хозяйства. Инспекции рыбнадзора и охот надзора следят за сохранностью фауны на суше и в воде.

С 1975 г. в планы развития народного хозяйства страны включен раздел «Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов», содержащий конкретную программу по охране воздушного бассейна, лесных и водных ресурсов, по строительству очистных сооружений и систем оборотного водоснабжения. Акционерные общества и предприятия, потребляющие природные ресурсы и производящие выбросы в окружающую среду, имеют в своем составе отделы и группы, которые планируют мероприятия по охране природы и осуществляют контроль за их выполнением. Согласно «Инструкции о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации» (СНиП 1.02.01-85) проектами должно предусматриваться решение вопросов охраны водоемов, почвы, атмосферного воздуха, рекультивации земель и охраны недр /88/.

Цель данного учебного пособия – углубить знания студентов по геоэкологии и охране окружающей среды и научить применять их на практике, обеспечить внедрение принципов экологизации и геологизации в хозяйственную деятельность.

1 Научные основы геоэкологии

Совершенствование орудий производства позволяет вовлекать в трудовой

13

процесс все большее количество и ассортимент природных ресурсов. Создается иллюзия безграничной власти человека над природой. «Покорение» природы приводит к нарушению ее законов. Последствия бывают почти катастрофическими. Это случалось неоднократно при испытании ядерного оружия, авариях на атомных электростанциях, строительстве целлюлознобумажных комбинатов на Байкале, возведении крупных гидросооружений на Волге и в заливе Кара-Богаз-Гол /118/. Крупные аварии произошли на горнодобывающих предприятиях Березников и Соликамска, на крупных химических производствах в Уфе, Орске и др.. Ущерб от такого «покорения» природы часто несоизмерим с той выгодой, которую ожидали получить. «Людям, которые в Месопотамии, Греции, Малой Азии и в других местах выкорчевывали леса, чтобы получить таким путем пахотную землю, и не снилось, что этим они положили начало нынешнему запустению этих стран, лишив их вместе с лесами центров скопления и сохранения влаги», – писал Ф. Энгельс в «Диалектике природы». И далее: «Какое было дело испанским плантаторам на Кубе, выжигавшим леса на склонах гор и получившим в золе пожара удобрение, которого хватило на одно поколение очень доходных кофейных деревьев, – какое им было дело до того, что тропические ливни потом смывали беззащитный отныне верхний слой почвы, оставляя после себя обнаженные скалы!» /182, с. 496, 498-499/.

Необходимо знать и учитывать закономерности развития природной среды. Любая хозяйственная деятельность представляет собой вмешательство в природу. Прежде чем осуществить такое вмешательство, нужно предвидеть все его последствия, как ближайшие, так и отдаленные, научно обосновать необходимость такого вмешательства.

Под окружающей средой понимается совокупность природных технических и информационно-коммуникационных систем, объектов и факторов, прямо или косвенно влияющих на условия жизни и развития человека и живых организмов. Окружающая среда – это экотоп биосферы-ноосферы или экотопосфера. Окружающая среда включает в себя косную и биокосную составляющие биосферы-ноосферы: атмосферу, гидросферу, педосферу, литосферу и верхнюю часть мантии.

1.1 Основные геоэкологические понятия

Под геологической средой, вслед за Е.М.Сергеевым /23, 170/, мы понимаем верхнюю часть литосферы, находящуюся во взаимодействии с другими внешними оболочками Земли, в которой протекают новые геологические процессы, называемые техногенезом и связанные с хозяйственной деятельностью человека; они существенно изменяют геологический и экологический облик регионов и планеты в целом. Геологическая среда - это экотоп - элемент экосистемы, или часть окружающей среды. Последняя нередко отождествляется с биосферой.

Биосфера – это внешняя оболочка планеты, населённая живыми организмами, с активным проявлением биоценозов, охватывающая поверхность Земли, нижнюю часть атмосферы, гидросферу, педосферу и верхнюю часть литосферы. Живое

14

вещество биоценозов и среда их обитания (биотопы) органически взаимосвязаны и взаимодействуют, формируя целостную биодинамическую геохимическую систему. Биосфера и сама жизнь на Земле возникли в результате закономерного развития нашей планеты и всей солнечной системы. Термин «биосфера» ввел геолог Э. Зюсс (1875). Учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного значения и масштаба, разработал В.И. Вернадский. Биосфера состоит из элементов, которые называют биогеоценозами, по В.Н.Сукачеву (1940), или экосистемами, по А. Тенсли (1935). Биогеоценоз - это элемент биосферы, представляющий собой однородный естественный природный комплекс с определенным составом и механизмом взаимодействия живых (биоценоз) и косных (биотоп - приземный слой атмосферы, почва, солнечная энергия и др.) компонентов. Природный комплекс может быть представлен лесом, лугом, рекой, озером и т.д. Понятие экосистема является отчасти синонимом понятия биогеоценоз, но не совпадает с ним. Экосистема - это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом веществ, энергии и информации. Это понятие менее строгое, чем понятие биогеоценоз. Экосистема - это и капля воды с содержащимися в ней микроорганизмами, пруд, океан, тайга, березовая роща, наконец, биосфера в целом /16, 23, 26, 31, 32/.

Геологическая среда под влиянием естественно-исторических и техногенных процессов взаимодействует с биосферой, гидросферой, педосферой, атмосферой и другими оболочками планеты. Это взаимодействие сопровождается широким спектром как позитивных, так и негативных процессов и явлений, нередко социально опасных (эрозией и засолением почв, песчаными бурями, извержениями вулканов, землетрясениями, оврагообразованием, оползнями, заилением рек и водоемов и т. д.). Многообразию процессов, протекающих в геологической среде, и методам их изучения посвящены работы целой плеяды учёных из школы академика Е.М. Сергеева. Эти работы послужили основой для разработки таких научных направлений, как геоэкология /156, 159/ и экологическая геология /170, 172/.

Под загрязнением окружающей среды понимаются вызванные хозяйственной деятельностью человека (процессами техногенеза) изменения физических, химических и биологических свойств среды, превращающих ее частично или полностью в непригодную для использования /4, 19, 22, 30/. Загрязнение - это антропоцентрическое понятие, оценивающее состояние среды, ее качество с санитарно-гигиенических позиций или по значению параметров, отражающих влияние техногенеза на природную среду. Отклонение параметров качества природной среды от природного фона и санитарно-гигиенических норм в зоне влияния промышленных и сельскохозяйственных предприятий может происходить под воздействием как техногенных, так и естественноисторических процессов. Однако загрязнением мы называем только те отклонения, которые вызваны исключительно техногенезом и техногенными циклами миграции химических элементов. Это понятие не распространяется на естественно-

15

исторические процессы. Например, к механическим загрязнителям относятся металлическая пыль, стружка, опилки, выброшенные бракованные детали и т.д. Химическими загрязнителями являются всевозможные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу и гидросферу и вступающие во взаимодействие с окружающей средой, например, кислоты, щелочи, эмульсии, смазочно-охлаждающие смеси, сернистый газ и т.д. Биологические загрязнители - все виды организмов, появляющиеся при участии человека и наносящие ему вред (бактерии, вирусы, грибки, сине-зеленые водоросли и т.д.). Энергетические загрязнители имеют физическую природу. К ним относятся все виды энергии, теряемой в виде отходов разнообразных производств: тепловая, механическая, ионизирующие излучения, электромагнитные поля, звуковые волны и т.д.

Для количественной характеристики процессов техногенеза можно также использовать параметры технофильности /163, 174/, степень метаморфизации химического состава флюидов и количественные показатели загрязнения окружающей среды: предельно допустимый уровень (ПДУ) или предельно допустимая концентрация (ПДК), предельно допустимые выбросы (ПДВ) или временно согласованные выбросы (ВСВ) /4, 9, 18, 25, 36, 71, 81/. Например, под ПДК понимается максимальная концентрация какого-либо токсичного вещества, при которой не ухудшается здоровье, работоспособность, самочувствие и настроение человека и не наблюдается неблагоприятных наследственных изменений у потомства. Для атмосферного воздуха населенных мест установлены максимально разовые и среднесуточные ПДК. При максимально разовых обнаруживаются рефлекторные реакции у человека, животных, растений (запах, световое ощущение и т.д.) при 20-минутном воздействии вещества. Среднесуточные ПДК не оказывают вредного воздействия на человека, животных, растения при неограниченно длительном контакте. Санитарные нормы качества воздуха (СН 245-71, СанПиН 2.1.6.575-96) устанавливают ПДК вредных веществ для рабочей зоны и для жилых массивов с 70-х годов XX столетия /85/. На территориях санаториев, домов отдыха и городов с населением более 200 тыс. человек загрязнения не должны превышать 0,8 ПДК /76/.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) вредных веществ – это максимальное количество вредных веществ, которое можно выбрасывать в атмосферу, водоем, на почву в единицу времени, чтобы загрязняющие компоненты на границе санитарной зоны не превышали ПДК. Основными источниками загрязнения являются выбросы и отходы различных промышленных производств, образующиеся попутно в результате переработки сырьевых и топливноэнергетических природных ресурсов.

Установлено, что чем крупнее производственные объекты и расположенные рядом с ними населенные пункты, чем продолжительнее период их эксплуатации, тем существеннее преобразование окружающей среды, рельефа территории, грунтов, почв, подземных и поверхностных вод, растительности и пр. Интенсивность загрязнения среды зависит в большей степени от масштабов его проявления и несовершенства технологии и культуры производства, от уровня экологичности планировки, застройки и освоения территории, организации быта

16

и производственной деятельности людей. Объектами экологических исследований являются окружающая среда и процессы, протекающие в ней: техногенные и естественноисторические. Для ограничения масштабов вторжения человека в окружающую среду создаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ) /71, 85/. Эти зоны между промышленным предприятием (автомобильной и железной дорогами) и жилыми или общественными зданиями защищают население от влияния вредных факторов техногенеза (запыленность, загазованность, шум, вибрация и пр.). Жилые массивы размещаются с подветренной стороны от промышленных объектов. Геологическая среда при этом служит биотопом биосферы, который формируется в условиях тесного взаимодействия непрерывно изменяющихся геологических процессов на Земле. В то же время и сама геологическая оболочка Земли формируется под воздействием биосферы. В настоящее время их гармоничное развитие резко нарушено процессами техногенеза и перед человечеством нет другой альтернативы, кроме создания системы мониторинга и ноосферы по В.И.Вернадскому /104/.

Ноосфера - сфера разума, новое состояние биосферы, при котором деятельность человека и нооценоза становится главным, определяющим фактором ее развития. Ноогеоценозы здесь гармонично связаны с биогеоценозами и экотопом, формируя целостную, хорошо геохимически сбалансированную безотходную биодинамическую систему. Идея ноосферы – это идея выживания человечества, вида homo sapiens в условиях все разрастающегося экологического кризиса. Мониторинг – это инструмент перехода к ноосфере, это система наблюдения, контроля, анализа, прогноза качества окружающей среды и управления её состоянием. Система мониторинга призвана, прежде всего, регистрировать техногенные и природные изменения в окружающей среде, используя физико-химические, санитарно-токсикологические, технологические, биосферные и социально-демографические показатели /4/. Анализ совокупной экологической информации должен осуществляться на региональной территориальной основе с учетом эталонных участков, биосферных заповедников и экологических полигонов. Главной составной частью мониторинга является разработка природоохранных мероприятий и включение их в перспективные комплексные планы социально-экономического развития территории, в программы и проекты территориальных комплексных схем охраны природы (ТЕРКСОП). В соответствии с этими планами исследования в зоне влияния предприятий и хозяйств должны включать /4, 115, 166, 171/:

-выявление и регистрацию фактических и потенциальных источников загрязнения среды, установление характера их проявления во времени и в пространстве;

-картирование ареалов и потоков загрязнения в связи с проявлением каждого источника;

-создание и корректирование сети режимных наблюдений для изучения процессов развития загрязнения в пространстве и во времени;

-раскрытие минералого-геохимического и микробиологического механизма развития процессов загрязнения;

-выявление взаимосвязей в развитии процессов загрязнения в почвах,

17