах (агроценозах) или в природных экосистемах, где нарушены механизмы саморегулирования (гомеостаз). Иногда пестициды приходится применять и в стабильных естественных экосистемах для подавления вспышек массового размножения отдельных организмов, обусловленных естественным ходом развития. Последнее обычно наиболее часто встречается в лесных экосистемах. Например, подобные вспышки характерны для насекомых, питающихся листвой или хвоей деревьев. Такие насекомые, сибирский шелкопряд, листовертки, пилильщики и другие, способны повреждать, а нередко и уничтожать леса на тысячах и даже миллионах гектаров.

Широко используются пестициды также для борьбы с кровососущими насекомыми (комары, мошки, слепни), животными – переносчиками болезней (грызуны, иксодовые клещи, малярийный комар, москиты).

Имеются сведения, что благодаря пестицидам удалось предупредить или резко ослабить примерно 30 болезней человека и домашних животных, спасти не меньше 25 млн. человек и предупредить около 1 млрд. заболеваний. Отмечается, что во второй мировой войне от сыпного тифа (переносчик – плотяная вошь) во многом благодаря пестицидам умерло меньше людей, чем от ранений (во всех других войнах соотношение было противоположным).

Именно пестициды позволили почти полностью ликвидировать или свести на нет такие болезни, как малярию, клещевой энцефалит, туляремию и другие.

В 40-х годах нашего столетия для уничтожения вредных (с точки зрения человека) организмов начали широко применять синтетические органические соединения – пестициды. В зависимости от объекта назначения их подразделяют на инсектициды (лат. инсекта – насекомое) – убивают насекомых, гербициды (лат. херба – трава) – уничтожают сорняки, фунгициды (лат. фунгус – гриб) – средства против грибковых заболеваний, акарициды (лат. акарос – клещ) – уничтожение клещей, альгициды (лат. альга – водоросль) – уничтожения водорослей и др. Ни один из этих химикатов не обладает абсолютной избирательностью и представляет угрозу для других групп организмов, в том числе для людей. Поэтому все они – биоциды, т. е. вещества, угрожающие различным формам живого. Даже сравнительно мало токсичные пестициды не подвергаются ферментативному разложению. Никакие организмы не располагают соответствующими механизмами детоксикации. Почти все пестициды являются ксенобиотиками.

В группу пестицидов входят, кроме этого, вещества, изменяющие физиологические функции организмов или воздействующие на отдельные их органы (бесплодие, болезни, поведение и т. п.). Соответственно существует большое количество более частных названий веществ из группы пестицидов. Дефолианты (лат. де – удаление, отделение, фолиум – лист) – для удаления листвы с растений; дефлоранты (флора – богиня цветов) – для уничтожения цветков растений; репелленты (лат. репелленс – отталкивающий, отгоняющий) – для отпугивания животных, аттрактанты (лат. аттрахере – привлекать) – для привлечения животных, фумиганты (лат. фумиокуривать, дымить) – для окуривания сельскохозяйственных угодий или различного вида помещений с целью дезинфекции.

В последнее время предпочтение отдается пестицидам высокой степени ядовитости, но с коротким периодом жизни (пестициды третьего поколения, по Б. Небелу). К ним, в частности, относятся фосфорорганические соединения (дихлофос, карбофос, хлорофос и др.). Период их жизни обычно колеблется от нескольких дней до недель.

Другие свойства характерны для пестицидов из группы галагенированных углеводородов (пестициды второго поколения). К ним относятся получивший широкую известность ДДТ (дихлордифенилдихлорэтан), а также дильдрин, линдан, альдрин и другие. Важнейший их отрицательный экологический эффект – длительный период жизни, хотя и при несколько более низкой ядовитости, чем у фосфороганических пестицидов. Так, ДДТ сохраняется в окружающей среде десятки лет (период полураспада порядка 20 лет).

Пестициды – это в основном органические соединения с малым молекулярным весом и различной растворимостью в воде. Химический состав, их кислотность или щелочность, растворимость в воде, строение, полярность, величина и поляризация молекул – все эти особенности вместе или каждая в отдельности оказывает влияние на процессы адсорбции-десорбции почвенными коллоидами. Принимая во внимание названные особенности пестицидов и сложный характер связей в процессе адсорбции-десорбции коллоидами они могут быть разделены на два больших класса: полярные и неполярные, а не вошедшие в эту классификацию, например, хлорорганические инсектициды – на ионные и неионные.

Пестициды, которые содержат кислотные или основные группы, либо ведут себя при диссоциации как катионы, составляют группу ионных соединений. Пестициды, не обладающие ни кислой, ни щелочной реакцией составляют группу неионных соединений.

На характер химических соединений и способность почвенных коллоидов к адсорбции и десорбции оказывает влияние: природа функциональных групп и групп замещения по отношению к функциональным группам и степень насыщенности молекулы. На адсорбцию молекул пестицидов почвенными коллоидами значительное влияние оказывает характер молекулярных зарядов, причем определенную роль играет полярность молекул. Неравномерное распределение зарядов увеличивает диссиметрию молекулы и ее реактивность.

Почва в основном выступает в качестве преемника пестицидов, где они разлагаются и откуда постоянно перемещаются в растения или окружающую среду, либо в качестве хранилища, где некоторые из них могут существовать много лет спустя после внесения.

Пестициды – тонкодисперсные вещества – в почве подвержены многочисленным воздействиям биотического и небиотического характера, некоторые определяют их поведение, преобразование и, наконец, минерализацию. Тип и скорость преобразований зависит от: химической структуры действующего вещества и его устойчивости, механического состава и строения почв, химических свойств почв, состава флоры и фауны почв, интенсивности влияния внешних воздействий и системы ведения сельского хозяйства.

Адсорбция пестицидов в почве – комплексный процесс, зависящий от многочисленных факторов. Она играет важную роль в перемещении пестицидов и служит для временного поддержания в парообразном или растворенном состоянии или в виде суспензии на поверхности почвенных частиц. Особо важную роль в адсорбции пестицидов играют ил и органическое вещество почвы, составляющие «коллоидальный комплекс» почвы. Адсорбция сводится к ионно-катионному обмену отрицательно заряженных илистых частиц и кислотных групп гумусовых веществ, либо анионному, благодаря присутствию гидроксидов металлов (Al(OH)3 и Fe(OH)3) или происходит в форме молекулярного обмена. Если адсорбированные молекулы нейтральны, то они удерживаются на поверхности илистых частиц и гумусовых коллоидов двухполюсными силами, водородными связями и дисперсными силами. Адсорбция играет первостепенную роль в накоплении пестицидов в почве, которые адсорбируются ионным обменом или в форме нейтральных молекул в зависимости от их природы.

Передвижение пестицидов в почве происходит с почвенным раствором или одновременно с перемещением коллоидных частиц, на которых они адсорбированы. Это зависит как от процессов диффузии так и массового тока (разжижение), которые представляют собой обычный способ вымывания.

При поверхностном стоке, вызываемом осадками или орошением, пестициды передвигаются в растворе или суспензии, скапливаясь в углублениях почвы. Данная форма передвижения пестицидов зависит от рельефа местности, эродированности почв, интенсивности осадков, степени покрытия почв растительностью, периода времени, прошедшего с момента внесения пестицида. Количество пестицидов, передвигающихся с поверхностным стоком, составляет более 5% от внесенного в почву. По данным румынского НИИ почвоведения и агрохимии на стоковых площадках в экспериментальном центре Алдены в результате промывных дождей одновременно с почвой происходит и потеря триазина. На стоковых площадках с уклоном 2,5% в Билчешть-Арджече в поверхностных водах были обнаружены остаточные количества ГХЦГ от 1,7 до 3,9 мг/кг, а в суспензии – от 0,041 до 0,085 мг/кг ГХЦГ и от 0,009 до 0,026 мг/кг ДДТ.