 |
Глава 15. Антропогенные воздействия на литосферу
|
|
|
|
Экологическая функция литосферы выражается в том, что она является «базовой подсистемой биосферы: образно говоря, вся континентальная и почти вся морская биота опирается на земную кору. Например, техногенное разрушение минимального слоя горных пород на суше или шельфе автоматически уничтожает биоценоз. Но кроме того, литосфера служит основным поставщиком минерально-сырьевых и в том числе энергетических ресурсов, большая часть которых относится к невозобновимым» (Епишин, 1985).
Рассмотрим техногенные изменения следующих основных составляющих литосферы:
1) почв;
2) горных пород и их массивов;
3) недр.
Деградация почвы это постепенное ухудшение ее свойств, которое сопровождается уменьшением содержания гумуса и снижением плодородия.
Почва один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе почвенном плодородии.
Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие:
1) эрозия (ветровая и водная);
2) загрязнение;
3) вторичное засоление и заболачивание;
4) опустынивание;
5) отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.
Основные загрязнители почвы:
1) пестициды (ядохимикаты);
2) минеральные удобрения;
3) отходы и отбросы производства;
4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;
5) нефть и нефтепродукты.
По данным многочисленных исследований, почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы (табл. 15.1). Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентрации в сотни раз, превышающих допустимые.
|
|
|
Таблица 15.1
Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов на здоровье челове ка
Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами, которые могут проникать в организм человека следующим образом (Розанов,1984):
во-первых, через цепь человек почва человек. Патогенные организмы выделяются зараженным человеком и через почву передаются другому либо через выращенные на зараженной почве овощи и фрукты. Таким способом человек может заболеть холерой, бациллярной дезинтерией, брюшным тифом, паратифом и др. Аналогичным путем в организм человека могут попадать и черви-паразиты;
во-вторых, через цепь животные почва человек. Существует ряд заболеваний животных, которые передаются человеку (лептосориаз, сибирская язва, туляремия, лихорадка Ку и др.) путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных;
в-третьих, через цепь почва человек, когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.).
Рис. 15.4. Основные факторы и причины развития опустынивания
В процессе инженерно-хозяйственной деятельности человека горные породы, слагающие верхнюю часть земной коры, в той или иной степени претерпевают сжатие, растяжение, сдвижение, водонасыщение, осушение, вибрации и другие воздействия.
К числу основных антропогенных воздействий на породы относятся: статические и динамические нагрузки, тепловое воздействие, электрические воздействия и др.
Статические нагрузки. Это наиболее распространенный вид антропогенного воздействия на горные породы. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений, достигающих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород, достигающая глубин 70100 м. При этом наибольшие изменения наблюдаются в:
|
|
|
1) вечномерзлых льдистых породах, на участках залегания которых часто наблюдаются оттаивание, пучение и другие процессы;
2) сильносжимаемых породах, например, заторфованных, илистых и др.
Динамические нагрузки. Вибрации, удары, толчки и другие динамические нагрузки типичны при работе транспорта, ударных и вибрационных строительных машин, заводских механизмов и т. д. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы (пески, водонасыщенные лессы, торф и др.). Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются (равномерно или неравномерно), структурные связи нарушаются, возможно внезапное разжижение и образование оползней, обвалов, плывущих выбросов и других неблагоприятных процессов.
Тепловое воздействие. Повышение температуры горных пород наблюдается при подземной газификации углей, в основании доменных и мартеновских печей и др. В ряде случаев температура пород повышается до 4050 С, а иногда и до 100 С и более (в основании доменных печей). В зоне подземной газификации углей при температуре 10001600 С породы спекаются, «каменеют», теряют свои первоначальные свойства.
Электрическое воздействие. Создаваемое в горных породах искусственное электрическое поле (электрифицированный транспорт, ЛЭП и др.) порождает блуждающие токи и поля. Наиболее заметно они проявляются на городских территориях, где имеется наибольшая плотность источников электроэнергии. При этом изменяются электропроводность, электросопротивляемость и другие электрические свойства пород.
Массивы горных пород и, в первую очередь, их поверхностные толщи, в ходе инженерно-хозяйственного освоения, подвергаются мощному антропогенному воздействию.
Возникают (или усиливаются) такие опасные ущербообразующие геологические процессы, как оползни, карст, подтопление и др.
Оползни. Оползни представляют собой скольжение горных пород вниз по склону под действием собственного веса грунта и нагрузки фильтрационной, сейсмической или вибрационной
Карст. Геологическое явление, связанное с растворением водой горных пород (известняков, доломита, гипса или каменной соли), образованием при этом подземных пустот (пещер, каверн и др.) и сопровождаемое провалом земной поверхности, получило название карста. Массивы горных пород, в которых развивается карст, называются закарстованными.
|
|
|
Подтопление. Процесс подтопления яркий пример ответной реакции природной среды на действие антропогенных факторов. Впервые он привлек внимание при создании водохранилищ, когда уровень грунтовых вод по их берегам стал быстро подниматься.
Вечная мерзлота. В ряде районов земного шара (север Европы и Америки, север и восток Азии) толщи верхней части земной коры постоянно находятся в мерзлом состоянии. Их температура всегда ниже 0 С. Такие породы называют вечномерзлыми (или многолетнемерзлыми), а территорию областью вечной мерзлоты. На территории нашей страны они занимают более 60% площади. Происхождение вечной мерзлоты связывают с оледенением четвертичного периода.
Эндогенные геодинамические процессы землетрясения и вулканизм вызывают весьма значительные смещения горных пород в земной коре, уничтожают животный и растительный мир, приводят к многочисленным, а нередко к катастрофическим человеческим жертвам и другим тяжелым экологическим последствиям (подробнее об этих процессах см. в гл. 16).
Воздействия на недра
Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых.
Экологические и некоторые другие функции недр как природного объекта достаточно многообразны (рис. 15.7).
Рис. 15.7. Экологические и другие функции недр
Недра источник не только минеральных ресурсов, но и огромных энергетических запасов. По подсчетам ученых, в среднем из недр к поверхности поступает 32,3 1012 Вт геотермальной энергии.
Рис. 15.9. Экологические последствия разработки недр
|
|
|
