20807

Розвиток продуктивних сил та антропогенний вплив на довкілля

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Наслідком цього стало скорочення окремих життєво важливих ресурсів лісових земельних і водних а також надмірне забруднення довкілля в багатьох регіонах землі. Питома вага різних галузей промисловості й транспорту в загальному обсязі забруднення атмосфери становить у : теплова енергетика 257; чорна металургія 234; нафтовидобувна і нафтохімічна 137; транспорт 116; кольорова металургія 111; гірничодобувна 71; підприємства будівельного комплексу 34; машинобудування 28; інші галузі 12. На всіх його стадіях...

Украинкский

2013-08-01

92.5 KB

30 чел.

Тема 3. Розвиток продуктивних сил
та антропогенний вплив на довкілля

3.1. Методичні вказівки

Наприкінці ХХ ст. збереження середовища проживання людини стало однією з найважливіших проблем людства. Різке загострення екологічних проблем нині властиве більшості країн світу. Його обумовили нинішній рівень науково–технічного прогресу та стрімке збільшення населення на земній кулі, особливо у другій половині ХХ ст. Так, за 19 останніх століть кількість населення зросла лише до 1,7 млрд осіб, тоді як за 1900 — 1997 роки це число збільшилося до 5,6 млрд, тобто в середньому за рік воно зростало на 56 — 57 млн осіб. Науковий прогноз передбачає зростання чисельності населення до 6,0 — 6,2 млрд у 2025 році.

З цієї причини для багатьох країн світу характерним був бурхливий розвиток промислового й сільськогосподарського виробництва, будівництва, транспорту, сфери послуг. Це, своєю чергою, супроводжувалося, по-перше, виникненням великих міст, міських агломерацій і технополісів як середовища проживання людини з якостями, невластивими природному середовищу, а по-друге — вимагало залучення у виробництво додаткової кількості ресурсів. Наслідком цього стало скорочення окремих життєво важливих ресурсів — лісових, земельних і водних, а також надмірне забруднення довкілля в багатьох регіонах землі. До кінця ХХ ст. всі компоненти біосфери зазнали тією чи іншою мірою впливу людини. Сталися помітні зміни в рельєфі, спричинені гірничорудною промисловістю, містобудівництвом, інтенсифікацією сільськогосподарського виробництва. Геоморфологи нерідко вирізняють поряд із природними антропогенні форми рельєфу: кар’єри, відвали, затоки, канали тощо. У ХХ ст. значно посилився вплив людини на клімат. Він обумовлений зростанням міст, інтенсифікацією промислового виробництва. Вчені почали виокремлювати й досліджувати специфічний міський клімат. Після війни у багатьох країнах велося велике гідробудівництво, виникли штучні водосховища, які тепер значною мірою впливають на довкілля. Внаслідок людської діяльності скорочуються природні запаси родючих земель, прісної води, лісових масивів, рослинного і тваринного світу.

Розгляньмо специфіку впливу кожного виду людської діяльності на біосферу в цілому та на її компоненти.

3.1.1. Екологічні проблеми промислового комплексу

Промисловий комплекс за інтенсивністю впливу на довкілля посідає провідне місце. Головними причинами цієї першості є: недосконалі технології виробництва, надмірна концентрація — як територіальна, так і в межах одного підприємства, брак надійних природозахисних споруд. Недосконалість сучасних технологій не дозволяє повністю переробляти мінеральну сировину. Більша частина її повертається в природу у вигляді відходів. За даними деяких учених, готова продукція становить 1 — 2 % від використовуваної сировини, а решта повертається у вигляді відходів до біосфери, забруднюючи її компоненти.

За мірою і характером впливу (згідно з обсягами промислових відходів) вирізняють паливно-енергетичний, металургійний, хіміко-лісовий та будівельний комплекси. Привертає увагу велике надходження в атмосферу викидів газоподібного діоксиду сірки — однієї з найшкідливіших забруднювальних речовин промислового походження, яка в умовах атмосфери перетворюється в сірчану кислоту і служить причиною виникнення кислотних дощів. Розподіл сірки, що викидається в атмосферу, ілюструється наведеними нижче даними по галузях промисловості у світі, %:

енергетика

58,8

переробка вугілля

3,5

кольорова металургія

15,5

очищення нафти

2,1

чорна металургія

9,1

інші галузі

6,0

машинобудування

6,0

Якщо 1950 р. в атмосферу надійшло 70 млн т діоксиду сірки, 1980 р. — 151 млн т, то прогноз на 2000 р. — 280 млн т.

Останнім часом промисловістю і транспортом щорічно викидається понад 200 млн т оксиду вуглецю, понад 50 млн т оксидів азоту, 250 млн т дрібнодисперсних аерозолей.

Питома вага різних галузей промисловості й транспорту в загальному обсязі забруднення атмосфери становить (у %): теплова енергетика — 25,7; чорна металургія — 23,4; нафтовидобувна і нафтохімічна — 13,7; транспорт — 11,6; кольорова металургія — 11,1; гірничодобувна — 7,1; підприємства будівельного комплексу — 3,4; машинобудування — 2,8; інші галузі — 1,2.

Паливно-енергетичний комплекс є найбільшим забруднювачем на Землі не тільки через недосконалі технології та відсутність очищення викидів, а й через надзвичайне поширення його об’єктів. Рівень економіки у ХХ ст. визначився і рівнем споживання палива та електроенергії. Комплекс екологічних проблем виникає і в галузях паливної промисловості, і в електроенергетичних. Так, якщо видобуток вугілля здійснюється підземним способом, то це призводить до утворення великої кількості поверхневих і побіжних порід, шахтних вод тощо. Більша частина твердих відходів складується у відвали, які охоплюють величезні площі, порушуючи природний ландшафт, забруднюючи поверхневі й підземні води. Відвали породи в основному розміщуються поблизу населених пунктів, а це посилює їхній вплив на довкілля. За даними Макіївського інженерно-будівельного інституту відвали вугільних шахт міст Донецька і Макіївки вкрили територію площею понад 900 га. У відвалах цього промислового району накопичено понад 230 млн м3 породи, щорічно додається ще 16 млн  м3 .

Великим забруднювачем є й нафтогазовий комплекс. На всіх його стадіях (видобуток нафти, виділення попутних газів і води, збереження, транспортування, переробка) відбувається забруднення атмосфери, рунтів, водних об’єктів нафтою і нафтопродуктами (фенолом, бензолом, тотуолом, етиловим ефіром тощо). Районам, де здійснюється видобуток нафти, властиве забруднення водойм, оскільки нафта і нафтопродукти можуть знаходитися як у вигляді поверхневої плівки або емульсії, так і в розчиненому вигляді. Наявність у воді цих забруднювачів згубно відбивається на її якості. Негативний вплив нафтопродуктів позначається і на рибному господарстві: навіть незначні домішки нафтопродуктів у водоймах надають рибі неприємного присмаку і запаху, а у великій кількості призводять до її загибелі. Нафтопродукти у водойми надходять в основному під час розливу з нафтосховищ, аварій на нафтопроводах, залізничних перевезень, а також унаслідок гребельного зливу дощовими і талими водами з промислових територій, на яких видобувають і переробляють нафту. Оскільки за термічної обробки вуглеводневих сполук виділяються канцерогенні речовини, нафто- і газопереробні заводи забруднюють ними довкілля за відсутності надійних природозахисних систем.

Енергетичні потужності у світі у другій половині ХХ ст. подвоюються кожні 12 років. Виробництво електроенергії на всіх відомих електроенергетичних об’єктах, а надто на теплових, гідравлічних і атомних електростанціях, спричинило гострі екологічні проблеми на всіх рівнях — і в масштабі Землі в цілому, і в окремих регіонах.

Теплові електростанції нині є найпоширенішими на земній кулі. Здебільшого вони працюють на вугіллі, торфі, горючих сланцях, мазуті, природному газі. Природний газ є відносно найчистішим видом палива. Електростанції, які працюють на ньому, викидають здебільшого оксиди азоту і сірки, а з упровадженням нових технологій спалювання викиди практично відсутні. Майже всі види палива містять сірку: у вугіллі її від 3 до7 % та більше, у нафті — близько 2,5 %, у природному газі — 0,05 %. Забруднення атмосфери тепловою енергетикою нині досягає значних масштабів. Найпоширенішими забруднювачами є оксиди сірки та азоту, дрібнодисперсний пил, чадний і вуглекислий гази. Тільки від спалювання вугілля в різних енергетичних пристроях у довкілля надходить ртуті у 8700 разів, миш’яку — у 125, ванадію — в 50, кадмію — в 40, берилію й цирконію — в 10, олова й ванадію в 4 рази більше, ніж їхня кількість, яка втягується в біологічний кругообіг на Землі за той самий час. Ртуть належить до надзвичайно небезпечних речовин. Вугілля різних родовищ містить від 50 до 500 мг ртуті на кожну тонну. Сучасна електростанція потужністю 1 млн кВт, що працює на вугіллі, спалює за добу близько 1000 т вугілля і викидає до 1 кг ртуті.

Продуктами згорання вугілля, торфу і сланців є також жужіль і зола (в тому числі й летюча), уловлювання, складування і зберігання яких вимагає великих затрат, оскільки з господарського використання вилучаються земельні ресурси. За один день на електростанції потужністю 1 млн кВт утворюється понад 1000 т жужелю й золи, для розміщення яких за висоти відвалу 8 м необхідно щонайменше 1 га на рік.

У тих випадках, коли теплові електростанції використовують низькосортне багатозольне вугілля, для збереження твердих відходів великим ТЕС виділяють до 1 тис. га земель. Сховища часто розміщують на відстані 5 — 6, а то й 10 — 12 км. У районах таких сховищ забруднюються вода, повітря, рунти. Основними компонентами відходів є двоокис кремнію, окис алюмінію, частки палива, що не перегоріли. В окремих районах концентрації ТЕС накопичено мільйони тонн жужелезольних відходів, хоча вони є сировиною для будівельних матеріалів (бетонних блоків, панелей, шляхового покриття, силікатної цегли тощо). За кордоном використання золи й жужелю становить: у США — 20 %, у Великобританії — до 60, у Франції — 72, у Фінляндії — 84 %.

З-поміж негативних наслідків роботи ТЕС на викопному вугільному паливі слід особливо зважати на небезпеку забруднення біосфери радіоактивними речовинами в обсягах, які набагато перевищують можливі радіоактивні викиди за нормальної експлуатації атомних електростанцій. Річ у тім, що після спалювання вугілля в золі, в тому числі і в летючій, залишаються практично всі ізотопи уранорадієвої й торієвої родини, що містяться у вихідному вугіллі. Після згорання вугілля вони виділяються з маси вуглецю, стають досить концентрованими, а тому небезпечнішими. З димом ТЕС часточки золи падають у довкілля. Так, виміри в Уїдес-Крік (США) показали, що в повітрі на відстані до 8 км з підвітряного боку наявні всі довгоіснуючі ізотопи уранорадієвої й торієвої родини.

Гідравлічні електростанції традиційно вважають екологічно чистими. Проте будівництво дамб на річці обумовлює зміну властивостей екосистем ріки. З проточної системи ріка перетворюється на ланцюг водосховищ, де змінюються всі фізичні, хімічні, біологічні властивості. Це вже зовсім інша екосистема. Наприклад, на Волзі до будівництва дамб вода пропливала від Рибинська до Волгограда за 50 діб (під час повені — за 30), а після їх спорудження — за 450 — 500 діб, через що водообмін Волги скоротився у 12 разів. Із 150 тисяч приток Волги третина зникла, зменшився стік малих річок у її басейні. Відтак самовідновлювальні властивості Волги зменшилися в десятки разів — вона стала на великому протязі забрудненою водоймою. Донні та зважені наноси, що надходять з басейну ріки і раніше служили добривом для заплавних земель, тепер здебільшого затримуються у водосховищах і відкладаються на дні, забруднюючи воду. До того ж мільйони тонн землі щорічно завалюються з берегів у воду, через що каламутність її збільшується у 100 разів.

Будівництво ГЕС на гірських, бурхливих річках приводить до менших змін в екосистемі ріки. Спорудження ж їх на рівнинах, та ще й на великих річках породжує цілий ряд як економічних, так і екологічних проблем. Часто економічні збитки від вилучення земель на багато років із сільськогосподарського виробництва в десятки разів перевищують прибутки від виробництва електроенергії електростанцією. Значних економічних збитків зазнає і рибне господарство річки. На мілководних ділянках розмножується велика кількість паразитів риби (гельмінти та ін.); руйнуються нерестилища. Під час нересту гине сила-силенна риби, особливо коли на дамбах відсутні рибопропускні пристрої або їхня потужність недостатня. На Волзі, наприклад, учені зафіксували масову загибель риби через зміни рівнів води у водосховищах.

Лише на Дніпрі п’ять штучних водосховищ затопили 700 тис. га земель, на Волзі 14 водосховищ — 3,5 млн га. Крім прямого затоплення земель, де пропали не тільки луки, але й рілля, і лісові площі, постійно підтоплені та зруйновані від переформування берегів землі, а також площі, вилучені для розміщення знесених населених об’єктів. Уздовж дніпровських берегів, за розрахунками гідробіологів, підтоплюється понад 750 тис. га, в тому числі понад 440 тис. га — це постійно підтоплені чорноземи. Змінюється вся структура підземної частини гідросфери, її рунтових вод. Разом із сезонними та багаторічними змінами рівня води у водосховищах коливається і рівень підземних вод. Підпора рунтових вод простягається від десятків метрів до кількох кілометрів від берегів усієї акваторії водосховища. А тому в надзвичайних умовах перебуває і вся земля навколо водосховища через підтоплення, осушення, промерзання, зсуви тощо. За розрахунками вчених, кубічні кілометри води просочуються й випаровуються з поверхні водосховищ. Це не тільки призводить до підвищення вологості повітря у прилеглих до регіону населених пунктах, а й обумовлює дефіцит води.

У штучних водосховищах складаються сприятливі умови для явища, що його вчені назвали «біологічним вибухом». Це — інтенсивне поширення одноклітинної синьо-зеленої водорості через те, що третина площі штучних водосховищ має глибину меншу, ніж 2 м. У невеликій товщі води над родючими угіддями, багатими на органічні речовини, утворюється величезна кількість організмів. Вони швидко відмирають, спливаючи на поверхні водосховищ величезними полями гниючих біологічних решток, і забирають із води кисень, що призводить до масової загибелі іхтіофауни. У воді штучних морів, забрудненій стічними промисловими водами, а також водою, що стікає з полів разом із хімічними добривами та отрутохімікатами, виникають умови, сприятливі для змін якості синьо-зелених водоростей — вони можуть набути властивостей, небезпечних для життя людини. Влітку водосховища через це втрачають свої рекреаційні якості.

Отже, гідравлічні електростанції не можуть бути альтернативою тепловим.

Які ж особливості характерні для атомної енергетики? Приблизно 1/4 усіх країн світу має на своїй території атомні реактори. Всього їх у світі експлуатується близько 400, до того ж приблизно в 10 країнах зосереджено 90 % загальної їх потужності. Серед цих країн Франція, де АЕС виробляють понад 71 % електроенергії, Швеція (12), Німеччина (31), Японія (23), Великобританія (19), США (16), Канада (13), Україна (20). Після катастрофи на ЧАЕС у ставленні країн до ядерної енергетики сталися значні зміни. Китай, Німеччина, Франція, Великобританія, США в основному зберегли свою політику, спрямовану на розвиток ядерної енергетики. Деякі країни обрали вичікувальну позицію — Австралія, Австрія, Данія, Люксембург, Норвегія, Швеція, тоді як ряд держав зовсім відмовилися від них (Фінляндія, Італія, Швейцарія, Нідерланди та ін.).

Проблеми атомної енергетики обумовлені насамперед надійністю роботи енергоблоку. Ймовірні оцінки ризику руйнування блока АЕС, що могло б привести до радіоактивних виділень у легководних реакторах західного типу, були проведені 1975 р. Ядерною контрольною комісією США. Оцінки показали, що наймасштабніше виділення внаслідок руйнації оболонки реактора може статися один раз на мільйон років експлуатації реакторів. Аналізи, проведені після аварій на Трі-Майл-Айленд (США) і Чорнобильській АЕС, де використовувалися зовсім різні типи реакторів, показали, що ці аварії сталися через дві й чотири тисячі реакторів-років відповідно. Проте аварії на Трі-Майл-Айленд та Чорнобильській АЕС показали, що ризик є і ця проблема заслуговує на увагу. В Україні переважають реактори типу ВВЕР-440, ВВЕР-1000 і РБМК. У 1986 р. у Відні на нараді експертів МАГАТЕ відзначалося, що за міжнародним стандартом реактори РБМК із 19 обов’язкових параметрів відповідають тільки одному.

У кожному 1000-мегаватному реакторі міститься стільки радіоактивного матеріалу, скільки могло б утворитися після вибуху тисячі бомб, подібних до хіросімських. «Проплавлення» (за якого ядерне розплавлене паливо, а також залізобетонні конструкції, що його оточують, перегріваються і плавляться) може викинути радіоактивний вміст реактора в атмосферу, позбавивши при цьому життя понад 50 тис. людей і забруднивши тисячі квадратних миль землі.

Під час ядерної катастрофи на ЧАЕС 25 квітня 1986 р. стався найбільший радіоактивний вибух, еквівалентний викидові після великого атомного вибуху. Навіть у радіусі понад 1500 км у деяких регіонах радіоактивні опади перевищили рівень, зафіксований під час атмосферних випробувань ядерної зброї. Попри те, що під час аварії загинув тільки 31 чоловік, віддалені наслідки чорнобильської катастрофи дадуться взнаки приблизно 28 тис. випадків ракових захворювань у всьому світі, причому половина з них — поза межами України, Білорусі та Росії. В усьому світі понад 700 млн осіб живуть у радіусі 160 км від ядерних станцій.

Кожний ядерний реактор виробляє приблизно 215 — 230 кг плутонію. Період його напіврозпаду — 24 000 років. У природних умовах він існує в дуже незначних концентраціях. Це одна з найбільш небезпечних для живого організму токсичних речовин: поглинання одного його мікрограма може виявитися смертельним. Крім того, це основна речовина для виробництва атомних бомб. Кожний реактор виробляє його в такій кількості, що її достатньо для виробництва 40 бомб.

Не можна не брати до уваги забруднення біосфери малими дозами радіації. Щодоби з реактора просочуються канцерогенні та мутагенні матеріали. Вони підвищують фоновий рівень радіації, вплив її здійснюється постійно, збільшуючи ризик появи ракових і генетичних захворювань.

З усіх живих істот на Землі людина найбільш чутлива до канцерогенного впливу радіації. Механізм, через який радіація спричинює рак, остаточно не вивчено. А втім, ось що пише австралійська лікарка Гелен Келдікотт у книзі «Ядерне безумство»: «Гени контролюють процеси клітин, і, певне, у кожній клітині є регуляторні гени, які контролюють швидкість поділу клітини. Якщо наше тіло підпадає під гамма-опромінення ззовні, або ми вдихаємо в легені частинку радіоактивної речовини і один із атомів випромінює альфа та бета-частинку, — то це опромінення може зачепити регуляторний ген і хімічно пошкодити його, іноді вбиваючи клітину, іноді залишаючи її живою. Клітина, що вижила, продовжує функціонувати, поки, одного разу, через 5 — 40 років після цього (тобто після прихованого періоду канцерогенезу) замість того, щоб розділитися на нові клітини, вона немов божеволіє та утворює мільярди подібних пошкоджень клітин. Цей тип росту, що призводить до утворення пухлини, називається раком. Крім провокації раку, радіація спричинює також генетичні мутації — різку зміну спадкових характеристик організму Сьогодні майже всі генетики сходяться на думці, що немає такої низької дози радіації, яка не обумовила б мутації. Отже, вважається, що навіть незначний фоновий рівень радіації має генетичні наслідки».

Атомна енергетика та виробництво ядерної зброї — два основні джерела радіаційного забруднення. Вони ведуть до утворення сотень радіоактивних елементів, що починають забруднювати харчові ланцюги. Радіоактивний матеріал потрапляє до рік, озер, океанів, де його поглинають риби, вводячи у свої біохімічні системи, підвищуючи його концентрацію у своїх тілах в тисячу разів. Забруднена вода і рунт усмоктується рослинами, концентруючи в них токсичні речовини. Це, своєю чергою, призводить до забруднення молока і м’яса, оскільки забрудненою травою живиться худоба.

Важливою проблемою атомної енергетики є поховання радіоактивних відходів. Кожний реактор виробляє тисячі тонн таких відходів, деякі з них лишаються небезпечними впродовж 500 тис. років. Кожна АЕС рано чи пізно сама перетворюється на радіоактивні відходи: вік її експлуатації — 20 — 30 років, бо вона стає надто радіоактивною для того, щоб продовжувати її експлуатацію або ремонтувати. Після цього її необхідно демонтувати і складові заховати, або ж поховати весь комплекс під тоннами землі та бетону, перетворивши на радіоактивний мавзолей на сотні тисяч років, який, до того ж, вимагає постійного контролю.

За розрахунками академіка А. Яншина, атомна електроенергія втричі дорожча за газову і вдвічі — за вугільну. Надійність роботи реактора підвищується в разі зведення захисних споруд, але вартість електроенергії тоді різко зростає.

Який же вихід? По-перше, існують технології, що вже застосовуються у США й Німеччині, «чистої» вугільної енергетики, які дозволяють відчутно зменшити викиди в біосферу. По-друге, і на майбутнє це є головним напрямом — розвиток енергії сонця, вітру, океану, і врешті-решт — енергії, якою виповнено Космос.

Металургійний комплекс є одним із найбільших забруднювачів біосфери в багатьох країнах світу, а в Україні його розвиток зумовив різке загострення екологічної ситуації в трьох районах — Донбасі, Придніпров’ї та Приазов’ї.

Металургійні комбінати з повним циклом — це фактично міста, простерті на десятки кілометрів. Копальні й підприємства чорної металургії охоплюють величезні площі земельних угідь, використовують мільярди кубічних метрів кисню.

На підприємства чорної металургії припадає близько 15 % всіх промислових викидів в атмосферу пилу, 8 — 10 % викидів діоксиду сірки, 10 — 15 % загального обсягу споживання води. До цього слід додати величезну кількість твердих відходів (шлаків, шламів тощо).

Сучасний металургійний завод на 1 млн т виплавленої сталі викидає в довкілля: 800 тис. т шлаків, 100 тис. т пилу, 30 тис. т окислу вуглецю, 8 тис. т двоокису сірки, 50 тис. т флористого водню, 3 тис. т окислів азоту.

Основна кількість виробничих відходів уловлюється, утилізується й переробляється. Коефіцієнт уловлювання пилу становить у середньому 85 — 87%, коефіцієнт знешкодження оксиду вуглецю — понад 90 %, коефіцієнт уловлювання сірчаного ангідриду — 8 — 9 %.

Нині найважливішим напрямом науково-технічного прогресу є створення і впровадження маловідходних технологій, які дозволяють не лише зменшити забруднення довкілля, а й підвищити ефективність металургійного виробництва. Так, флотаційні відходи збагачення вугілля можуть бути використані для виробництва силікатної цегли. Основним споживачем доменних шлаків є цементна промисловість. Крім того, вони служать сировиною для виробництва бетону, в будівництві автошляхів, для залізничного насипу тощо.

Кольорова металургія створює більше проблем з організації безвідходного виробництва, оскільки в галузі спостерігається великий вихід відходів на одиницю продукції: у більшості галузей на 1 т металу витрачається 100 — 200 т руди (іноді навіть тисячі тонн). Відходи часто відзначаються великою токсичністю, позаяк містять сполуки сірки, миш’яку, сурми, селену, телуру тощо. В ряді випадків токсичними є і залишкові кольорові метали: свинець, цинк, мідь, кадмій, ртуть. Головним забруднювачем атмосфери у виробництві цинку, нікелю та міді є діоксид сірки. Якщо він не утилізується як сировина для виробництва сірчаної кислоти, забруднення атмосфери стає вагомим чинником виникнення в районі виробництва зони екологічного лиха. Великі проблеми створюють і скиди стічних вод: у них спостерігається висока концентрація хлору, за виробництва нікелю — сульфату і хлориду натрію.

Під час електролітичного виробництва металевого алюмінію за традиційною технологією — високотемпературним електролізом гідроокису алюмінію — утворюються як газоподібні, так і тверді відходи, які містять фтор і фтористі сполуки, що згубно впливають на тканину кісток і зубів.

З огляду на специфічний склад шлаків кольорової металургії одним із найперспективніших напрямів у вирішенні проблем їх використання є принцип комплексної переробки, що має три стадії: 1) попереднє вилучення кольорових і рідкісних металів; 2) вилучення заліза; 3) використання силікатних залишків шлаків для виробництва будівельних матеріалів.

Хімічна промисловість теж є джерелом істотного забруднення довкілля, поступаючись у цьому аспекті перед паливною енергетикою, металургійним комплексом і автомобільним транспортом.

Номенклатура продукції, що її випускає хімічна промисловість розвинених країн, є вельми різноманітною. У світі використовується понад 300 тис. т хімічних речовин і щорічно до них додається 1 — 2 тис. нових. 50 речовин виробляються в кількостях, що перевищують 1 млн т на рік, а 1500 речовин — 500 т на рік. Донині в довкілля надійшло близько 3 млн нових речовин і сполук, які не властиві біосфері; серед них є надзвичайно шкідливі для нормального функціонування живої клітини.

Хімічна промисловість належить до галузей, які споживають велику кількість сировини, води та енергії. Вона вирізняється складними багатостадійними процесами. Під час виробництва утворюється велика кількість побічної продукції, яка поки що не завжди може бути використана як вторинні ресурси, а накопичується у вигляді відходів. У багатьох випадках відходи вимагають повного знищення через їхню надмірну токсичність.

В оснвній хімічній промисловості найбільшу кількість твердих відходів дають виробництва мінеральних добрив і сірчаної кислоти. У виробництві мінеральних добрив головним є переробка фосфоритів та апатитів. У процесі їх збагачення утворюється велика кількість твердих відходів — нефелінових «хвостів» і пилу. Понад 90 % видобутку калійних солей також використовується як мінеральні добрива, а під час їх переробки та збагачення щорічно утворюються мільйони тонн твердих галітових відходів і сотні тисяч тонн глинисто-сольових шлаків. Тверді відходи сірчаної кислоти із сірчаного колчедану — піритні недогарки, пил і шлаки щорічно складуються сотнями тисяч тонн.

У виробництві органічних продуктів і виробів на їх основі найбільшою кількістю відходів відзначаються нафтопереробка, нафтохімія та хімія органічного синтезу, виробництво гумових виробів, пластмас та інших полімерних металів. Одним із найпоширеніших відходів є кислі гудрони — смолоподібні в’яжучі речовини, що містять сірчану кислоту, воду та органічні сполуки.

Практично кожне підприємство хімічної промисловості є серйозним забруднювачем довкілля. Так, нафтопереробний завод розсіює викиди основних забруднювачів — вуглеводів у радіусі до 25 км. Завод штучного волокна викидає в атмосферу тисячі тонн метилен-хлориду та ацетону на рік.

Всі хімічні виробництва належать до водоємних. Їх функціонування супроводжується утворенням великої кількості стічних вод із високим вмістом хлорорганічних сполук, кислот і лужних речовин, вуглеводневих сполук. Скидання їх безпосередньо у водойми та міську каналізацію нині заборонено. Тому на території кожного хімічного підприємства чи поблизу нього утворюються великі шламонакопичувачі, ставки-відстійники, де вміст токсичних речовин перевищує 100 гранично допустимих норм, і через це вони — самостійне джерело забруднення довкілля такими речовинами, як солі важких металів, ціаніди, органічні сполуки, які вже за концентрації 0,1 — 1 мг на 1 л спричиняють отруєння мікроорганізмів або гальмують процеси ферментації.

Основним напрямом природоохоронної діяльності в хімічній промисловості є боротьба з забрудненням довкілля способом удосконалення існуючих і розроблення нових технологічних процесів.

3.1.2. Екологічні проблеми агропромислового комплексу

Агропромисловий комплекс (АПК) є одним із найвідчутніших чинників впливу на довкілля. Деякі вчені навіть віддають йому першість за рівнем антропогенного навантаження. Це пов’язано, насамперед, із територіальною поширеністю його ланок, особливо сільськогосподарського виробництва. Крім того, процес відтворення в сільському господарстві тісно пов’язаний з природними процесами. У ХХ ст. вплив АПК на довкілля посилився з інтенсифікацією сільськогосподарського виробництва, а саме: механізацією багатьох процесів, надмірною розораністю території та глибокою оранкою, хімізацією та меліорацією, високою концентрацією виробництва тощо.

В Україні в післявоєнні роки збільшувалися посівні площі, а відтак зростала розораність території. На початку 1992 р. сільськогосподарська освоєність території України досягла 70, а розораність — 55,4 %. У складі сільськогосподарських угідь орні землі нині становлять 79,6  %, тоді як розораність земель у США — 15,8 %, у Великобританії, Франції, Німеччині — 28,1 — 31,8 %. Найвищу сільськогосподарську освоєність мають землі Запорізької, Кіровоградської, Миколаївської областей, Поділля. Висока розораність території та надмірна глибина оранки відвальними плугами за відсутності чи малої кількості лісових полезахисних смуг призводять до інтенсивної вітрової ерозії, до суховіїв.

Таблиця 1

ЗАЛЕЖНІСТЬ СУХОВІЇВ ВІД РОЗОРАНОСТІ ТЕРИТОРІЇ
(на прикладі Ставропольського краю)

Період

Розораність, %

Кількість суховіїв
за період

1871 — 1895

15 — 30

4

1896 —1920

до 40

6

1921 — 1945

45

7

1946 — 1970

70

14

1971 — 1985

82

18

Так, у Луганській області під лісосмуги відведено близько 1,6 % площі орних земель, у Донецькій — 1,7 %. У цих областях через високу розораність майже половина земель потерпає од вітрової та водної ерозії. Суховії повторюються в Донбасі в середньому через 2 — 3 роки.

В. І. Вернадський назвав рунт «біокосним» тілом, вирізнивши в такий спосіб біологічну структуру, що розташована між живою та неживою природою. У кожному грамі рунту — близько 100 млн мікроорганізмів. У рунті неперервно відбуваються процеси обміну, здійснюється один із найскладніших кругообігів речовин. 1 см гумусу — найродючішої частини рунту — формується протягом майже 100 років.

Процес механізації сільськогосподарських робіт, який інтенсивно відбувався у ХХ ст., негативно позначився на якості рунту, його родючості. Парк тракторів в Україні за останні 50 років зріс більш як у 90 разів, автомобілів у сільськогосподарському виробництві — у понад 2000 разів. Сільськогосподарська техніка, що працює на полях України, вирізняється громіздкістю, великою масою і потужністю. Маса наших тракторів і комбайнів досягає 10 — 15 т. За тієї кількості техніки, яка використовується нині, кожний сантиметр ріллі підпадає під дію ходових систем машин щонайменше 2, а в середньому — від 3 до 5 разів на рік.

Це призводить до переущільнення орного і підорного горизонтів. У колії проходження тракторів та іншої техніки вага рунту збільшується на 0,2 — 0,38 г/см3 — в орних землях і в підорних — на 0,05 — 0,20 г/см3, зберігаючись упродовж усього вегетаційного періоду. Через це порушуються водний і повітряний режими, режим живлення рунтів, руйнується їхня структура, важчає механічний склад, у 2 — 10 разів зменшується водопроникність рунту. Це призводить до збільшення поверхне-вого стоку, зниження родючості, а значить і врожаю, на 10 — 30%. Особливо згубно проявляється переущільнення на зрошуваних землях. Утворення штучного підпору води на межі орного і підорного горизонтів веде до порушення режиму рунтових вод і утворення різновидності перезволожених земель — мочарів. Вирішити проблему переущільнення рунтів можна лише комплексно: модернізацією техніки (без неї неможливий процес приватизації землі), зниженням тиску на рунт колісних і гусеничних тракторів, скороченням числа проходів техніки полем.

Одним із напрямів інтенсифікації сільськогосподарського виробництва є хімізація, яка передбачає внесення в рунти як хімічних добрив, так і пестицидів. Цей процес активно відбувався в усіх розвинених країнах світу. Внесення хімічних добрив зумовлено тим, що щорічно разом з урожаєм із рунту виносяться десятки мільйонів тонн поживних речовин: азоту, калію, фосфору та ін., а тому внесення органічних і мінеральних добрив є одним із важливих способів підвищення родючості рунтів.

Необхідність застосування пестицидів — хімічних засобів захисту рослин від дії бур’янів, шкідливих комах, грибкових захворювань викликається масовими спалахами різноманітних шкідників: сільськогосподарському виробництву завдають збитків близько 8 тис. грибків, 10 тис. комах, 2 тис. черви.

Пестициди за способом дії на шкідників поділяються на:

 гербіциди — засоби знищення бур’янів;

 інсектициди — засоби боротьби зі шкідливими комахами;

 нематоциди — засоби знищення черви;

 фунгіциди — засоби боротьби з грибковими та вірусними захворюваннями;

 бактерициди — засоби знищення збудників хвороб;

 дефоліанти — засоби знищення листя.

До класу пестицидів належать і хімічні речовини, які прискорюють чи сповільнюють ріст деяких рослин. В Україні тривалий час в середньому на 1 га вносили близько 2 кг пестицидів (у світі — 300 г). Усього застосовується до 90 найменувань препаратів. Із них 50 % припадає на протравлювачів посівного матеріалу, 22 % — інсектициди, решта — гербіциди й дефоліанти. Найбільша їх кількість вносилася в Криму й на Одещині — в районах рисосіяння і концентрації виноградників і садів.

У сільському господарстві України використовувалося понад 50 найменувань мінеральних виробів, у середньому 125  132 кг на 1 га. Застосування мінеральних добрив і пестицидів дозволяє збільшити врожай, проте має негативні екологічні наслідки: 1) накопичуючись у рослинах, вони харчовими ланцюгами потрапляють до організму людини; 2) забруднюються підземні й поверхневі води; 3) гине флора і фауна; 4) знижується урожайність через загибель мікроорганізмів у рунті.

Особливу проблему становить забруднення природних вод біогенними речовинами, а надто — азотними сполуками. У світі щорічно у довкілля надходить 50 млн т нітратів.

У сільськогосподарських районах України щорічно у водойми та річки змивається в середньому 120 млн т рунту, а це — 240 тис. т азоту, 120 тис. т фосфору, 2,4 млн т калію.

Накопичення токсичних речовин у рослинах залежить від забезпечення їх елементами живлення. Так, нестача у рунті азоту, сірки, бору посилює процес накопичення пестицидів у рослинах. Деякі рослини відзначаються особливою здатністю до цього: так, морква й петрушка легко вбирають із рунту хлорорганічні сполуки.

Пестициди — особливо небезпечні сполуки для живих організмів. Надходячи до організму людини трофічними ланцюгами, вони зумовлюють органічне враження печінки, нирок, знижують імунітет.

Низка проблем виникла і в процесі такого напряму інтенсифікації сільського господарства, як меліорація. Меліорація — це система заходів, пов’язаних із корінним поліпшенням властивостей рунтів і спрямованих на підвищення їхньої родючості. Існує понад 30 видів меліорації. Найпоширенішим серед них є гідромеліорація — зрошення та осушення.

У зрошенні земель роль найактивнішого агента відіграє штучне зволоження рунтів із водного джерела з метою забезпечення рослин вологою. Під час осушення земель надлишок вологи відводиться за межі шару, де розміщуються корені рослин, і в такий спосіб створюються сприятливі умови для їх росту.

Необхідність меліорації земель визначається кліматичними умовами території. Понад 60 % населення Землі проживає в посушливих регіонах, тоді як 20 % — там, де спостерігається надлишок вологи.

Зі зрошенням земель у перші роки урожайність сільськогосподарських культур підвищується у 2 — 3 рази, а вирощування рису чи бавовнику без зрошення взагалі неможливе. За оцінками ФАО (Всесвітньої сільськогосподарської організації) площа зрошувальних земель нині становить 270 млн га.

А втім, тривале зрошення спричинює низку екологічних проблем. Головна з них — це вторинне засолення рунтів, що виникає за надмірного зрошення і високого рівня рунтових вод. Під засолення потрапила майже половина зрошуваних земель світу.

Проводячи широкі меліоративні роботи в степу, необхідно враховувати, що новоутворення рунтових вод тут відбувається значно швидше, ніж, скажімо, в напівпустелях і пустелях. Приблизно за 10 років рівень рунтових вод може досягти критичного стану (1,5 — 2,5 м від поверхні), спричиняючи засолення. Цей процес посилюється в Україні ще й тому, що південні чорноземи і каштанові рунти мають підвищену солонцюватість і лужність на глибині 0,5 — 1 м.

Зрошення чорноземів вимагає особливої обережності. Деякі вчені наполягають на тому, щоби їх зрошувати лише в надто посушливі роки, оскільки зрошення призводить до сильного ущільнення рунтів на глибині 20 — 60 см, погіршуються їхні водно-фізичні властивості, зменшується насиченість киснем до 10 %, а вміст вуглекислоти зростає до 1,5 — 2,7 %.

Крім того, дренажні води, що скидаються з полів, містять велику кількість мінеральних добрив і пестицидів, які забруднюють водойми.

Із зрошенням пов’язана також проблема раціонального використання води. Головним напрямком є підвищення якості зрошувальних систем; для старих систем коефіцієнт корисної дії — 0,25 — 0,35, для нових, збудованих після війни, — 0,8 — 0,9.Тому в старих меліоративних системах на шляху від джерела забору води до поливного поля безцільно втрачаються 60 — 75% води.

Осушення за принциповою основою протилежне зрошенню. Його проводять на перезволожених землях, лісах, болотах із метою включення нових територій у сільськогосподарське виробництво. В Україні осушення проводять в областях Полісся. Але болота — це важливі екосистеми, які є джерелом ягід, лікарських рослин, медоносів, грибів тощо. Якщо взяти до уваги високу розораність території України, то стане очевидним, наскільки важливі болотні луки для збереження рослинного і тваринного світу України.

Через 25 років після початку проведення осушувальних меліорацій земель в Україні виникли небезпечні екологічні зміни водного балансу території та порушення режиму підземних вод, небажані зміни в гідроекологічному режимі з частими катастрофічними повенями, посилилися процеси деградації рунтів і зменшення продуктивності сільськогосподарських угідь.

Уздовж меліоративних систем знижується рівень рунтових вод. Зони впливу меліоративних систем не стабілізуються в часі, а постійно збільшуються, перекриваючи одна одну. Між річками Полісся України не залишилося великих болотних масивів, які підтримували б рівні рунтових вод на сусідніх водоймах, не даючи їм опускатися далеко за межі оптимального залягання.

Зниження рунтових вод призвело до збільшення кількості посушливих днів, зменшення вологості повітря, а це, своєю чергою, обумовило зменшення продуктивної вологи і зниження урожайності в середньому від 20 до 70 %.

На рівнинних міжрічних терасах і заплавах у верхів’ях річок з’явилися пересушені угіддя, що корінним чином змінило склад рослинного світу, призвело до появи суходолів. У літній період рівні рунтових вод опускаються нижче закладених дренажних каналів.

У перші 5 — 10 років від початку експлуатації осушувальних систем навколо них формується зона гідрогеологічного впливу від 900 м до 3 — 5 км. За площею вона у 2 — 3 рази переважає розміри осушувальних систем. Це негативно позначається на витоках річок і струмків. Нині у деяких річок виток починається на 15 — 22 км нижче від попереднього.

Особливо небажаним наслідком великомасштабного осушення є посилення після 10 років інфільтрації живлення підземних вод, що порушує їхні баланс і режим. Збільшуються вихідні токи підземних вод, які виходять на поверхню в ослаблених ділянках земної кори — поблизу озерних улоговин, річкових заплав тощо. Особливо сильне підтоплення сталося в зоні Шацьких озер, де на території, що прилягає до Шацького природного національного парку, понад 10 тис. га угідь через підтоплення були переведені в інші категорії земель.

У багатьох районах Рівненської та Волинської областей внаслідок висхідних токів підземних вод утворилися численні струмки і річки. Осушувальні системи вже не в змозі відвести надлишок води, розвиваються вторинне перезволоження й заболочення.

У зоні Полісся зникли річки, що живилися рунтовими водами, тоді як річки, що живляться підземними водами, збільшили свою водність.

Випрямлення малих річок на Поліссі супроводжується частими катастрофічними повенями, які призводять до змиву й розмиву рунтів, підтоплення й заболочення ряду меліоративних систем, руйнування берегів.

Зниження рівня рунтових вод та зміна у зв’язку з цим відміток місцевих базисів посилила ерозію земель (змивання рунтів, вітрова ерозія тощо).

На рівнинних торфосховищах через зниження вологи виділяється велика кількість тепла, спричиняючи самозапалювання. Ось чому в областях Українського Полісся недобір урожаю на прилеглих до осушувальних систем суходолах становить не менш як 25 %, а вплив осушувальних систем сягає на 2 — 2,5 км, тобто перевищує площу осушеного болота; відтак отримана на осушеній площі продукція практично дорівнює недоборові на прилеглих землях. Тому вчені ставлять питання про повернення рунтів, де погіршилась якість, у попередній болотний режим і радять використати досвід інших країн, зокрема Нідерландів, де осушення боліт визнано нерентабельним, і багато з них повертаються в попереднє становище. У ряді країн осушення боліт як цінних екосистем заборонено законодавством.

Ще один напрям взаємодії АПК з довкіллям — це вивіз родючої частини рунту разом з урожаєм. В Україні корені цукрових буряків, що надходять на переробку, містять у загальній масі 15 — 16 % рунту. Повернення накопиченого на цукрових заводах рунту — один з важливих напрямків раціонального використання земель у сільському господарстві.

Серйозні проблеми виникають і через функціонування тваринницьких комплексів. В Україні — близько 45 тис. ферм і комплексів тваринництва. Це зумовлює річний вихід гною близько 900 млн м3; у ньому міститься до 1,5 млн т азоту, не менш як 10 % його надходить у природні водойми.

Особливої уваги потребують великі тваринницькі комплекси, де поголів’я свиней становить від 12 тис. до 108 тис., а молодняка великої рогатої худоби — до 10 тис. Їх розміщення тяжіє до Правобережного Лісостепу, де високий рівень концентрації виробництва, до Полісся і Карпат, де вони сформувалися на основі природних кормових угідь. Великі тваринницькі комплекси нині тяжіють до великих міст і промислових центрів. Найбільші з них концентрують до 108 тис. голів свиней — це Калитянський у Київській області й Чугуївський (с. Гракове) в Харківській, Кременський — у Луганській, Вуглегірський — у Донецькій та Апостолівський у Дніпропетровській.

Технологія утримання худоби на тваринницьких комплексах — переважно безпідстилкова, бо солома йде на корм худобі. Очисні споруди або зовсім відсутні, або неспроможні переробити й раціонально використати великий обсяг гною, особливо рідкої консистенції. Гідравлічний спосіб видалення гною з ферми переважає, але поблизу них доводиться створювати спеціальні відстійники, а вони також є серйозними забруднювачами довкілля.

Створення великих тваринницьких комплексів не виправдане і з економічного боку. Через обмежені можливості кормозабезпечення не освоюються виробничі потужності. Інтенсивне використання кормових угідь навколо таких комплексів призводить до різкого зниження їхньої продуктивності аж до повної деградації.

Не уникла екологічних проблем і переробна ланка АПК. Велика кількість переробних підприємств цукрової, молочної, м’ясної, олійної, овочепромислової промисловості позбавлена елементарних очисних споруд. Устаткування й технологія — застарілі. Значне поширення їх територією України веде до забруднення атмосфери, малих річок, озер, куди скидаються відходи.

3.1.3. Транспорт і раціональне природокористування

Транспорт як галузь народного господарства — один із наймогутніших чинників антропогенного впливу на довкілля. Деякі види цього впливу, насамперед забруднення повітря і підвищення рівня шуму, належать до найсерйозніших техногенних навантажень на компоненти довкілля окремих регіонів, особливо великих міст.

Екологічні проблеми, що виникли у зв’язку з функціонуванням транспортної системи в Україні, є наслідком діяльності не лише окремих видів транспорту, а й інших галузей народного господарства. Це, передовсім, структура та існуючі конструкції транспортних засобів, покриття і якість експлуатації шляхів тощо.

Транспорт зумовлює ряд проблем, що їх умовно можна об’єднати в кілька груп (за основними напрямами взаємодії з довкіллям): 1) транспорт — великий споживач палива; 2) транспорт — джерело забруднення довкілля; 3) транспорт — одне із джерел шуму; 4) транспорт вилучає сільськогосподарські угіддя під шляхи і стаціонарні споруди; 5) транспорт є причиною травмованості та смерті людей і тварин.

Розгляньмо специфіку кожного напрямку.

Транспорт в Україні є одним із основних споживачів палива. За енергоємністю окремі види палива неоднакові. Так, на перевезення одного пасажира на 1 км шляху літак витрачає 6397, 4 Дж, легковий автомобіль — 2986, 4, поїзд — 1121,1, автобус — 766 Дж.

Основний споживач палива в усьому світі — автомобільний транспорт. В Україні переважають вантажні автомобілі з бензиновими двигунами (понад 85 %), дизельних — близько 13 %, а газобалонних — менш як 1,5 %. У структурі вантажного парку м. Києва газобалонним автомобілям належить 5,5 %, бензиновим — 77,6 %.

Коефіцієнт корисної дії бензинових двигунів внутрішнього згорання низький — 27 — 28 %. Тому для підвищення октанового числа до бензину в Україні додають свинець. Етиловий бензин ще й досі переважає, а раніше його частка сягала 70 %. Свинець у бензині не лише забруднює довкілля, а й знижує функцію каталізаторів, що їх застосовують для знешкодження токсичних продуктів згорання палива у двигунах автомобіля. Через це країни з високим рівнем автомобілізації реалізують програми, спрямовані на виведення з експлуатації автомобілів з антидетоксаторами, що містять свинець. Використання такого бензину заборонено у США, Канаді, Японії, Австралії. У 90-х роках етиловий бензин виходить з ужитку і в країнах Західної Європи.

Використання природного газу як палива дещо зменшує вміст токсичних компонентів у продуктах згорання. У багатьох країнах проводились експерименти використання альтернативних видів палива: водню (а втім, його виробництво є надзвичайно енергоємним), вугільних суспензій, аміаку, олії, гідразину та ін., але в Україні немає бази для їх впровадження.

Значним споживачем палива та енергії є залізничний транспорт. Домінування тепловозної тяги на залізницях України (майже 2/3 колій не електрофіковано) спричинює забруднення довкілля відпрацьованими газами дизельних двигунів.

Забруднення транспортом довкілля відбувається через викиди в атмосферу продуктів згорання палива, вивітрювання сипучих вантажів під час транспортування, випаровування нафтопродуктів. Так, за перевезення нафтових вантажів залізничним транспортом в атмосферу надходить така кількість вуглеводних сполук, яка вдвічі перевищує їх викиди автомобілями.

Найбільшим забруднювачем довкілля є автомобільний транспорт — в окремих містах його питома вага у загальному забрудненні перевищує 50 %. Сучасний автомобіль викидає понад 200 токсичних речовин — серед них окисли вуглецю, сірки, азоту, свинець і його сполуки, бензопірен тощо. На автомобільний транспорт припадає 55 % вуглеводневих сполук, 47 % окису вуглецю, 98,6 % окислів азоту від загальної кількості цих речовин, що надходять в атмосферу України. Концентрація токсичних речовин значною мірою залежить від технічного стану автомобіля, швидкості його руху і строку експлуатації. Так, навіть незначні порушення в роботі системи запалення можуть у 10 разів збільшити кількість вуглеводневих сполук, що викидаються в атмосферу. Порушення в роботі карбюратора чи системи впорскування палива призводять до збільшення удвічі вмісту у викидах окису вуглецю.

Дослідження показують, що найменше окису вуглецю викидається за швидкості руху 70 — 75 км/год. Зі зменшенням швидкості від 60 до 30 км/год викид окису автомобілем підвищується у 2,2 раза, зі збільшенням її до 80 км/год — у 3,7 раза.

Найбільша кількість токсичних речовин виділяється за перемінних режимів роботи двигуна, зокрема під час пуску й зупинки, а також під час роботи в холостому режимі. Тому в містах максимальна концентрація токсичних речовин спостерігається на перехрестях, біля світлофорів, під час долання узвозів. Близько 50 % викидів автотранспорту в межах міста припадає на траси з малою швидкістю руху і менше 25 % — на швидкісні траси.

Концентрація токсичних речовин у відпрацьованих газах автомобіля зростає також із збільшенням строку його експлуатації. В Україні майже чверть вантажного автопарку перебуває в експлуатації понад 10 років.

Вихлопні гази автомобіля виділяються в безпосередній близькості від пішоходів. Швидкість повітря в місті сповільнена, тому значного розрідження викидів не відбувається. За екстремальної погоди (туман, мряка, низька хмарність) в окремих районах міста може утворюватися фотохімічний смог.

Забруднення міста викидами автомобільного транспорту — одна з причин підвищеної захворюваності населення. Особливо небезпечним є канцероген — бензопірен; кількість його у викидах автомобіля настільки значна, що середньодобова концентрація на великих магістралях приблизно дорівнює 3 мкг/100 м3, а це означає, що в середньому міський житель вдихає протягом дня 0,6 мкг бензопірену.

Постійне збільшення інтенсивності руху автотранспорту призводить до прогресуючого зростання забруднення довкілля уздовж магістралей. Близько 20 % викидів автотранспорту осідає поблизу автошляхів. Унаслідок забруднення приземних шарів повітря і рунтів обабіч автошляхів формуються первинні аномалії токсичних і канцерогенних речовин; зона найбільшого забруднення важкими металами являє собою смугу завширшки до 10 м. Рослинність біля шляху може забруднюватися важкими металами як потрапляння їх у рунт, так і через безпосереднє осідання аерозолів, сажі, пилу на поверхню рослин.

Забруднення поверхневого горизонту свинцем з’являється лише за інтенсивності руху понад 1 тис. автомобілів на добу. Але на автомагістралях, де інтенсивність руху досягає 20 — 25 тис. автомобілів на добу, забруднення на 1 — 2 порядки вище.

Тривале випасання худоби уздовж таких смуг може призвести до накопичення свинцю у тканинах тварин, а перегодом — через трофічні ланцюги — і в тканинах людини. Є дані про підвищений вміст свинцю в молоці, якщо сіно було заготовлено безпосередньо біля автомагістралі з інтенсивністю руху понад 20 тис. автомобілів на добу.

Свинець інтенсивно накопичується у засівах поблизу автомагістралі, а надто — в коренеплодах і капусті. У соломі, пшениці поблизу автошляху свинцю в середньому в 4, в соломі ячменю — в 10 разів більше. Зниження врожайності у пришляховій смузі внаслідок забруднення становить: зернових — на 20 — 30 %, буряків — на 35, картоплі — на 47 %.

На окремих автомагістралях України з високою інтенсивністю руху необхідно здійснювати суворий контроль за використанням земельних ділянок уздовж них. В окремих випадках, особливо за відсутності посадок дерев, слід у радіусі до 100 м відводити санітарно-захисні смуги, в межах яких не випасати худобу і не збирати врожай.

Значним джерелом забруднення є й аеропорти. Зростання перевезень повітряним транспортом призводить до збільшення концентрації забруднювальних речовин як на території аеропорту, так і в тому районі міста, який прилягає до нього. Газотурбінний двигун літака викидає з відпрацьованими газами 2 — 4 мг бензопірену за 1 хв, під час зльоту на максимальному режимі — до 40 мг. Крім бензопірену, велика питома вага також окислів вуглецю та окислів азоту.

Забрудненню довкілля, а надто міських систем, сприяє й залізничний транспорт. Залізничні станції часто розташовані в межах населених пунктів. Забруднення відбувається у випадках: а) використання тепловозів, які працюють на дизельному паливі, а тому викидають окисли вуглецю та азоту; б) на багатьох пасажирських поїздах опалення здійснюється вугіллям; в) забруднення вантажами під час транспортування і вантажних робіт.

Водний транспорт (річковий і морський) служить джерелом забруднення басейнів річок, Чорного та Азовського морів. Забруднення здійснюється внаслідок аварій чи втрати вантажів, під час вантажних робіт у портах, а також за скидання відходів із суден. Шум, що виникає від транспортних засобів, зокрема автомобіля, поїзда, літака, є серйозною проблемою у великих містах багатьох регіонів.

З підвищенням транспортного шуму зменшується тривалість перебування людини без шкідливих для неї наслідків. Шум ослаблює пам’ять і реакцію, порушуються нормальний відпочинок і сон. Шум на 30% знижує продуктивність фізичної та на 60 % — розумової праці. Дослідження, проведені у Франції, виявили, що в країні через надмірний шум трапляється 11 % нещасних випадків на роботі, втрачається до 15 % робочого часу. Шум спричинює головні болі, ослаблення слуху, безсоння, а за великих доз — навіть глухоту, серйозні розлади в роботі людського організму.

До 80 % усіх виробничих шумів створює автомобільний транспорт. Поблизу автомагістралей шум досягає 70 — 75, а біля аеропортів може перевищувати 120 децибелів. Через це в будинках, розташованих поблизу аеропорту, за фокусування звукової хвилі на поверхню Землі іноді руйнується віконне скло, утворюються тріщини в стінах.

Розробляючи заходи з боротьби з шумовими забрудненнями від транспорту, варто поцікавитися досвідом інших країн. У Японії, наприклад, установлюються шумопоглинальні щити, висаджуються захисні смуги дерев і чагарників, вдосконалюються конструкції дорожнього покриття, прокладаються заглиблені в землю шляхопроводи, житлові будинки та офіси споруджуються зі спеціальним захистом від шуму. Уздовж автомагістралей у межах житлових кварталів на відстані 10 — 20 м від краю дорожнього полотна споруджуються шумопоглинальні стіни. Уже в 80-х роках їхня протяжність перевищила 1500 км. Житлові будинки, розташовані поблизу автошляхів, захищають від шуму облицьовуванням шумопоглинальними матеріалами, використанням вентиляційного обладнання та спорудженням шумопоглинальних фундаментів. Кількість житлових будинків у Японії, захищених від транспортного шуму, досягає 20 тис.

Ефективним засобом боротьби з шумом від авіаційного транспорту є створення зелених зон навколо аеропортів. Практично в усіх розвинених країнах аеропорти віддалені від центрів міст на 25 — 30 км, а середній час доставляння в аеропорт становить близько 1 год. Аеродроми місцевих повітряних ліній віддалені від міст на 3 км. У тих випадках, коли аеропорти прилягають безпосередньо до міських забудівель (Київ, Харків), ефективним способом зниження шуму є вжиття спеціальних експлуатаційних заходів: політ над населеними кварталами на зниженій тязі, збільшення висоти польоту, зменшення часу посадки, заборона нічних польотів тощо.

Через розташування залізничних станцій і вокзалів у населених пунктах, особливо міських,  залізничний транспорт є значним джерелом шуму. Назріла необхідність створення в містах обхідних ліній для транзитних поїздів без заїзду в місто, розміщення сортувальних станцій і пунктів резервного рухливого складу за межами населених пунктів.

За унікальності рунтів України особливої гостроти набирає проблема вилучення земель під транспортні споруди. В Україні під транспортними спорудами загального користування — близько 600 тис. га. Крім того, під шляхами відомчого транспорту — понад 600 тис. га земель. Більш як 60 % земельних угідь під транспортними спорудами належать залізницям.

Нині у плануванні та будівництві автошляхів, залізниць і стаціонарних транспортних споруд приділяється недостатньо уваги раціональному використанню земельних ресурсів. Поширена практика будівництва одноповерхових гаражів і стоянок. Під автотранспортні споруди, крім автошляхів, із сільськогосподарського обігу вилучено понад 80 тис. га. З метою зниження затрат на будівництво шляхи прокладаються найзручнішими ділянками, а під такі часто потрапляють сільськогосподарські вгіддя. Проектувальники транспортних споруд не беруть до уваги економічні збитки від вилучення цих ділянок і недобору врожаю на них, хоча раціональне землекористування передбачає порівняльний аналіз продуктивності й вартості земельних ділянок і відведення під шляхове будівництво менш продуктивних у сільськогосподарському відношенні ділянок. При цьому важливо враховувати, що затрати на будівництво шляхів є разовими, тоді як прибутки від використання земель у сільськогосподарському виробництві надходять упродовж багатьох років.

Крім вилучення сільськогосподарських угідь безпосередньо під шляхове будівництво, у процесі експлуатації рунтових шляхів виводяться з обігу додаткові сільськогосподарські ділянки, збільшуються втрати сільськогосподарської продукції через наїзди автомобілів на засіяне поле. Ширина смуги наїзду коливається від 4 до 20 м, а запилення їх уздовж рунтових шляхів, особливо за важкого механічного складу рунтів, досягає 30 — 50 м. Крім того, в періоди негоди рунтові ділянки, особливо на чорноземних рунтах, практично непрохідні. Тому значна частина сільськогосподарської продукції несвоєчасно вивозиться на приймальні пункти, що знижує рівень продуктивності земельних ресурсів.

Низька ефективність рунтових автомобільних шляхів обумовлюється також надмірними витратами палива транспортними засобами, прямими втратами сільськогосподарської продукції, а відтак знижується продуктивність земель.

Велика кількість ділянок рунтових шляхів місцевого значення після довгих років експлуатації повертається для сільськогосподарського використання. Проте руйнівний вплив автомобілів на рунт зберігається ще довго — навіть через 20 — 30 років колишня дорога зберігає сліди машинної деградації.

Проблема взаємодії автошляхів із ландшафтом має й такий важливий аспект, як безпека руху. До 20 % усіх дорожньо-транспортних пригод припадає на поганий стан автошляхів, причому більше половини з них — на сільську місцевість.

Проблеми раціонального землекористування і транспортних систем стосуються і взаємодії транспортних засобів із ріллею — вони значною мірою обумовлюють машинну деградацію рунту.

Оптимальна структура автопарку з погляду економічної ефективності не завжди є раціональною, якщо брати до уваги народногосподарські інтереси та унікальність рунтового покриву України. Так, для вивезення цукрових буряків із полів на бурякоприймальні пункти найефективнішим, з огляду на собівартість перевезень, є використання великовантажних автомобілів, особливо для господарств, віддалених від цукрових заводів на 20 км та більше. Проте саме ці автомобілі переущільнюють рунт, руйнують його структуру.

Отже, назріла гостра необхідність у забезпеченні планування розвитку транспортних систем на всіх рівнях екологічною обрунтованістю.

3.1.4. Система розселення як фактор антропогенного

впливу на довкілля

Система розселення в усьому світі вирізняється самостійним, досить могутнім фактором впливу на довкілля.

Нині частка міського населення досягла 41 %, у тому числі в розвинених країнах — понад 71 %, у країнах Африки — 30 %. ХХ ст. виявилося століттям «революційної урбанізації». Після війни кількість людей, які проживають у містах, зросла вчетверо. Особливо високі темпи зростання міського населення спостерігались у країнах, що розвиваються. Так, якщо раніше лише один житель із восьми проживав у місті, один житель із ста — у місті з населенням 1 млн осіб та більше, то нині кожний третій житель проживає в місті, а один із десяти — у місті з мільйонним населенням.

Міста здебільшого є дуже специфічним середовищем проживання людей, оскільки тут поєднуються стаціонарні, зокрема промислові, та мобільні джерела забруднення — транспортні засоби, переважно автомобілі. Забруднення довкілля в місті набагато вище, ніж поза ним. Так, у містах вміст ртуті у рунті в 4 — 6 разів вище, свинцю й ванадію у хвої міських дерев — у 25 разів більше, міді, хрому, нікелю — у декілька разів більше, ніж у сільській місцевості. Концентрація автомобілів зумовлює забруднення бензопіреном повітря міста у 2 — 3 рази вище, ніж у малих містах і селах. Сповільнення швидкості вітру в місті сприяє утворенню фотохімічного смогу. Забруднення повітря прослідковується на відстані багатьох кілометрів од великих міст.

В окремих містах України концентрація промислового виробництва, застарілі технології, низька ефективність природоохоронних заходів, а подекуди і повна їх відсутність зумовили високі рівні забруднення повітря. Так, обсяг викидів шкідливих речовин у розрахунку на душу населення становить: у Дніпродзержинську — 1,3 т, Маріуполі — 1,5 т, Кривому Розі — 2 т, Керчі — 2,5 т, Алчевську — 3 т на рік. Тому врахування екологічного фактора в розміщенні виробництва нині спрямоване на запобігання концентрації промислового виробництва у великих містах, аж до повного припинення нового промислового будівництва і навіть розширення існуючого. Так, в Україні у 20 містах (Алчевськ, Бердянськ, Горлівка, Дніпропетровськ, Донецьк, Маріуполь, Запоріжжя, Київ, Луганськ, Львів, Макіївка, Миколаїв, Одеса, Севастополь, Сімферополь, Ялта, Харків, Херсон) заборонено, а в 9 містах (Дніпродзержинськ, Керч, Кіровоград, Лисичанськ, Кременчук, Полтава, Рубіжне, Сіверськодонецьк, Слов’янськ) обмежено будівництво промислових підприємств.

У 12 містах — обласних центрах України (Вінниця, Житомир, Івано-Франківськ, Луцьк, Рівне, Суми, Тернопіль, Ужгород, Хмельницький, Черкаси, Чернігів, Чернівці) нове будівництво регламентується.

Місто вирізняється значним шумом, зумовленим транспортними засобами, і це також негативно позначається на здоров’ї міського населення.

Місто — це джерело утворення відходів, причому не тільки промислових, а й побутових. Наприклад, у великих містах США побутові відходи становлять від 400 до 500 кг на 1 людину щорічно. Навколо виникають цілі гори сміття, його звалища вилучають із сільськогосподарського виробництва родючі землі. Переробка твердих відходів становить серйозну проблему для всіх країн світу. Сміттєзвалища розтягуються на сотні кілометрів навколо міст. Проте спалювання не завжди ефективне, оскільки при цьому забруднюється атмосфера.

Місто є великим споживачем прісної води. У середньому витрати води на одного жителя таких міст, як Москва і Санкт-Петербург, становлять 550 — 600 л води на добу, в деяких містах України — від 300 — 400 л. Через це виникає проблема каналізаційних стоків, що забруднюють рунтові води. Екологічна рівновага порушується ще й тому, що взимку тротуари посипаються сіллю й піском, які навесні потрапляють у водойми. У багатьох містах є станції первинного очищення каналізаційних стоків, що здатні затримувати лише тверді відходи, але й вони в окремих містах відсутні.

Ось чому американський еколог Юджин Одум писав про міста: «Наші великі міста — лише паразити на біосфері, якщо розглядати їх виходячи з потреб людини в ресурсах життєзабезпечення, тобто потреби в повітрі, воді, паливі та їжі. Що більшими і впорядкованішими стають міста, то більше ресурсів їм потрібно від навколишньої місцевості, то більша небезпека того, що вони завдають збитків своєму «господареві» — природному середовищу».

3.2. План семінарського заняття

1. Зростання масштабів і динаміка виробництва та його вплив на довкілля.

2. Основні напрями і форми антропогенного впливу на довкілля.

3. Промисловий комплекс як один із найсильніших антропогенних факторів:

1) еколого-економічні проблеми паливно-енергетичного комплексу;

2) екологічні проблеми металургійного комплексу;

3) екологічні проблеми хіміко-лісового комплексу;

4) екологічні проблеми будівельного комплексу.

4. Особливості впливу агропромислового комплексу на навколишнє середовище.

5. Транспортні системи і проблеми раціонального природокористування.

6. Вплив великих міст на природу. Екологічні проблеми урбанізації.

3.3. Термінологічний словник

Антропогенний впливвплив людства на біосферу у процесі господарської діяльності.

Антропогенний фактор середовища — зміни, внесені у природу діяльністю людини.

Води стічні — 1) води, що споживалися промисловим виробництвом, комунальним, сільським господарством, а також ті, що пройшли через забруднену територію; 2) води, відведені після використання у побутовій чи виробничій діяльності людей. В. с. підлягають очищенню.

Деградація середовища — 1) погіршення природного середовища життя людини; 2) погіршення природних умов і соціального життя (наприклад, у деяких містах).

Дезактивація — зняття радіоактивного забруднення з поверхні предметів і рунту.

«Діра» озонова — значний простір в озоносфері планети з помітно зниженим (до 50 %) вмістом азоту. Досі зареєстровано «Д». о. над Антарктидою, яка щороку збільшується на 4 %. Причини виникнення «Д». о., яку вперше помітили на початку 80-х років ХХ ст., не зовсім з’ясовані. Передбачається як природне, так і антропогенне її походження. До антропогенних чинників відносять ядерні відходи, зменшення лісових масивів тощо.

Дощ кислотний (кислий), кислотні (кислі) опади — дощ (сніг), підкислений (число рН нижче 5,6) через розчинення в атмосферній волозі промислових викидів (SO2, NOx, HCl та ін). Своєю чергою, Д. к. окислюють водойми і рунти, що призводить до загибелі риби та інших водних організмів, різкого зниження приросту лісів та їх висихання. Максимальна кислотність опадів — рН 2,3 зареєстрована в Західній Європі.

Д. к. стали серйозною загрозою існуванню лісів у ФРН і Канаді, озерної риби країн Скандинавського півострова.

Забруднення — привнесення в середовище або виникнення в ньому нових, не характерних для нього фізичних, інформаційних чи біологічних агентів або перевищення конкретного середнього багаторічного рівня концентрації агентів у середовищі, які нерідко призводять до негативних наслідків.

Забруднення антропогенне — забруднення, що виникає внаслідок діяльності людей, у тому числі їхнього прямого чи опосередкованого впливу на природне середовище та його забруднення.

3.4. Навчальні завдання

Підготувати реферати на тему:

Основні напрями і форми антропогенного впливу на довкілля.

Екологічні проблеми теплових електростанцій, можливість нарощування їхніх потужностей в Україні.

Еколого-економічні проблеми функціонування гідравлічних електростанцій. Специфічні особливості екологічних проблем на Дніпрі.

Екологічні проблеми атомних електростанцій.

Альтернативні джерела енергії та можливості їх використання в Україні.

Екологічні проблеми чорної та кольорової металургії. Зони екологічної кризи в Україні, що виникли внаслідок надмірної концентрації металургійного виробництва.

Екологічні проблеми галузей оснвної хімії.

Екологічні проблеми хімії органічного синтезу та хімії полімерних матеріалів.

Екологічні проблеми будівельного комплексу.

Еколого-економічні наслідки екстенсивного ведення сільськогосподарського виробництва.

Екологічні проблеми гідромеліорацій.

Екологічні наслідки хімізації сільськогосподарського виробництва.

Екологічні наслідки механізації. Машинна деградація рунту і причини її виникнення.

Альтернативне сільське господарство, його специфіка та особливості розвитку в Україні та за кордоном.

Екологічні проблеми обробної ланки АПК.

Транспорт як значне джерело шуму. Основні заходи боротьби з шумом, що застосовуються в Україні та за кордоном.

Транспорт — один із найбільших споживачів палива у ХХ ст.

Транспорт як один із найбільших забруднювачів біосфери.

Проблеми використання земельних ресурсів під шляхи і транспортні споруди.

Вплив великих міст на природу. Екологічні проблеми урбанізації.

3.5. Завдання для перевірки знань

Схарактеризуйте вплив на довкілля окремих галузей народного господарства. Які галузі за масштабністю впливу на біосферу потрапляють до трьох найбільших?

У яких формах проявляється антропогенний вплив на довкілля? Наведіть конкретні приклади різних форм змін атмосфери, гідросфери та літосфери під впливом антропогенної діяльності.

Чому регіони України —Донецький, Придніпровський та Приазовський розглядаються нині як зони екологічної кризи? Назвіть основні причини того, що металургійний комплекс України став одним із найбільших забруднювачів довкілля.

Як, на вашу думку, може економічно ефективно та екологічно доцільно розвиватися паливно-енергетичний комплекс України? Які види енергетики мають безперечні перспективи в майбутньому у світі та в Україні зокрема?

Які екологічні проблеми виникають із розвитком оснвної хімії та хімії органічного синтезу? Чи можна їх вирішити за нинішнього розвитку продуктивних сил?

Чи має перспективи хімізація сільського господарства, зокрема її важливі складові — внесення мінеральних добрив і пестицидів?

Де проводилось осушення земель? Як змінюються екосистеми під впливом осушення?

Які помилки супроводжували зрошення земель? До яких наслідків це призвело?

Що таке альтернативне сільськогосподарське виробництво і чи має воно перспективи наприкінці ХХ — на початку ХХІ ст.?

Чи можна уникнути забруднення біосфери, користуючись транспортними засобами?

Яких превентивних заходів уживають економічно розвинені країни з високим рівнем автомобілізації?

Що дало підстави французькому вченому Сен-Марку назвати великі міста-агломерації «раковими пухлинами» на тілі планети?

Література

2 — с. 258 — 293; 3 — с. 3 — 56; 7 — с. 3 — 89; 2; 13; 14; 15; 18; 26; 36.