Основными водными артериями в Украине являются Днепр и Днестр, в бассейнах которых проживает около 80% населения страны.
Вследствие пренебрежения в течение последних десятилетий законами и принципами рационального природопользования экосистема Днепра деградировала,и нарушены связи между ее биотическими и абиотическими факторами. Основными причинами сложившейся ситуации являются: сооружение водохранилищ на Днепре (их 6); крупномасштабные мелиорации; строительство промышленных комплексов; огромные объемы водозабора для промышленности и орошения; колоссальные количества загрязнений. В бассейне Днепра функционируют 7 АЭС. По тем же причинам деградировала и экосистема Днестра, на дне которого аккумулируется все больше токсичных отходов, тяжелых металлов, радионуклидов; ценные виды рыб уже вымерли, а берега реки подвержены эрозии.
Для нужд промышленности и сельского хозяйства из Днепра ежегодно забирают около 15 млрд. м3 воды. Ежегодно с различными стоками в Днепр и водохранилища попадает около 500 тыс. т азотистых соединений, 40 тыс. т фосфорных, 20 тыс. т калийных, 1 тыс. т железа, 40 т никеля, 2 т цинка, 1 т меди, 0,5 т хрома.
В поверхностные водоемы Днепропетровской области ежегодно сбрасывается 1,9 млрд. м3 сточных вод, в том числе без очистки более 160 млн. м3. Большая часть такой воды приходится на долю крупнейших промышленных предприятий металлургической, химической, машиностроительной промышленности. В районе Днепропетровска днепровская вода содержит нефтепродукты, нитраты, нитриты, сульфаты, соли аммония, аммиак, хлориды, железо, цинк, медь, фосфор, хром, никель, свинец. Искусственно речной режим Днепра трансформирован в озерный. Водообмен снизился, образовались зоны застоя и замора, участились явления эвтрофикации. Кроме того, водохранилища заметно ухудшили состояние окружающей среды - поднялся уровень грунтовых вод далеко от берегов, увеличилось засоление грунтов, почти в 10 раз повысился объем подземного стока, а вместе с ним - значительно возросло загрязнение подземных вод, сменился водно-солевой режим грунтов в зонах ирригации, усилилась эрозия береговой зоны.
В тяжелом экологическом состоянии находится Азовское море. Около 40 - 50 лет назад в нем вылавливали рыбы в 35 раз больше по сравнению с Черным и 12 раз больше по сравнению с Балтийским морем. Объем добычи рыбы в отдельные годы превышал 300 тыс. т/год. В настоящее время улов рыбы уменьшился в 6 раз, а часть выловленной рыбы настолько загрязнена ядохимикатами, что употреблять ее в пищу небезопасно для здоровья.
Основные причины катастрофы Азовского моря следующие :
1. Хищнический вылов рыбы, который начался с 50-х годов;
2. Строительство плотин и водохранилищ на основных реках, питающих Азовское море (Дон, Кубань);
3. Интенсивное внедрение в соседних регионах оросительного земледелия и посевов риса вместо традиционных культур, что привело к интенсивной химизации, загрязнению грунта и вод, засолению; Кубань теперь недодает Азовскому морю 5 - 6 км3 пресной воды ежегодно; лишь проникновение воды Черного моря через Керченский пролив сохранило Азовское море;
4. Растущее загрязнение выбросами химической и металлургической промышленности (Мариуполь, Ростов, Таганрог, Камыш-Бурун); величина рН составляет 8,1 - 8,8;
5. Интенсивное строительство на побережье моря пансионатов и баз отдыха, что увеличило объем бытовых отходов и канализационных стоков в море;
6. Неконтролируемое увеличение смыва пестицидов в море с близлежащих сельскохозяйственных массивов, в том числе водами Дона и Кубани.
Экологическая обстановка в бассейне Черного моря выглядит не намного лучше. От участи Азовского моря пока что спасают его размеры и глубина. Водами Днепра, Южного Буга, Днестра, Дуная в черное море ежегодно вносятся миллионы кубометров токсичных стоков. Наблюдается сильное загрязнение шельфовых зон бытовыми и канализационными стоками, связанными с индустрией туризма, рекреации, а также несовершенством городских очистных сооружений. Благодаря этому в последние годы десятки раз закрывались пляжи Одессы, Ялты. Феодосии, Евпатории, Алушты . В последние годы в водах моря и донных отложениях значительно повысилась концентрация радионуклидов. Вследствие нарушения регионального гидродинамического, гидрохимического и теплового баланса водных масс моря постепенно поднимается верхняя граница насыщенных сероводородом глубинных вод. Сейчас она находится на отметке 80 - 110 м (ранее - на глубине 150 - 200 м).
Довольно высокая плотность населения Украины определяет и значительные объемы использования воды в коммунально-бытовом хозяйстве. Использование воды для хозяйственно-питьевых нужд составляет 5,3 км3, т.е. около 12 % водных ресурсов страны. В среднем на одного жителя этот расход составляет 250 л/сутки. Однако в крупных областных и промышленных городах на одного жителя расходуется свыше 350 л/сутки.
Большой расход воды на коммунально-бытовые нужды в городах объясняется значительными (в отдельных городах до 30 %) потерями воды при транспортировке.Это утечки в трубопроводах, неисправность запорной арматуры, аварии на водоводах и т.д. Кроме материального убытка, потери в трубопроводах вызывают подтопление (повышение уровня грунтовых вод) территории, что снижает несущую способность фундаментов домов и часто приводит к их разрушению.
Такие явления наблюдаются в Днепропетровске, Киеве, Одессе и других городах.
Расходование воды на одного сельского жителя значительно ниже приведенных цифр и составляет в среднем 60 л/сутки.
Коммунально-бытовое водоснабжение является одним из основных источников загрязнения водных объектов. Канализационные сточные воды городов, даже пройдя полный цикл биологической очистки, остаются токсичными и эпидемически опасными. Обеззараживание воды, в том числе питьевой, осуществляют, в основном, с помощью хлора. При этом процессе образуются многочисленные изомеры хлорпроизводных углеводородов. С помощью хромато-масс-спектрометрии в питьевой воде обнаружено более 40 таких примесей в количестве 0,03 - 0,3 ppb.
В водопроводной воде Днепропетровска содержание хлороформа порой в 3 - 4 раза превышает допустимые гигиенические пределы а четыреххлористого углерода - в 9 и более раз. Оба соединения обладают канцерогенными свойствами.
Загрязнение литосферы
Литосфера – это верхняя твердая оболочка Земли, постепенно с глубиной переходящая в сферы с меньшей плотностью вещества.Включает земную кору и верхнюю мантию Земли. Мощность литосферы 50-200 км, в том числе земной коры - до 50-75 км на континентах и 5 - 10 км на дне океана. Верхние слои литосферы (до 2 - 3 км, по некоторым данным - до 8,5 км) называются литобиосферой. В некоторых книгах понятие "литосфера" и "земная кора" рассматриваются как синонимы.
Химический состав земной коры на глубинах 10 - 20 км в основном (более 99%) следующий (в массовых долях, %:
Кислород 49,13 Калий 2,35
Кремний 26,00 Магний 2,35
Алюминий 7,45 Водород 1,00
Железо 4,20 Титан 0,61
Кальций 3,25 Углерод 0,35
Натрий 2,40 Хлор 0,20
Природные химические соединения элементов земной коры называются минералами. Из них и состоят многочисленные типы горных пород. Основными группами горных пород являются магматические, осадочные метаморфические.
Магматические породы- это результат застывания вулканической магмы, разлившейся по поверхности суши или внедрившийся в глубь земной коры. На глубине 15 - 30 км магматические породы представлены в основном гранитом. Подсчитано, что в 100 т гранита содержится в среднем 5 т железа, 0,54 т титана, 80 кг марганца, 30 кг хрома, а также никель, ванадий, медь, вольфрам.
Осадочные породы- это преимущественно поверхностные образования, возникшие при разрушении и переотложении других - ранее сформировавшихся - горных пород.
Метаморфические(от греч. метаморфоз - превращение) породы- это продукты изменения магматических и осадочных пород в результате воздействия физико-химических процессов, в основном - высоких температур и давлений. Литосфера не является застывшим, неподвижным образованием. В ней постоянно происходят длительные (многовековые перемещения материков) и кратковременные (землетрясения) физические процессы, вулканические извержения.
Человек практически не воздействует на литосферу, хотя верхние горизонты земной коры подвергаются сильной трансформации в результате эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Существуют проекты (отчасти реализованные) захоронения в недрах жидких и твердых промышленных отходов. Такие захоронения, а также подземные ядерные испытания могут инициировать так называемые "наведенные" землетрясения.
Эрозия почвы
Наибольшей трансформации подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы в пределах суши. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории. Из них важнейшее значение имеет плодородная почва. При неправильной эксплуатации почва безвозвратно уничтожается в результате эрозии, засоления и загрязнения промышленными и иными отходами. Под воздействием интенсивной хозяйственной деятельности возникает ускоренная эрозия почвы когда она разрушаеся в 100 - 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В результате такой эрозии за последнее столетие на планете утрачено 27 % пахотных земель, а общие потери земельных угодий за всю историю человечества составили 2 млрд.га, т.е.
В настоящее время площади пахотных земель дополнительно сокращаются из-за горнопромышленных разработок, расширения селитебных зон, промышленного и гидротехнического строительства. Застроенные земли сейчас занимают более 400 млн. га. площади может. Полностью урбанизированная поверхность, где дождевая вода не проникает в почву, составляет около 50 млн. га (соответствует площади такого государства как Франция).
Во время пыльных бурь,т.е. при крайней форме почвенной эрозии с каждого слоя пашни толщиной 1 см уносится до 30 кг/га азота, 22 кг/га фосфора и более 30 кг/га калия.
Эрозия является одной из главных причин уменьшения содержания гумуса в почвах: за последние 20 лет его содержание в пахотных почвах на планете снизилось на 8 - 30 %, а в Украине - на 9 %.
По сравнению с 1960 г обеспеченность населения Земли пахотными площадями уменьшилась с 0,45 до 0,23 га 1 человека (в Украине этот показатель составляет 0,63 га). Минимальные нормы питания требуют, чтобы на одного человека приходилось по крайней мере 0,6 га обрабатываемой земли.
Состояние лесных массивов
Разрушению почв и интенсификации эрозионных процессов способствует вырубка лесов. Их общая площадь на Земле составляет 42 млн. км2 (или 4,2 млрд. га). Ежегодно эта площадь уменьшается в на 1,5 - 2 %. Запасы живой древесины сейчас составляют 31 млрд. м³, а ее ежегодный прирост - 6 млрд. м3. Но большая часть прироста леса приходится на малонаселенные районы Аляски, Канады и Сибири. Зато в Юго-Восточной Азии и в Латинской Америке леса катастрофически не хватает. По данным ООН, ежегодный объем промышленной заготовки древесины превышает. 6 млрд. м3 . Если в середине 80-х годов ежегодно уничтожалось 11,3 млн. га лесов, то сейчас этот показатель возрос до 18 млн. га., что превосходит темпы естественного и искусственного возобновления лесов. В среднем на 10 вырубленных гектаров лесов сейчас приходится всего 1 га лесных посадок (в Африке это соотношение равно 29:1). К настоящему времени леса в Латинской Америке сведены на 37 % от первоначальных площадей, в Азии - на 42 %, в Африке - на 52 %.
Лесами планеты на сегодня накоплено 82 % всей фито - массы Земли. На лесные массивы приходится до 60 % всего кислорода, который выделяют растения. Особенно тревожит судьба амазонских и сибирских лесов, которые играют важнейшую роль в очистке атмосферы Земли и в стабилизации климата. Количество диоксида углерода в атмосфере, угрожающее глобальным потеплением, примерно на 25 - 30 % возросло именно из-за вырубки лесов. Кроме того, тропические леса - это еще и зона жизни: в них представлено более половины известных видов животных, 80 % насекомых планеты, 65 % известных видов растений.
Леса бассейна Амазонки являются неповторимым, уникальным регионом Земли (их площадь составляет более 6 млн. км2). Там сконцентрирован лесной массив, насчитывающий около 4 тыс. видов деревьев (в Европе - 200 видов ).
В последние годы особенно негативное влияние на лесные экосистемы оказывает загрязнение атмосферы оксидами азота, серы, углерода. От кислотных осадков пострадали леса Европы, и в первую очередь хвойные насаждения. Площадь поврежденных лесов составляет почти 35 % от общей площади лесных массивов континента. Доля деградировавших лесов особенно велика в тех странах, которые из-за своего соседства со странами, где выбросы серы в атмосферу значительны, оказались на путях трансграничных переносов кислотных осадков. Исключение составляет лишь Англия, которая является главным экспортером кислотных осадков в Европу. Она поставляет своим соседям в 11 раз больше соединений серы, чем получает сама. Поэтому в 1994 г. западноевропейские страны подписали соглашение, по которому они взяли обязательство сократить выбросы диоксида серы в атмосферу на 70 %.
Добыча полезных ископаемых.
Загрязнением земной поверхности сопровождаются и процессы добычи полезных ископаемых. Подсчитано, что при добыче 1 млн. т железной руды нарушается до 640 га земли, марганцевой - 600 га, угля - до 100 га. Ежегодно из недр Земли извлекается не менее 4 км3 горных пород и руд, причем прирост составляет около 3 % в год. Если в древние времена человек использовал лишь 18 элементов, к XVIII веку - 29, в XIX - 62, то в настоящее время используются все известные в земнойкоре элементы. Горное производстве способствует уничтожению растительного покрова, возникновению техногенных форм рельефа (карьеры, отвалы, хвостохранилища), деформации участков земной коры (особенно при подземном способе добычи полезных ископаемых). Косвенные воздействия проявляются в изменении режима грунтовых вод, в загрязнении воздушного бассейна, поверхностных и подземных вод. В итоге это приводит к повышению уровня заболеваемости местного населения. Среди загрязнений воздушной среды выделяется прежде всего запыленность и загазованность. Из подземных горных выработок ,шахт и рудников ежегодно выбрасывается около 200 тыс. т пыли; добыча угля в количестве 2 млрд. т в год из 4000 шахт в различных странах мира сопровождается выделением в атмосферу 27 млрд. м3 метана и 17 млрд. м3 углекислоты. Ежегодно в Донбассе 364 шахты выбрасывают 3870 млн. м3 метана и 1200 млн. м3 углекислого газа.
Горное производство негативно влияет на поверхностные водотоки и на подземные воды. Они сильно загрязняются механическими примесями и минеральными солями. Вместе с дренажными подземными водами они образуют так называемые шахтные и рудничные воды Их объемы неуклонно нарастают. В некоторых шахтах на 1 м3 добытого угля приходится 20 - 24 т шахтной воды .Ежегодно из угольных шахт на поверхность откачивается около 2,5 млрд. м3 загрязненных шахтных вод .Их сброс в природные или искусственные водоемы без предварительной очистки наносит природе большой вред. По Украине объем шахтных вод с содержанием солей более 1 г/л составляет 578 млн. м3 в год, а с содержанием солей более 3 г/л - 185 млн. м3. В некоторых шахтах Кривбаса содержание солей в шахтных водах достигает 10-100 г/л. Горное производство губительно сказывается на режиме малых рек. Только в Донбасе в малых реках из-за сброса шахтных вод минерализация возросла в 2 - 3 раза. Содержание взвешенных частиц в воде этих рек увеличилось 5 -10 раз, сульфатов - в 3 раза и т.д. При открытых горных работах в первую очередь истощаются запасы высококачественных пресных вод.