книги из ГПНТБ / Состояние природной среды в зарубежных странах [сб. ст

душке). До решения этого вопроса необходимо ограничить движение тяжелого транспорта морозными периодами года, включая сейсмические отряды. В остальное время года ис­ пользовать вертолеты, машины с шинами низкого давления и самолеты, чтобы уменьшить фактор нарушения поверхности.

В-третьих, необходимо изолировать в тундре машины от грунтов (с помощью матов из пластиков и других материа­ лов). Даже такой метод, как укладка гравия поверх расти­ тельности тундры по бокам существующей дороги, чтобы ис­ пользовать погребенную растительность как изоляционный слой при строительстве дорог, мог бы частично решить проб­ лему предохранения вечной мерзлоты от таяния.

В-четвертых, разработать и принять законодательства, по которым горные и другие работы будут вестись только по особым разрешениям, с обязательной рекультивацией нару­ шенных территорий и с иными ограничениями, учитывающими данные по экологии растительных и животных сообществ и человека, чтобы разработка полезных ископаемых не приво­ дила к увеличению площади бросовых земель.

В-пятых, необходимо разработать методы, которые позво­ лили бы быстро восстанавливать нарушенную поверхность в будущем, и, кроме того, восстановить ландшафты, ранее по­ страдавшие от горных разработок.

Так как природные условия Канадского Севера во многом сходны с географической средой азиатской части Севера

СССР, и в частности с Западной Сибирью, опыт Канады по вопросам сохранения природной среды и восстановления на­ рушенных ландшафтов интересен и полезен и для Советского Союза особенно в связи с перспективным развитием районов Севера.

И. М. К Р А С О В С К А Я

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД НА ВОСТОКЕ США

Земля по праву считается самой водной планетой Солнеч­ ной системы — 2/з ее покрыто морями и океанами. Однако пресная вода составляет лишь 3% всей земной влаги, из ко­ торых 2/з приходится на ледники, в настоящее время практи­ чески недоступные для использования. Несмотря на это, во многих высокоразвитых индустриальных странах ценнейшие запасы пресных вод уничтожаются и загрязняются с ката­ строфической быстротой. Поэтому неудивительно, что в ряде районов земного шара, сравнительно хорошо обеспеченных ре­ сурсами пресных вод, возник .«водный голод». Примером тако­ го района может служить Восток США.

152

Восток США в целом богат водными ресурсами, однако в результате загрязнения воды большого количества рек и озер района уже не могут быть использованы во многих отраслях хозяйства. Так, вследствие очень сильного загрязнения р. Гуд­ зон, только четыре города (Ренселас, Хайленд, Бортсвен н Паукішси) используют воду из этой реки для коммунально­ го водоснабжения, что носит, скорее, вынужденный характер из-за недостатка здесь подземных вод [5]. Крупнейшие реки Востока США — Потомак, Делавэр, Гудзон, Огайо и Канова являются самыми загрязненными реками США. Гумидный Восток США испытывает острый дефицит в чистой воде, но многие сферы хозяйства, страдая от нехватки чистой воды, в то же время повинны в загрязнении вод. Основная масса сбрасываемых в реки сточных вод уступает по качеству за­ бранной воде, способствуя дальнейшему росту загрязнения вод. Так, только 53% сбрасываемых в реки сточных вод ком­ мунального хозяйства получают предварительно достаточную очистку. Приводимые ниже табл. 1 и рисунок дают представ­ ление о масштабах загрязнения вод района на 1970 г. Из табл. 1 видно, что загрязнение особенно велико в северо-вос­ точной, наиболее густо заселенной и промышленно развитой части района. Количество загрязненных водосборов здесь зна­ чительно выше, чем в среднем по США. Неудивительно поэто­ му, что именно в этом районе Востока США имеются самые большие трудности в обеспечении промышленности и населе­ ния чистой водой.

Т а б л и ц а 1

Загрязнение вод в восточных районах США

	% от длины ре­	% водосборов,		загрязненных
Район США		очень сильно	сильно	на	отдельных
	ки. на которой					слабо
	наблюдается	(50% длины	(20-49,9%)	участках
	загрязнение	водотока)		(10-19,9 %)		(Ю%)
Юго-Восток . .	23,3	14,3	41, Г		5,6	28,6
Северо-Восток .	43,9	36,1	55,6			2,8
					і б , і
К востоку от	31,6	23,0	48,7		15,5	12,8
р. Миссисипи
СШ А.................	32,6	23,7	48,5		17,7	9,9

Согласно системе, предложенной службой здравоохране­ ния США, выделяются следующие основные виды загрязне­ ния воды: 1) химическое (питательными для растений веще­ ствами, органическими веществами, неорганическими веще­ ствами), 2) механическое, 3) биологическое, 4) радиоактив­ ное, 5) термическое.

153

Химическое загрязнение вод относится к наиболее распро­ страненным видам загрязнения на Востоке США. Из всех его разновидностей одной из наиболее опасной является загряз­ нение вод питательными веществами (азотом, фосфором) ',

Загрязнение вод на Востоке США на 1970 г.: 1 — очень сильнозагрязненные водосборы, 2 — сильнозагрязненные во­ досборы, 3 — водосборы, загрязненные на отдельных участках, 4 — слабоза-

грязненные водосборы

попадающими в воду вместе со стоком с полей, а также быто­ выми сточными водами. Только в штате Нью-Йорк, например, сточные воды, поступающие в реки, содержат до 907 г на человека в год фосфора, т. е. сточные воды города с населе­ нием в 1 млн. человек ежегодно выносит в реки 1000 т фосфора.

Кэтому количеству следует прибавить фосфор, поступающий

1Азот растворяется в веде, фосфор движется вместе с частицами

почвы.

154

со стоком с полей. По подсчетам американских ученых, в штате Огайо, например, со стоком с полей в среднем посту­ пает в реки до 1,5 кг фосфора с каждого гектара в год [3, 4]. При этом следует отметить, что фосфор относительно мало подвижен по сравнению с азотом, концентрации которого в сточных водах во много раз превосходят концентрации фос­ фора в них (табл. 2). Таблица 2 характеризует масштабы загрязнения водоемов питательными веществами. Основным источником загрязнения этого типа на Востоке США, как это видно из табл. 2, являются бытовые и промышленные сточ­ ные воды.

		Таблица 2
Содержание фосфора и азота в сточных водах
Источник загрязнений	Концентрация, мг/л
	N	Р
Бытовые сточные в о д ы .....................................	18—20	3,5—9
Промышленные сточные в о д ы .........................	0—1000	—
Сельскохозяйственные сточные воды:
с пашни..........................................................	1—70	0,05—1,1
с прсчих земель .........................................	0 ,1 - 0 ,5	0,04—0,2
Коммунальные сточные в о д ы .........................	1 — 10	0,1—1,5
Прямое попадание на поверхность водоема .	0,1—2,0	0,01—0,03

Присутствие питательных веществ в воде приводит к чрез­ мерному разрастанию водорослей, потребляющих огромное количество растворенного в воде кислорода, вследствие чего резко ухудшается качество воды. Ускоренному разрастанию водорослей способствует даже такое небольшое количество содержащегося в воде фосфора, как 0,02 мг/л. Вода с чрез­ мерным количеством водорослей приобретает неприятный цвет, вкус и запах (в результате загнивания растительных остат­ ков). Все это значительно ухудшает условия обитания рыб, практически исключает использование вод для отдыха, а так­ же как источник коммунального водоснабжения. Интересно отметить, что способность водорослей поглощать азот и фос­ фор, содержащиеся в воде, используется для очистки вод от этих питательных элементов. Для этого в специальных мел­ ких очистительных водоемах, куда поступают сточные воды, производятся периодические укосы водорослей, увлекающих с. собой большое количество поглощенных ими азота и фос­ фора.

Большую угрозу представляет собой и другая разновид­ ность химического загрязнения — загрязнение водоемов пес­ тицидами, широко распространенное на Востоке США. Обра­

155

ботка химическими препаратами заболоченных земель, лесов, полей губительно сказывается на водоемах, в которые они попадают вместе со стоком. В среднем 60—90% пестицидов уносится с полей в зависимости от способа обработки и метео­ рологических условий. Наибольшую опасность вызывает попа­ дание в водоемы хлорорганических пестицидов. Так, даже малые дозы ДДТ в воде вызывают гибель рыб. В табл. 3

Т а б л и ц а 3

Предельно допустимые нормы содержания ДДТ

Вещество	Вид
ДДТ	P le r o n a r c y s
	C a lif o r n ia !
	D a p h n ia
	p u le x

Предельная

концентрация,

мг/л

19

0,33

Дефолиант	Окунь	2,1
	P te r o n a r c y s	150
	C a lif o r n lc a	26
	D a p h n ia
	p u le x	210
	Форель

приведены предельно допустимые нормы содержания ДДТ и одного из применяемых дефолиантов в воде.

Присутствие пестицидов в водоемах даже в небольших ко­ личествах опасно вследствие их кумулятивной способности. Исследования показали, что ДДТ присутствует в организмах 100% рыб внутренних водоемов, а содержание прочих пести­ цидов встречается в организмах 22—75% рыб внутренних во­ доемов. Самые высокие концентрации ДДТ обнаружены в ор­

ганизме рыб в р. Делавэр — 45,27 мг на 1	г веса рыбы, что
в 9 раз выше допустимого уровня. Более 5	мг ДДТ на 1 г

веса рыбы обнаружено в организмах рыб рек Аппалачикола, Гудзон, Томбигби. Накапливаясь в живых организмах, пести­ циды оказывают на них пагубное воздействие. Так, в штате Северная Каролина в 1969 г. было зарегистрировано несколь­ ко смертельных случаев, вызванных накоплением в организ­ мах людей паратиона, одного из инсектицидов, применяемых в настоящее время вместо ДДТ. Об опасности чрезвычайного распространения загрязненных пестицидами вод можно судить хотя бы из того, что ежегодно из воды в организм человека поступает до 10 мг этих веществ [7].

Химическое загрязнение вод происходит в результате сбро­ са в реки сточных вод химической, красильной, нефтеперера­ батывающей, горной и ряда других отраслей промышленно­ сти. Сточные воды с заводов синтетического каучука, напри­

156

мер, содержат до 124 мг/л растворенных веществ, а сточные воды пищевой промышленности — до 1600 мг/л [2]. Широко распространено загрязнение рек района сточными водами с карьеров и шахт. Особенно выделяется район Аппалачей, на долю которого приходится более 75% всех случаев этого за­ грязнения водоемов. В результате загрязнения рек кислыми водами с шахт, рудников и т. п. реакция вод в некоторых во­ доемах района падает (pH 2), делая их непригодными для жизни рыб. В среднем в год в реки этого района поступает 4 млн. т кислот, из которых лишь половина может быть ней­ трализована естественным путем. Только в 1967 г. в резуль­ тате огромного кислотного загрязнения рек района погибло более 1 млн. рыб. Средняя кислотность (pH) вод р. Монон­ гахелы в районе Питтсбурга и ниже по течению составляет, по данным американских ученых '[7], 5, 4 и менее на протяже­ нии трех месяцев в году, в то время как предельно допусти­ мая минимальная кислотность, переносимая рыбами, равна 6. Очевидно, что воды, загрязненные кислотным стоком с шахт, непригодны для рекреационного, а в ряде случаев и для про­ мышленного использования2.

В результате сброса сточных вод в реки многие поступаю­ щие даже в небольших количествах в воды химические ве­ щества губительно влияют на живые организмы водоемов. Водяной лютик (Ranunculus acquatilis), например, погибает в воде, содержащей 1 мг/л детергента, а рдесты (Potamogeion) выдерживают концентрации не более 2,5 мг/л, в то вре­ мя как в большинстве рек штата Нью-Йорк эта концентрация выросла до 32 мг/л. Даже низкие концентрации цианидов и медных солей в воде (0,2—0,3 мг/л) летальны для большин­ ства рыб. Воды с большим содержанием этих солей непригод­ ны для питьевых целей и пищевой промышленности.

Механическое загрязнение вод является прежде всего ре­ зультатом всех видов эрозии. На индустриальном Востоке США основным источником загрязнения этого типа является не сельское хозяйство, а промышленность и строительство. Так, в штате Мэриленд снос илистых частиц с городских строительных площадок в 2—200 раз превышает количество сносимого с сельскохозяйственных угодий илистого материала [2]. Из 2,5 мг/л твердых наносов, выносимых ежегодно в эс­ туарий рекой Потомак (одной из крупнейших рек.на Востоке США), дренирующей огромную площадь в штатах Мэриленд, Пенсильвания, Вирджиния, Западная Вирджиния и округе Колумбия, 25% поступает со строительных площадок. Меха­ ническое загрязнение во много раз увеличивает мутность вод, делая затруднительным использование их во многих сферах

2 Допустимые значения pH для промышленного использования вод —

4—6,5.

157

хозяйства. С дальнейшим развитием промышленности и строи­ тельства в районе неуклонно возрастает и мутность рек. Так, за 10 лет (1954—1965) мутность р. Пассанк увеличилась бо­ лее чем в 2 раза, причем и в этом случае основным источни­ ком загрязнения явилось городское строительство. Механиче­ ское загрязнение приводит к заилению водохранилищ, пре­ пятствует судоходству, значительно удорожает стоимость во­ ды, требуя дополнительной очистки для его устранения.

Чрезвычайно сильно сказывается на состоянии водоемов Востока США биологическое загрязнение вод. Биологическое загрязнение в неочищенных коммунальных сточных водах района, сбрасываемых в реки, равно 100—400 мг/л БП К 3 и даже доходит до 75 000 мг/л, в то время как нормальная БПК в естественных водоемах не превышает 4 мг/л. Для разложе­ ния биологических отходов анаэробными бактериями требует­ ся большое количество кислорода, поэтому перегрузка рек биологическими стоками приводит к полному исчезновению кислорода из воды, что пагубно влияет на ее обитателей, а также отравляет воду продуктами разложения в анаэробной среде. Основным источником биологического загрязнения вод на Востоке США являются сточные воды различных отраслей промышленности (табл. 4).

	Т а б л и ц а 4
БПК ряда отраслей промышленности
Отрасль	ВПК, мг/л
Пивоварение...........................................................	1 200
Спиртовое производство ........................................	15 000—50 000
Мясная промышленность.....................................	3 100
Молочная промышленность.................................	2 550
Производство синтетического к а у ч у к а ...............	1 550
Производство хлопчатобумажных тканей . . . .	123
Производство бутадиена.........................................	2 550

Если считать, что примерно половина всех сточных вод проходит в какой-то мере очистку и в реках подвергается сильному разбавлению, БПК сточных вод все же превышает во много раз допустимые нормы. В связи с дальнейшим рос­ том населения и промышленности на Востоке США БПК, по прогнозам американских ученых, также будет непрерывно расти, что может полностью исключить возможность исполь­ зования вод многих водоемов района.

3 БПК — биологическая потребность в кислороде, т. е. количество кислорода, необходимого для окисления содержащегося в воде органиче­ ского вещества. Определяется как количество кислорода, поглощаемого водой в течение 5 дней при температуре 18°.

158

Помимо обеднения воды кислородом биологические отхо­ ды опасны как-источник многих инфекций. Во многих реках США содержание кишечной палочки4 превышает 200 000 на 100 мл. В водах р. Скулкилл содержится до 54 300 палочек коли на 100 мл, в р. Делавэр — до 171 000, что более чем в 100 раз превышает допустимое содержание ее в сырой воде, равное 5000—2000 на 100 мл [6]. Распространенными источ­ никами биологического загрязнения в районе кроме приведен­ ных в табл. 4 отраслей промышленности являются бытовые сточные воды, а также сточные воды животноводческих ферм.

Одним из самых опасных для здоровья людей, для живот­ ных и растений является радиоактивное загрязнение вод, воз­ никающее главным образом в результате нарушения правил обращения с радиоактивными элементами и правил их захо­ ронения. На Востоке США этот вид загрязнения вод особен­ но характерен для районов бассейна р. Огайо, где расположе­ но много заводов по выработке ядерного горючего (города Окридж, Падьюка), сбрасывающих недостаточно очищенные воды в реки Огайо и Теннеси. Концентрации радиоактивных веществ в них, как правило, не превышают допустимых вели­ чин, но все же выше естественной радиоактивности вод этого района. Учитывая длительный период распада радиоактивных элементов и способность некоторых живых организмов к их аккумуляции, следует предполагать, что в будущем эта проб­ лема станет одной из самых серьезных проблем, связанных с загрязнением вод в районе.

Термическое загрязнение вод Востока США, в отличие от радиоактивного, уже в настоящее время представляет пробле­ му первоочередной важности. Тепловое загрязнение является результатом использования вод для охлаждения на ТЭС, для кондиционирования воздуха и т. д. В результате повышения температуры воды резко изменяются экологические условия в водоемах: повышается ВПК (потребление кислорода водны­ ми организмами, например, удваивается при повышении тем­ пературы на 5,5°), усиливается рост водорослей (в два раза при повышении температуры на 11°) 56и т. д. Наиболее чув­ ствительны к изменению температуры рыбы, у которых в ре­ зультате термического загрязнения нарушаются сроки нерес­ та, повышается чувствительность к растворенным в воде ядо­ витым веществам, усиливается восприимчивость ко многим заболеваниям, что в конечном итоге вызывает их гибель.

Температуры более 32° летальны для многих видов рыб (для лососевых — даже 24°). В результате термального за­

4 Кишечная палочка (E sch erich ia C o li) не являясь патогенной, служит индикатором возможного присутствия в воде болезнетворных микроорга­

низмов.

6 Такие колебания температуры наблюдаются, например, на р. Коннек­ тикут в штате Вермонт.

159

грязнения из водоемов исчезают многие ценные виды рыб. Так, уже более чем в 50% водоемов штата Пенсильвания полностью исчезла форель. Рост термического загрязнения вод предсказывается американскими учеными и в будущем, так как он находится.в зависимости от темпов роста уровня жизни и развития техники в районе.

Итак, масштабы загрязнения вод на Востоке США огром­ ны. Используемые методы очистки (дистилляция, электродиа­ лиз, сорбция, ионный обмен, вымораживание, анаэробная де­ нитрификация, очистка фильтрованием, водорослями и т. д.) обеспечивают устранение загрязнения не более чем на 80— 90% 6.

На поддержание хорошего качества вод расходуются зна­ чительные средства. Существующих очистительных сооруже­ ний (в США их более 8000) уже недостаточно для охраны вод от загрязнения, а в ближайшие 15—20 лет ожидается уве­ личение объема сточных вод примерно в 5 раз.

Очевидно, что уже в настоящее время необходимо отка­ заться от сброса неочищенных сточных вод в реки, так как даже при соблюдении допустимых норм загрязнения проис­ ходит постепенная деградация водоема. В то же время сточ­ ные воды, причиняющие огромный вред рекам и озерам, мо­ гут успешно использоваться для орошения. Например, город­ ские сточные воды содержат 50 г/см3 азота, 10 г/м3 фосфора, 30 г/м3 калия, 100 г/м3 кальция и магния. При норме ороше­ ния 4000 м3/га один гектар получает удобрений, эквивалент­ ных 1,5 т/га минеральных удобрений или 40—50 т/га навоза (по содержанию азота).

Очень эффективными в борьбе с загрязнением вод явля­ ются такие меры, как введение замкнутых циклов использо­ вания воды в промышленности, на ТЭС, противоэрозионные мероприятия на строительных площадках городов и на сель­ скохозяйственных землях и т. д. Однако для решения этого вопроса необходимо осуществление постоянного централизо­ ванного контроля за использованием и охраной водных ре­ сурсов. Таким образом, решение технических аспектов проб­ лемы загрязнения зависит от решения социально-экономиче­ ских проблем.

		Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Л а н д с б е р г	Г. Г.,	Ф и ш м а н Л. Л., Ф и ш е р Г.			Е. Ресурсы
СШ А в будущем. М.,	«Прогресс»,		1965.	1	Water De­
2. A c k e r m a n	A. J.,	L ö F	Е. D.	Technology in American

velopment. N. Y., 1959.1

6 Каждый неочищенный сбрасываемый в реки кубический метр сточ­

ных вод загрязняет 50— 60 м3 чистой воды.

160

3. C h r i s t W.	Water Pollution in International law. «Aspects			of Water
Pollution Control», 1962, No. 13.			problem	of	excess
4. F e r g u s o n	F. L.	A nonmiopic approach to the
alga growths. «Environmental Science Technology», 1968, No. 2.					1967.
5. P a r t r i d g e E. P.		Water for Industrial Process. Wachington,
6. W a r d J. C.	Coliform Standards for Recreational		Waters. «Sanitary
Devision Proclamation American Society of Civil Engineers». Washington,
1963.			technical	advisory
7. Water Quality Criteria. Report of the national
commuttee to the secretary of State. Washington, 1968.

Л. A. M PI X A FI Л О В A

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ АФРИКИ

Внастоящее время полностью развеяно представление о девственном состоянии природы тропических стран. Тропиче­ ские естественные ландшафты, вовлекавшиеся в сферу произ­ водства человеческого общества на протяжении многих ты­ сячелетий, в обширнейших регионах материков, лежащих между тропиками, уступили место измененным ландшафтам. Этот процесс очень сильно проявился и на африканском мате­ рике. Значительные разрушительные изменения естественных природных комплексов произошли в результате колонизации африканских стран с середины XIX в.

Теперь перед получившими независимость африканскими странами встает задача изучения компонентов и комплексов современных ландшафтов с целью выявления наиболее рацио­ нальных путей использования природных ресурсов для разви­ тия современной экономики и в расчете на возрастающее на­ селение отдельных стран и всего континента.

По предварительным оценкам, к 2000 г. население Африки достигнет 507 млн. человек (против 273 млн. в I960 г.), что поставит ее на 4-е место в мире после Азии (без СССР), Ла­ тинской Америки и зарубежной Европы. В этой связи особое значение изучение природных ресурсов Африки приобретает прежде всего для повышения производства продовольствия, так как основные усилия колонизаторов были направлены на выращивание лишь экспортных культур, насильственно внед­ рявшихся среди местного населения.

Внастоящее время повышение количества и качества про­ довольственных культур и продуктов животноводства — одна из важнейших задач, стоящих перед африканскими народа­ ми. Если предположить, что в ближайшие десятилетия совре­ менный прирост населения составит около 2%, то это потре­ бует годового прироста продовольствия на 3%.

161