Охорона літосфери

ОХОРОНА ГРУНТІВ

Одним з головних питань охорони довкілля, є охорона літосфери — зовнішньої твердої оболонки Землі, яка Має такі життєво важливі ресурси, як землі, грунти й збагачені різними копалинами та мінеральною сировиною надра.

За довгий період існування (понад 4,5 млрд років) земна поверхня зазнала дуже великих змін. Геологам відомо, що за цей час неодноразово під впливом, внутрішніх і зов­нішніх геологічних і космічних сил змінювався не лише рельєф земної поверхні в межах окремих континентів, коли гори ставали глибокими морями й навпаки, а й сама фор­ма континентів, їх розміри, розташування. За цей довгий період на земній поверхні відбувалися багаторазові локальні, регіональні 'й глобальні екологічні катастрофи, які різко змінювали клімат і склад атмосфери, чисельні й по­тужні землетруси, виверження вулканів, під час яких роз­печена лава,, вирвавшись з земних глибин, вкривала смертельною вогняною ковдрою тисячі квадратних кілометрів. Періоди катастроф змінювалися періодами спокою, коли протягом мільйонів років знову відтворювалося й розви­валося життя, відбувалися процеси вивітрювання порід, денудації, виположення, пенепленізації.

Одночасно з формуванням земної поверхні формували­ся також грунти (на межі розділу літосфери, й атмосфери) та корисні копалини (на поверхні та в надрах, на глибинах від кількох метрів до кількох десятків кілометрів).

Грунти—це природні утворення, які характеризуються родючістю — здатністю забезпечувати рослини речовинами, необхідними для їх життєдіяльності, а також накопичени­ми водою й повітрям. Грунти — це органо-мінеральні утво­рення, що виникли в результаті тривалої взаємодії живих організмів і субстрату (певного типу гірських порід—гра­нітів, вапняків, базальтів, глин, пісків чи сланців тощо), розкладу живих організмів, впливу природних вод і атмо­сферного повітря.

Найродючіші та найпотужніші грунти — чорноземи – формувалися протягом тисячоліть у зонах лугових степів, де був сприятливий клімат (тепле літо, кількість опадів— 500—600 мм на рік) і оптимальні умови для розвитку ба­гатої трав'яної рослинності. Північніше, де вологи біль­ше, але не досить тепло, в лісовій зоні, утворилися темно-сірі, сірі й світло-сірі грунти (підзолисті, дерново-підзолис­ті, болотні) та торфовища. Південніше, де тепла більше, ніж у степовій зоні, але значно менше вологи, рослинність бідна, ґрунтоутворення відбувалося слабше. Тут, у сухих степах, напівпустелях і пустелях переважають бурі, сіро-бурі й каштанові грунти, сіроземи, солонці та солончаки. В Україні нараховується близько 650 видів різних грунтів.

Дуже важливим компонентом грунту є перегній — орга­нічна речовина, яка утворюється з решток померлих рос­лин під впливом діяльності мікроорганізмів, які живляться вуглеводнями, білками, жирами, лігніном, пектином, цук­ром й іншими речовинами, що містяться в рослинах, пере­робляють їх, розкладають, перетворюють на глюкозу, амі­нокислоти, гліцерин, хінони та поліфеноли. Мікроби за допомогою ферментів синтезують гумус, ґрунтовий пере­гній, вуглекислий газ і воду, аміак, окиси азоту та інші речовини. Ґрунтоутворення є важливою частиною біологіч­ного кругообігу речовин і енергії. Грунт забезпечує рос­линний світ калієм і вуглецем, а також азотом і фосфором, які входять до складу білка. Родючість залежить від кіль­кості азоту в перегної, перегною в грунті та потужності грунту. Кращі чорноземи містять до 10—15 % гумусу (пе­регною).

Грунти мають для нас величезне значення не лише тому, що є головним джерелом одержання продуктів хар­чування, вони відіграють активну роль в очищенні природ­них і стічних вод, які через них фільтруються. Грунтово-рослинний покрив планети є регулятором водного балансу суші, оскільки він поглинає, утримує й перерозподіляє величезну кількість атмосферної вологи. Це — універсальний фільтр і нейтралізатор багатьох видів антропогенних за-бруднень. Тому користуватися землею, грунтом слід розум­но й обережно.

Грунт, який не є продуктом праці людини й створював­ся природою протягом тисячоліть, нині в результаті хижа­цького користування, нерозумної аграрної політики та роз­базарювання під різні види будівництва, кар'єри, полігони знаходиться в стані виснаження, вичерпання. Внаслідок того, що в гонитві за врожаєм грунти почали орати дедалі глибше та частіше, завозити на поля величезні кількості мінеральних добрив та пестицидів для боротьби з шкідни­ками, на величезних площах землі в степових і посушливих районах грунти втратили здатність вбирати й пропускати воду, їх структура деградувала, вони перенасичені шкідли­вими хімічними речовинами. Повсюдно врожайність грун­тів катастрофічне зменшується. Потрібні термінові заходи для відтворення структури й родючості грунтів — нейтра­лізація, розсолення, збагачення гумусом тощо.

Як сказано в одній з останніх доповідей 00Н про стан земельних ресурсів світу, подальше існування нашої циві­лізації поставлене під загрозу через широкомасштабну за­гибель родючих земель, що збільшується.

Нині охорона й раціональне використання земельних ресурсів (орні землі, пасовиська, сінокоси, рекреаційні зо­ни) — одна з найактуальніших проблем.

Загальна площа орних земель суші становить близько 1,5 млрд га (10—11 % площі суші), пасовиськ і сінокосів— близько 3 млрд га (тобто близько 20 % площі суші). Ре­зерви сільськогосподарських угідь на сьогодні, згідно з да­ними 00Н, повністю вичерпані. На кожного мешканця планети припадає в середньому лише 0,4 га орної землі, й ця цифра зменшується через значний приріст населення планети.

Близько 3/4 усіх грунтів земної кулі мають до того ж знижену продуктивність через незабезпеченість вологою й теплом. І, нарешті, має місце швидка деградація цих грунтів під потужним антропогенним тиском.

В умовах зростаючого дефіциту продуктів харчування нині кожна п'ядь землі, на якій можна виростити щось їс­тівне, має велике значення й повинна охоронятися. Разом з тим, охорона земельних ресурсів здійснюється дуже не­задовільно, зокрема в Україні.

Наведемо основні відомості про головні причини дегра­дації грунтів і стан їх охорони.

За даними ЮНЕП, щорічно через вплив на грунти віт­рів, ураганів, хімізації, будівництва міст, доріг, промислових об'єктів, аеродромів, розвиток кар'єрів у всьому світі втрачається від 5 до 7 млн га родючих земель.

Сотні мільйонів гектарів земель потерпають від ерозії. Лише в Україні щорічно від ерозії гинуть десятки тисяч гектарів орної землі.

Дуже значних збитків господарству завдає ерозія грун­тів у ряді областей Індії, в Непалі, високогір'ях Східної Африки, Андах, США, Китаї та інших регіонах Землі. На цих землях урожайність зменшується на ЗО—60 %, поде­куди—на 90 %. Ерозії грунтів сприяє активне яроутворення, зумовлене діяльністю людини (ярами зруйновано бли­зько 7 млн га земель) — вирубкою лісу на схилах, знищен­ням трав'яного чи чагарникового покрову, неправильним розорювання землі тощо.

Сприяють ерозії й пилові бурі, коли в повітря на висо­ту 1—3 км здіймаються мільйони тонн пилу, піску, грунту, оголюючи в одних місцях землю на сантиметри й навіть десятки сантиметрів, перетворюючи її на пустелю і засипаючи поля, сади, луги, дороги та будівлі в інших місцях шаром пилу й піску товщиною 20—50 см, а іноді навіть 2—3 м. Відомі пилові бурі, що завдали великої шкоди на Північному Кавказі, в східній Україні, Середній Азії, особливо поблизу Аралу, в Центральній Америці.

Вітрова й водна ерозії повністю знищують грунти або значно зменшують вміст у них азоту, фосфору, калію, ряду мікроелементів— усього, від чого залежить родючість. Еро­зія також призводить до виникнення ґрунтової посухи (висушує грунт), що теж знижує врожайність. Найбільше активізують ерозію часті оранки, культивації, боронування, ущільнення, трамбування колесами та гусеницями важкої сільськогосподарської техніки. Ґрунтовий покрив відносно мало травмують лише трактори з шириною шин на колесах 1 м і більше. Переважна більшість нашої техніки на полях завдає грунтам невиправної шкоди.

Основними засобами відновлення грунтів на оголених ділянках рельєфу є ділянкове лісонасадження й деревона­садження у вигляді лісозахисних смуг, екологічно обгрун­товане зрошення земель, впровадження сівозмін, періодич­на консервація угідь (коли земля «відпочиває»).

Великої шкоди землям завдають зумовлені діяльністю людини (підрізка схилів, копання кар'єрів, підтоплення че­рез аварії й неправильні меліорації, будівництво водосхо­вищ тощо) зсуви, селі та осипи в горбкуватих та гірських регіонах.

Однією з найбільших бід після ерозії грунтів є, мабуть, їх засолення, основна причина якого — неправильне зро­шення. Ерозія й засолення грунтів призводять до опустелювання земель. Протягом останніх десятиріч тисячі гек­тарів посушливих земель у степових районах, пустелях і напівпустелях, де проводилося інтенсивне зрошення й спо­чатку значно підвищилася врожайність (більше половини приросту продукції світового сільського господарства зу­мовлено зрошенням), згодом стали непридатними для ви­користання через «білу отруту», як називають місцеві жи­телі сіль, якою забиті всі пори грунту та його поверхня в результаті випаровування зрошувальних вод.

Раніше, до масового зрошення, на значних територіях росли дикі трави, чагарники, а на землях, розумно зроше­них, постійно була висока врожайність полів і садів. Нині через перезволоження, надлишок води в грунтах і їх засо­леність гинуть дерева, поля, сади, виноградники, бавовняні плантації. В найближчих до полів селищах вода позали­вала льохи, стан питної води значно погіршився, особливо навколо каналів, що можна спостерігати й у Середній Азії вздовж Каракумського каналу, й у нас на півдні України, районах Північно-Кримського, Каховського каналу.

Повторне засолення грунтів і ґрунтових вод, підтоплення й заболочення територій, активізація зсувових, просадочних і карстово-суфозійних явищ відбулися через не­враховані природні інженерно-геологічні й гідрологічні умо­ви, а також недосконалість або неправильність методик меліоративних робіт, втрати (їх обсяг величезний) води в транспортних системах, водоводах. Дуже важливими при будь-яких меліораціях є попередні гідрогеологічні й гідро­хімічні дослідження та якомога точніші прогнози водно-со­ляного режиму та балансу ґрунтових вод, передбачення систем вертикального дренажу, водозбереження, чітке ке­рівництво водорозподілом.

Дедалі відчутнішими стають негативні наслідки хіміза­ції сільського господарства — погіршення стану грунтів че­рез накопичення в них шкідливих хімічних речовин після тривалих й інтенсивних (без належних розрахунків і вра­хування гідрогеологічних та екологічних законів) внесень міндобрив та різних пестицидів. Адже внесений у грунт фосфор практично не вимивається. До речі, у водойми від промислових та побутових стоків його потрапляє значно більше, ніж з сільськогосподарських угідь (його частка в забрудненні не перевищує 20%). Використання великої кількості фосфорних добрив призводить також до накопи­чення в грунтах фтору, стронцію, урану, торію, радію.

На сьогодні в грунтах світу накопичено близько 150 млрд т азоту, зокрема в чорноземах — до 20—30 т азо­ту на кожному гектарі. Але рослинам його все ж не виста­чає, бо ними засвоюються далеко не всі азотні сполуки. При цьому дуже важливою умовою є поступовий розклад гумусу протягом кількох років, перехід азоту з однієї фор­ми в іншу. Грунт повинен бути розпушеним, пористим, грудочкуватим, до нього вільно маніть надходити вода й по­вітря. Розкладають азотні сполуки й відновлюють їх до різних окислів і молекулярної форми азоту бактерії-денітрифікатори.

Одним з негативних наслідків перезбагачення грунтів і водойм хімікатами є евтрофікація водойм — підвищення їх біологічної продуктивності через накопичення біогенних елементів, пов'язаних з азотом, «цвітіння» водоростей, їх накопичення, відмирання, розклад з інтенсивним погли­нанням кисню з водойм, що спричинює задуху водойм, за­гибель риби та інших водних тварин.

Нітрати накопичуються не лише у воді й грунтах, а й у рослинах, овочах та фруктах, справляючи шкідливий вплив на здоров'я людини. Нітрати мало токсичні, але в шлунко­во-кишковому тракті вони під дією мікрофлори відновлю­ються до нітритів — солей азотистої кислоти, які набагато токсичніші, особливо для людей похилого віку та дітей з серцево-судинними хворобами. Надлишки нітратів у орга­нізмі беруть участь в утворенні нітрозоамінів-канцерогенів. Крім того, вони, взаємодіючи з гемоглобіном крові, пере­творюють двовалентне залізо на тривалентне, зменшуючи транспорт кисню та перешкоджаючи нормальному диханню тканин.

Різні рослини мають неоднакову здатність до накопи­чення нітратів. Найбільше їх акумулюють кріп, салат, пет­рушка, потім буряки, значно менше — капуста та морква, ще менше — картопля.

Концентруються нітрати в рослинах теж по-різному. В капусті їх найбільше в центральній, кореневій частині та верхніх листках, у огірках, патисонах — у шкірці, в картоп­лі — всередині, у моркві, буряках, кабачках — у нижній час­тині плоду.

Якщо очищену картоплю тримати деякий час у воді, кількість нітратів у ній значно зменшується.

Гранично допустима концентрація нітратів (у мг/кг за нітрат-іоном) у картоплі становить 80, капусті білокачанній та моркві—300, помідорах—60, цибулі—60, огірках— 150, кавунах і динях—45, буряках— 140. Щоб визначити ГДК нітратів у ранніх овочах, ці цифри подвоюють..

У відвари переходить 50 % і більше (у капусти — 70 %) початкової кількості нітратів, особливо якщо овочі поріза­ні. Корені й шкірку овочів завжди варто викидати. Наполо­вину зменшують вміст нітратів у овочах соління, марину­вання, квашення.

Для зменшення нітрифікації рекомендують інгібіто­ри — речовини, які гальмують цей процес.

Необхідно користуватися рекомендаціями відповідних служб (агрохімічних центрів) щодо якості, типу й кілько­сті мінеральних добрив, які застосовуються в певних райо­нах для певних культур, організації транспортування, збе­рігання та застосування різних добрив, контролю за ста­ном навколишнього середовища.

Дуже важливо також організувати моніторинг земель — систематичне спостереження за станом земельного фонду. Слід мати дані щодо розподілу земель за власниками й користувачами, продуктивності земельних ресурсів, сту­пеня деградації грунтів, стану їх забруднення, а також фонового забруднення (загальний стан забруднення атмо­сфери, природних вод усього регіону).

Особливо важливо постійно контролювати вміст у грун­там та ґрунтових водах пестицидів (метафос, карбофос, цирам, севін, гептахлор, карбатіон, поліхлорпропілен тощо) і ДДТ, який через свою стійкість ще міститься в грунтах багатьох районів.

Навколо всіх міст і промислових центрів слід постійно контролювати вміст у грунтах і водах важких металів, ви­являти шляхи їх міграції.

ОХОРОНА ЗЕМНОЇ ПОВЕРХНІ

Площа всієї суші на Землі становить 148 млн км2; 10 % цієї території займають льодовики (Антарктида, Гренлан­дія та ін.). Уся інша територія є вичерпними ресурсами по­верхні Землі; 33,1 % цієї території — це сільськогосподар­ські угіддя, 30,1 — ліси, 36,8 % — так звані «інші землі» (площі, зайняті населеними пунктами, промисловими під­приємствами, транспортними магістралями тощо, а також пустелями, болотами, тундрою, горами). Під впливом ан­тропогенної діяльності структура земної поверхні постійно змінюється: скорочуються площі сільськогосподарських угідь і лісів, зростають площі «інших земель».

Берегти землю — це означає розумно, по-хазяйському її використовувати, щоб служила вона довго, багатьом прийдешнім поколінням.

Значні втрати земельних ресурсів пов'язані з такими видами антропогенної діяльності, як промислове й громад­ське будівництво, особливо інтенсивне в зонах мегаполісів (столиці та найбільші міста великих країн), військове бу­дівництво (аеродроми, полігони, бази, військові містечка, склади пального та боєприпасів, літні табори, радіолока­ційні станції тощо), розвідка, пошуки та видобування ко­рисних копалин.

Усі ці види людської діяльності раніше здійснювалися без знання екологічних ситуацій. Нині кожен проект на будівництво проходить екологічну експертизу, досліджу­ється ступінь майбутніх екологічних змін і шкоди приро­ді, розробляються відповідні заходи щодо мінімалізації не­гативного впливу на довкілля. Якщо навіть у віддаленому майбутньому (кілька десятків років) будівництво призве­де до значних негативних екологічних змін, воно має бути заборонене.

Останнім часом стали відомі численні факти негативно­го впливу військової діяльності на природу, й зокремана земельні ресурси.

Сільськогосподарські землі є найціннішою частиною земельних ресурсів, бо вони забезпечують людство продук­тами харчування. Більша частина сільськогосподарських земель відводиться під ріллю, решта — площі багаторіч­них насаджень (сади, лісосмуги тощо), луги й пасовиська. Зростання населення Землі потребує збільшення кількості продуктів харчування, основним постачальником яких є орні землі. А тим часом можливостей для розширення ор­них земель нині майже ніде на Землі не залишилося. Нав­паки, в багатьох країнах спостерігається неухильне скоро­чення цих площ. Тому єдиним способом задово­лення зростаючих потреб у продуктах харчування є інтенси­фікація сільськогосподарського виробництва, зокрема вро­жайності за умови збереження стабільності посівних площ.

У світі накопичено важливий досвід з цього питання. Зокрема, слід згадати «зелену революцію» 50—60-х років у деяких країнах Азії та Латинської Америки (Індія, краї­ни Південно-Східної Азії тощо), коли за допомогою фахів­ців 00Н були запроваджені високоврожайні гібриди рису, пшениці, інших сільськогосподарських культур, застосова­ні нові прогресивні технології вирощування, меліорації то­що, що дозволило різко (в три-п'ять і навіть більше разів) підвищити врожайність основних сільськогосподарських культур і зменшити гостроту продовольчої проблеми в цих країнах.

У посушливих районах Землі спостерігається дуже не­безпечне явище опустелювання (перетворення земель на пустелю). Причиною цього є легка вразливість природи в. цих зонах/надмірне використання земель під пасовиська, вирубування на дрова нечисленних дерев і кущів. Пустеля Сахара за останні 50 років збільшила свою площу на 650 тис. км2. Фахівці 00Н підрахували, що за ті ж остан­ні 50 років внаслідок господарської діяльності людини на Землі перетворилася на пустелю територія, що дорівнює половині площі Південної Америки! Кожної хвилини в сві­ті втрачається, перетворюється на безплідну пустелю 44 га землі.

Ліси — надзвичайно важлива складова біосфери. Вони є одним з основних поглиначів вуглекислого газу атмо­сфери й виробників кисню, постачають людству дуже цінні матеріали (деревина, сировина для хімічної промисловості, продукти харчування тощо), мають велике рекреаційне значення тощо.

Відповідно до норм, лісового законодавства, прийнятих у більшості країн, ліси поділяються на три групи.

1. Ліси з захисною функцією—охорона водних ресур­сів, протиерозійні ліси, державні лісозахисні смуги, ліси заповідників і національних парків, ліси, що мають санітарно-гігіенічне й оздоровче значення.

2. Ліси захисного й обмеженого експлуатаційного значення — лісові масиви в густонаселених районах і місце­востях з обмеженими лісосировинними ресурсами.

3. Ліси експлуатаційні — тайга, тропічні ліси. До лісів першої та другої груп застосовуються більш суворі режими лісокористування. Ліси, що є в Україні, належать саме до перших двох груп, у нас практично не­має експлуатаційних лісів (за винятком невеликих площ у Карпатах).

«Інші землі» поділяються на дві групи. До першої з них належать землі, малопридатні для сільського господарст­ва («невдоби»)—пустелі, гори, тундра, яри тощо. Деякі з них можуть бути освоєні сільським господарством, але лише за умови значних матеріальних і фінансових затрат. До другої групи належать заселені й забудовані території, тобто такі, які вже не можна використати якось інакше.

Розглянемо характеристику впливу на земельні ресур­си геологічної та гірничодобувної діяльності.

Нині ведеться інтенсивна розвідка та пошуки корисних копалин на всій планеті.—на суші й на морі, в усіх клі­матичних зонах і ландшафтних районах. Десятки експеди­цій, сотні партій, тисячі геологічних загонів численними маршрутами посезонне або цілорічне, використовуючи су­часну техніку, пересуваються від об'єкта до об'єкта, перевозять вантажі, бурять тисячі свердловин, копають де­сятки тисяч канав, шурфів, виробок, будують тимчасові ба­зи, поселення, аеродроми, шляхи. Все це завдає значної шкоди природі. Порушуються земна поверхня й її надра на глибині понад 12 км.

Під час будівництва тимчасових доріг уздовж трас ви­рубується ліс, знищуються трав'яний покрив, чагарники, порушується гумусовий шар, змінюється режим ґрунтових вод внаслідок спорудження заглиблень-приямків, спору­дження дамб тощо. Якщо ґрунтовий покрив знищується в напівпустелях, тундрі, притундрових районах, тайзі, гір­ських районах, процеси його відновлення проходять повіль­но, довго, десятиріччями.

Транспортування ж вантажів, дослідного устаткування або бурових установок по бездоріжжю, пересування дуже тяжких самохідних агрегатів, тракторів завжди призво­дять до тяжких екологічних наслідків, особливо в степах, пустелях, тундрі. Досить навести такий приклад: з 1964 р. (час відкриття газо-нафтових родовищ) до 1990 р. лише на півострові Ямал було пройдено більше 400 свердловин, прокладено 800 кілометрів сезонних доріг, а планується пройти ще понад 1500 свердловин, прокласти до 4 тис. км тимчасових і постійних доріг. За підрахунками фахівців, це призведе до втрати на десятки років близько 2 млн га оленячих пасовиськ. Оленяче стадо через відсутність кор­му скоротиться майже на 100 тис. голів, втрати становити­муть близько 24-30 млрд грн. Додамо, що сліди від важ­кої техніки зберігаються протягом 30-40 років.

Підраховано також, що щорічна шкода, якої завдають господарству та природі Тюменської області нафтовики, становить близько 10 млрд грн, усього ж за роки «велико­го освоєння» краю збитки становлять понад 200 млрд грн. Це — тисячі спалених гектарів лісу, мільйони гектарів зни­щених тундрових оленячих пасовиськ, ущент забруднені нафтою озера, болота, сотні річок і річечок — притоків ве­ликої Обі, загибель риби та оленячих гуртів, знищення газами від сотень свердловин, що безперервно горять про­тягом десятиліть на площі величезного регіону. В загра­вах газових смолоскипів щорічно вигорає, поглинаючи жит­тєдайний для всієї планети сибірський кисень, понад 15 млрд. м3 супутнього нафтового газу. А скільки завдано шкоди природі від прокладання 30 тис. км нафто- і газо­проводів!

Під час геолого-розвідувальних робіт змінюються при­родні ландшафти місцевості — порушується грунтово-рослинний покрив, утворюються западини через проведення відкритих канав, шурфів, розчисток порід, а також підви­щення внаслідок звалювання, викидання на поверхню гірсь­ких порід (відвали). Лише в колишньому СРСР щорічно-прокладалося понад 20 млн м3 розвідувальних канав і виро­бок. Прокладалися вони вручну та за допомогою канаво­копачів, екскаваторів, бульдозерів, скреперів, а також ви­бухів. Машинна й вибухова прохідка розвідувальних ка­нав має надзвичайно згубний вплив на природу.

Протягом останніх років проведено ряд заходів, які зменшують негативний вплив на земельні ресурси пошуко­во-розвідувальної геологічної діяльності. Це—викорис­тання техніки з спеціальними дуже широкими шинами, се­лективне виймання й складування грунтів уздовж канав, шурфів і виробок, проведення робіт по відновленню ґрун­тового покриву й рекультивації земель, зменшення розмі­рів ділянок свердлування, вивезення порід у яри (але поки що вони мало ефективні), проведення екологічної паспор­тизації земель, відведених під гірничі роботи.

Розроблено також норми на вирубку лісу під час роз­відувальних робіт, розміри площ пошуково-розвідуваль­них ділянок, ділянок під тимчасові поселення, траси доріг, а також раціональні схеми транспортування, оптимальні розміри відвалів та інші нормативи.

Створено різні методи гірничо-технічних рекультивацій, з урахуванням географічного положення, характеристики грунтово-рослинного покриву об'єктів, гідрогеологічних і кліматичних умов, фізико-хімічних властивостей порід.

Існують такі види рекультиваційних робіт: сільськогос­подарські, лісогосподарські, водогосподарські, будівельні, рекреаційні та санітарно-гігієнічні. Майже всі вони супро­воджуються переміщенням великої кількості гірських по­рід і грунтів (оновлених) біологічно-продуктивних ділянок Землі, ділянок, де вже можливе житлове чи промислове-будівництво, ділянок гідротехнічного значення чи таких, що стануть зонами відпочинку.

Нині дедалі частіше техніко-будівельній діяльності на родючих землях передує знімання, перемішування та збе­рігання грунтів, які потім використовуються для покриття інших територій з гіршими грунтами чи для рекультивації кар'єрів, териконів. На рекультивованих землях розводять сади, парки, городи.

Для охорони земельних ресурсів велике значення ма­ють закони про землю (національні, регіональні), які нині є більш конкретними, суворими, дієвими

ОХОРОНА ЗЕМНИХ НАДР

Надра Землі використовуються в кількох напрямах:

1) для добування корисних копалин; 2) зберігання рідких і газоподібних- корисних копалин у природних і штучних сховищах; 3) створення різних споруд і навіть цілих заво­дів; 4) транспортних комунікацій (метро, трубопроводи);

5) захоронення промислових токсичних і радіоактивних від­ходів.

Промисловому використанню надр обов'язково має пе­редувати їх ретельне геологічне, гідрогеологічне й інже­нерно-геологічне дослідження. Мінеральні ресурси; зосе­реджені в надрах, є основою функціонування головних га­лузей світового господарства. Мінеральні ресурси — це су­купність усіх корисних копалин суші й Світового океану, які використовуються в галузях енергетики, чорної та ко­льорової металургії, хімічної промисловості, будівництва. Вони є національним багатством кожної країни. Видобуті нині з надр землі корисні копалини забезпечують сирови­ною енергетику (на 83 %), хімічну (на 75) і металургійну промисловість (на 80—90%). Щорічно на нашій планеті видобувається майже по 30 т різних корисних копалин на людину.

Останнім часом корисні копалини стали причиною по­літичних суперечок і міжнародних конфліктів, предметом вивчення спеціальних комісій 00Н (південь і північ Аф­рики, Чилі, Близький Схід, нафтові родовища Північного моря, залізо-марганцеві конкреції Світового океану та ін.).

Мінеральні ресурси нині значною мірою визначають економічний потенціал будь-якої держави. В гірничодо­бувній промисловості розвинених країн зосереджено до 35—45 % основних виробничих фондів, зайнято майже п'я­ту частину трудівників.

Ще один дуже важливий факт—лише 1—5% усього обсягу речовин, що видобуваються з земних надр, через недосконалість сучасних технологій і техніки реалізуються» у вигляді продукції виробництва, решта йде у відходи та втрачається на етапах виробництва. Наприклад, на Ангренському родовищі в Узбекистані за рік видобувають 6,9 млн т каолінів, а відвантажують споживачам — 385 тис. т, тобто

6 %.

З розвитком цивілізації й народонаселення різко зросло видобування корисних копалин у всьому світі. Величезного значення для економіки всіх країн на­були такі корисні копалини, як нафта й газ, алюмінієві. руди, хром, нікель, кобальт, титан, уран, марганець, свинець і олово. Міжнародні експерти підрахували, що за су­часних темпів видобування навіть найбільші родовища наф­ти будуть вичерпані через кілька десятиріч (Саудівська Аравія — 68 років. Об'єднані Арабські Емірати — 72, Ку­вейт—221, Іран—114 років, інші родовища—набагато швидше). Дані 00Н свідчать: якщо країни, що розвива­ються, збільшать видобування й використання мінераль­них ресурсів до рівня США початку 90-х років XX ст., то запаси бокситів, міді, нафти, газу, свинцю, цинку будуть вичерпані протягом 5—15 років (табл. 13).

Резерви — це обсяги корисних копалин, які можуть бу­ти ефективно вилучені з надр за допомогою сучасних тех­нологій.

Запаси — загальний передбачуваний обсяг копалин у родовищах Землі.

Спеціалісти вважають, що десятимільярдне на­селення Землі щорічно буде викидати близько 400 млрд т твердих відходів — кількість, достатня для того, щоб за­валити відходами Лос-Анджелес шаром товщиною 100 м.

Ці відомості ще раз підтверджують необхідність сти­муляції використання вторинних ресурсів, ресурсозбере­ження, переходу на безвідхідні технології виробництва та використання альтернативних матеріалів.

Як же забезпечена власними мінеральними ресурсами Україна? За даними спеціалістів «Дойче Банк» (ФРН), мінеральні ресурси України оцінено в вісім балів за деся­тибальною системою.

Ці розрахунки зроблено з урахуванням деформованої структури народного господарства України, яке протягом багатьох років було орієнтоване на потреби імперського центру. Докорінна перебудова структури в напрямі зни­ження частки важкої індустрії, військово-промислового комплексу й збільшення частки наукомісткої продукції та товарів народного споживання дозволить істотно змен­шити енергомісткість виробництва й залежність України від зовнішніх поставок ресурсів, у першу чергу паливно-енергетичних.

В умовах наростаючої в усьому світі кризи мінеральних ресурсів особливого значення набувають запаси корисних копалин, зосереджені на дні Світового океану—від шель­фу до найбільших глибин. Це будівельні матеріали, нафта, газ, поліметали, сірка тощо, фосфоритові та залізо-мар­ганцеві конкреції, їх приблизна маса лише в Тихому океа­ні становить 1500 млрд т, і містять вони не лише залізо та марганець, але й мільярди тонн міді, нікелю, кобальту.

Слід зазначити, що корисні копалини суші вичерпні, невідновні, а конкреціївідновні. В Тихому океані, як підраховано, щорічно утворюється близько 6 млн т конкрецій. Запасів таких підводних корисних копалин виста­чить людству на багато сотень і тисяч років (нікелю — на 70 тис. років, марганцю — на 140, кобальту — на 420 тис. років). Для видобування залізо-марганцевих конкрецій створено вісім міжнародних консорціумів і координаційний центр «Інтермаргео». Головна вимога до промисловців – використовувати для розробки підводних родовищ лише такі технології і обладнання, які не зашкодять екосистемам океану ні тепер, ні на далеку перспективу. З 1987 р. американськими та японськими компаніями розпочато перші по добуванню конкрецій у зоні Кларіон-Кліппертон у північно-східній частині Тихого океану на обмежених ділянках.

Через дуже значні порушення земної кори шахтами на території Донбасу з колодязів багатьох сіл зникла вода, а в інших – така забруднена , що пити її не можна. Крім того в межах Донбасу близько 13 тис. га орної землі захаращено звалищами, металобрухтом, будівельними залишками які накопичилися навколо шахт, робочих містечок, міст і промислових підприємств. Разом з тим, значна частина відходів (а часом і всі від­ходи) може бути використана, якщо організувати комп­лексне використання мінеральних ресурсів і запровадити найновіші технології.

Особливі зміни природного середовища відбуваються в північних регіонах нашої планети, де розвідка й видобу­вання корисних копалин здійснюються в умовах «вічної» мерзлоти. Під впливом роботи техніки, споруд житлового та промислового значення, трубопроводів, автодоріг, за­лізниць і численних потужних глибоких свердловин у цих краях значно змінюються тепловий режим верхньої части­ни земної кори, а також її структура. Внаслідок цього ак­тивно розвиваються термокарст (танення льоду в порах і тріщинах порід), а потім просідання поверхні, кріогенне пучення, термоерозія. В результаті порушення грунтів, па­совиськ, вирубки лісів утворюються тундроподібні терито­рії, в карстових провалах і на місці знищення мохових па­совиськ — болота.

Локальні ландшафтні техногенні порушення призводять до регіональних кліматичних змін. Дуже небезпечними ста­ли газо- та нафтопроводи, якими подають газ чи нафту з температурою, вищою, ніж у навколишнього середовища. Постійно змінюючи температурний режим уздовж траси на великих площах, вони дуже негативно впливають на міс­цеві екосистеми, шкодять їм. Крім того, там, де грунт під трубами відтає, вони часто прогинаються й тріскаються, мають місце газові та нафтові аварії з тяжкими наслідка­ми, адже діаметр труб, як правило, більший 1м, і сирови­на в них подається під великим тиском (до 10 атм). Че­рез згадані та інші причини лише на тюменських газопро­водах щорічно трапляється до 700 аварій. Кілька аварій, що мали негативні наслідки, сталося й у нас у Прикар­патті на трансматериковому газопроводі (Уренгой — Уж­город).

Майбутні молоді фахівці — геологи, географи, будівель­ники, екологи — мають зробити все від них залежне, щоб подібне не повторювалося. А для цього слід використати весь досвід ліквідації наслідків аварій і застосування не­продуманих заходів, недосконалих технологій, а також знання основних екологічних законів і нових законів про охорону природи.

З відомих нині соціально-політичних причин ми з вели­ким запізненням почали об'єктивно й активно аналізувати стан наших мінеральних ресурсів, їх роль і перспективи використання. На сьогодні чітко визначено тенденції мар­нотратства, хижацької експлуатації родовищ і недбалого ставлення до природи протягом десятиліть. Ці тенденції настільки вкоренилися, що викоренити їх одразу дуже важ­ко. І все ж, якщо не змінити політику ресурсокористування, екологічна криза розвиватиметься дедалі швидше й бурхливіше.

Перш за все слід значно зменшити втрати під час до­бування корисних копалин і їх транспортування. Нині, на жаль, використовуються не вся руда, вугілля тощо, які ви­лучаються з надр, мають місце їх неминучі втрати — кіль­кісні й якісні.

Кількісні втрати зумовлені тим, що частина корисних копалин залишається недобутою в охоронних ціликах (стовпах породи, які залишають під землею, щоб запобіг­ти обвалам покрівлі), в лежачих і висячих боках покладу, міжблокових і міжшахтних ділянках тощо.

Якісні втрати, або розубожування, спричинені тим, що під час добування корисної копалини має місце змішуван­ня її з вміщуючими пустими породами, в результаті чого вміст металу в добутій руді знижується, зростає зольність вугілля тощо.

Втрати корисних копалин у разі застосування відкри­того способу добування значно нижчі (10—12%), ніж при підземному (30-40 %). На жаль, не кожне родовище мо­же розроблятися відкритим способом. Крім того, добуван­ня кар'єрним способом пов'язане із складними проблема­ми — відчуженням родючих земель, появою великої кіль­кості відвалів тощо.

Значне зниження кількісних і якісних втрат за підзем­ного способу добування досягається за рахунок розробки корисних копалин з супутною закладкою пустими порода­ми відпрацьованих підземних порожнин (штреків, штолен). Наприклад, на Норільському мідно-нікелевому ро­довищі в Сибіру застосування твердіючої закладки (пусті породи з домішкою невеликої кількості в'яжучих матеріа­лів) дозволило вилучати до 98,6 % руди. При цьому одно­часно різко знижуються енергетичні й матеріальні витрати, пов'язані з необхідністю піднімати догори багато пустих порід.

Значний економічний ефект і економію ресурсів забез­печують новітні технології добування корисних копалин — свердловинне гідродобування й вилуговування, підземні виплавка сірки та газифікація вугілля тощо. Крім того, відомі й інші шляхи поліпшення користування мінеральни­ми ресурсами.

По-перше, це досягнення економічного ефекту завдяки жорсткому дотриманню політики ресурсозбереження, що можливо завдяки переходу на нові технології видобування мінеральної сировини, зменшенню втрат під час транспор­тування, вантажно-розвантажувальних робіт, комплексно­му використанню мінеральної сировини на кожному родо­вищі. Наприклад, добуваючи залізну руду чи поліметали, слід вилучати з породи не лише основну речовину, але й решту цінних речовин та елементів, а пусту породу вико­ристовувати як будівельний матеріал, накопичувач.

По-друге, вживання під час розробки родовищ корисних копалин з метою завдання мінімальної шкоди природі ряду обов'язкових природоохоронних заходів — від мінімальних порушень екосистем за рахунок жорсткого дотримання від­повідних інструкцій і нормативів на початкових стадіях експлуатації до максимальних зменшень усіх типів забруд­нень середовища в ході експлуатації й виконання рекультиваційних робіт на завершальних стадіях і після закінчен­ня експлуатації родовищ.

По-третє, перехід на максимальне використання вторин­них ресурсів—металобрухту, матеріалів, що нині мільяр­дами тонн накопичено в звалищах усього світу, а понад усе—в нашій країні та країнах СНД.

Можна навести такі приклади. Внаслідок комплексного використання корисних копалин пусті породи з вугільних та інших шахт використовують для будівництва шляхів, гідротехнічних дамб, виробництва будівельних блоків, за­повнення відпрацьованих штолень, штреків, кар'єрів. Де­які вуглисті породи застосовують як добрива. На підпри­ємствах кольорової металургії почали поряд-з десятком основних металів вилучати ще 60, зокрема вісмут, індій, селен, телур, кобальт та ін.

З пустих порід з кар'єрних розробок, які раніше скла­дувалися у відвали, тепер виготовляють щебінку, цемент, скло, силікатну цеглу, вогнетривкі й формовочні матеріали.

Значний ефект, як свідчить досвід передових країн сві­ту, має вилучення корисних речовин із газів, пилу й стіч­них вод, що мільйонами тонн викидаються промисловими підприємствами. З цих викидів одержують сірку, цинк, сви­нець, рідкісні метали, молібден.

За такими технологіями почали працювати деякі під­приємства й у нас у Дніпропетровську, Запоріжжі, а та­кож у Норільську, на Уралі, на Балхаському гірничо-мета­лургійному комбінаті. Набагато ефективніше нині вико­ристовуються вуглисті сланці.

На Камиш-Бурунському залізорудному комбінаті мають добрий досвід рекультивації земель Керченського ба­сейну. На початку розробки кар'єру за допомогою скрепе­рів і екскаваторів знімають родючі грунти та шар четвер­тинних відкладів, перевозять, складують, знімають породи, що залягають нижче, й теж перевозять у інше місце спеці­альним відвально-транспортним мостом. Далі грунт, чет­вертинні відклади та більш давні породи переносять із збе­реженням умов природного залягання на відпрацьовані ді­лянки, акуратно розрівнюють і для ущільнення залишають на два роки. Потім ділянку знову розрівнюють, вкривають шаром гумусу 50 см завтовшки, й земля добре родить.

Важливим заходом збереження надр е, як і в інших гео­сферах, моніторинг, комплекс робіт, що складається із спо­стереження за станом родовищ мінеральної сировини (фо­тозйомка за допомогою аерометодів та космічних методів), аналіз даних про стан відвалів, кар'єрів, обсяг і шляхи міграції забруднень, прийняття відповідних рішень щодо покращання ситуації, вироблення рекомендацій для управ­ління процесами. Рівень сучасної фототехніки за кордоном і в нас дозволяє ефективно реєструвати плями поверхневих і підземних забруднень, теплі промислові стоки, різні фі­зичні й фізико-хімічні аномалії.

Дистанційні методи мають велике майбутнє в галузі охорони природного середовища та стану геологічних об'­єктів.

В Україні значних успіхів у використанні дистанційних методів вивчення особливостей земної поверхні в останні роки досягнуто в Центрі аерокосмічних досліджень Землі» Інституту геологічних наук НАНУ. У 1992 р. Верховною Радою України затверджено нові закони про охорону природного середовища й ресурсів Ук­раїни, де передбачено заходи охорони, зокрема й надр, а також жорсткі покарання за шкоду, завдану природі.

РЕКУЛЬТИВАЦІЯ ПОРУШЕНИХ ЗЕМЕЛЬ

У результаті антропогенної діяльності утворюються по­рушені землі, тобто такі, що втратили свою господарську цінність або стали джерелом негативного от пливу на при­родне середовище.

Найбільше порушення земель виникає а внаслідок від­критих гірничодобувних робіт (кар'єри, відізвали). В Украї­ні в тому ж Криворізькому залізорудному районі з'явилися великі ділянки «місячного ландшафту», де не може рос­ти жодна рослина, жити жодна тварина. Під час прове­дення підземних гірничодобувних робіт теж має місце порушення місцевості — обвали й деформація поверхні вна­слідок просадок грунту над відпрацьованими ділянками родовищ. Землі порушуються також за рахунок відвалів, териконів, звалищ.

Крім того, що кар'єри й шахти спотворюють ландшафт земної поверхні, вони порушують також режим підземних вод на прилеглих територіях. Як встановили американські вчені, кожний кар'єр шкідливо впливає на прилеглі ділян­ки приблизно такої ж площі, як його власна. Шахти й кар'є­ри внаслідок інтенсивних відкачок підземних вод знижу­ють рівень підземних вод на великих прилеглих ділянках.

Згідно з існуючим законодавством, порушені землі під­лягають рекультивації, тобто відновленню їх цінних влас­тивостей. Проведення рекультиваційних робіт е обов'язком тих гірничодобувних підприємств, які ці землі порушили, причому вартість рекультивації входить у собівартість одержаного вугілля, руди чи інших корисних копалин.

Рекультивації виконується в такій послідовності: спочатку виконується технічна рекультивація, а потім біологічна. Технічна, або гірничо-технічна, рекультивація полягає в підготовці порушених земель до наступного використання в народному господарстві. Залежно від того, як планується використовувати порушені землі, розрізняють такі види технічної рекультивації:

сільськогосподарська (підготовка земель до викорис­тання як сільськогосподарських угідь);

лісогосподарська (підготовка земель під лісопосадки);

будівельна (підготовка земель до промислового й ци­вільного будівництва);

водогосподарська (підготовка до створення на них во­дойм, зокрема для розведення риби);

рекреаційна (підготовка земель під об'єкти відпочинку);

санітарно-гігієнічна (консервація порушених земель, якщо їх рекультивація з іншою метою з якихось причин недоцільна).

Сільськогосподарська рекультивація є най­дорожчим видом відновлення земель і здійснюється в ра­йонах розвинутого сільського господарства й сприятливих для сільського господарства кліматичних зонах на великих за площею відвалах або кар'єрах.

Лісогосподарська рекультивація здебільшого проводиться там, де є можливість відновити ділянки лісу з цінними породами дерев. Вартість її й вимоги до агрохі­мічних характеристик відновлюваних грунтів нижчі, ніж при сільськогосподарській рекультивації.

Водогосподарська рекультивація здійснюється у відпрацьованих кар'єрах, які часто заповнюються ґрунто­вими водами.

Рекреаційна рекультивація проводиться неподалік від міст і великих населених пунктів з метою створення зон відпочинку для населення. Здебільшого вона поєднується з водогосподарською й лісогосподарською.

Санітарно-гігієнічна рекультивація застосо­вується до тих об'єктів, які й до порушення були непридат­ними для використання в народному господарстві, а також на таких ділянках, як шламосховища збагачувальних фаб­рик тощо. Мета цього виду рекультивації — консервація об'єктів, запобігання їх шкідливому впливу на навколиш­нє середовище (скажімо, щоб шламосховище не забрудню­вало повітря й підземні води шкідливими речовинами).

Під час технічної рекультивації виконуються такі ро­боти:

1) планування поверхні порушеної землі; 2) формуван­ня відкосів відвалів і бортів кар'єрів; 2) зняття, перевезен­ня, зберігання та повторне нанесення грунтів; 4) будівни­цтво доріг, гідротехнічних і меліоративних споруд.

Найскладніший вид гірничо-технічної рекультивації — рекультивація відвалів кар'єрів, шахт, ТЕС і гірничо-збага­чувальних фабрик. При цьому виположуються відкоси від­валів і борти кар'єрів (або ж їм надається терасовидний профіль), формуються похилі й горизонтальні поверхні. При плануванні відвалів під сільськогосподарські угіддя кути нахилу поверхні мають становити не більше 1—3°, при лісогосподарській рекультивації— 3—5°. У окремих випадках повністю розбирають старі відвали (терикони, породи з яких використовуються для засипки ярів, балок, боліт тощо або для виготовлення будівельних матеріалів).

Після планування відвали проходять період стабілізації (один-два роки), коли під дією сили тяжіння й вологи від­вальні породи ущільнюються. Шар грунту наноситься на поверхню спланованого відвалу лише після його стабіліза­ції. При цьому, якщо відвальні породи містять шкідливі для рослин речовин (скажімо, сульфіди), то вони поперед­ньо вкриваються шаром інертних або потенційно придат­них порід (пісок, глина, шлак тощо), а родючий грунт на­носиться зверху.

На відвалах, що рекультивуються, проводяться меліо­ративні роботи, метою яких є створення сприятливих гід­рогеологічних умов у поверхневій товщі порід, запобігання шкідливого впливу на біологічні властивості грунту кис­лих, лужних чи солоних розчинів з підстилаючих непри­датних (отруйних) порід, а також покращання агрохімічних властивостей малопридатних порід. Комплекс меліо­ративних заходів включає такі роботи, як дренаж, гідро­ізоляція родючих грунтів від токсичних тощо.

Біологічна рекультивація здійснюється після технічної й передбачає заходи, що сприяють покращенню фізичних і агрохімічних властивостей грунтів на рекультивованих землях. Залежно від конкретних умов проводяться вапну­вання, піскування чи глинування грунтів, вносяться міне­ральні й органічні добрива, а також зола, шлаки чи, ска­жімо, стічні води, збагачені поживними речовинами.

Часто порушені території, зокрема кар'єри, після відпо­відної обробки стінок та дна використовують для створення водосховищ, ставків, засаджуючи береги деревами, чагар-ликами. Іноді їх відводять (після засипання відвальними породами) під будівництво житлових будинків, спортивних майданчиків, складів тощо.

Нині рекультивацію земель включають у основні вироб­ничі процеси. Підприємства, які порушують землі, зобов'я­зані після закінчення робіт привести їх до стану, придат­ного для використання в сільському, лісовому чи рибному господарстві.