Тема 2.2 Екологічні проблеми використання природних ресурсів

Після опрацювання матеріалу теми Ви повинні знати:

- джерела техногенного впливу на атмосферу:

- основні забруднювачі атмосфери;

- екологічні наслідки забруднення атмосфери;

- заходи боротьби із забрудненням атмосфери;

- джерела забруднення, види забруднення та забруднювачі

водойм;

- причини та наслідки евтрофікації водойм;

- основні антропогенні забруднювачі Світового океану;

- методи очищення стічних вод;

- функції ґрунтів у біосфері;

- причини деградації та антропогенні забруднювачі

ґрунтів;

- вплив пестицидів на екосистему та людину;

- основні шляхи екологізації сільськогосподарського

виробництва;

- види й джерела енергії;

- вплив енергетичних об'єктів на навколишнє середо-

вище;

- екологічні аспекти альтернативної енергетики;

- шляхи енергозбереження.

На основі набутого знання Ви повинні вміти:

- обґрунтовувати ймовірність впливу різних видів забруд-

нення на навколишнє середовище;

- виявляти основні причини та джерела порушення еколо-

гічної рівноваги;

- аналізувати вплив різних видів забруднення на екосис-

тему, зокрема, людину;

- розраховувати ступінь забруднення повітря, ґрунту й

води відповідно до чинних нормативів;

- виконувати розрахунки для визначення економічних

збитків від забруднення довкілля;

- уникати наслідків негативного впливу;

- давати еколого-економічну оцінку природних ресурсів.

14В Основи екології

Ключові ПОНЯТТЯ І ТЕРМІНИ

•S

атмосфера;

біосфера;

техногенний вплив;

евтрофікація водойм;

екологічна рівновага;

ступінь забруднення;

теплоенергетика;

шкідливі речовини;

парниковий ефект;

концентрація парникових газів;

клімат;

мінеральні добрива;

нітрати;

газо-димові викиди;

ерозія ґрунтів;

засолення ґрунтів;

заболочування ґрунтів;

•S кислотність середовища;

S кислотні дощі;

•S закислення озер;

S озон;

•S ≪озонова діра≫;

S важкі метали;

•S абсорбція;

•S гідросфера;

S Світовий океан;

S пестициди;

•/ дампінг;

S побутове сміття;

•S якість води;

•S літосфера;

•S опустелювання;

S альтернативні джерела енергії;

S природні ресурси.

2.2.1. Екологічна оцінка атмосфери

Атмосфера — одна з найважливіших складових частин біо-

сфери. Вона надійно захищає живі організми від космічного

й ультрафіолетового випромінювання, визначає загальний

тепловий режим поверхні Землі, впливає на кліматичні умови,

а через них на режими річок, ґрунтово-рослинний покрив та

процеси формування рельєфу. Саме атмосфера регулює кіль-

кість сонячної енергії, необхідної для життя. Якщо не було б

атмосфери, вдень Сонце розігрівало б земну поверхню до

+100 °С, а вночі до -100 °С її охолоджував би космос. Діапазон

коливань добових температур у межах 200 °С перевищує мож-

ливості виживання переважної більшості живих організмів.

Джерела забруднення атмосфери та її забруднювачі.

Забруднення атмосферного повітря — це будь-яка зміна складу

і властивостей повітря, що негативно впливає на здоров'я

людей і тварин, стан рослинного покриву та екосистеми.

Забруднення атмосфери може бути природним і штучним.

До природних забруднювачів повітря належать вулканічна

діяльність, вивітрювання гірських порід, вітрова ерозія, пилок

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 147

квіткових рослин, дим від лісових і степових пожеж. Доміш-

ками, які надходять із природних джерел, є пил вулканічного,

космічного, рослинного походження; продукти ерозії ґрунту;

тумани; гази вулканічного походження; дим і гази від лісових і

степових пожеж.

Штучне забруднення пов'язане із викидами різних забруд-

нюючих речовин у процесі діяльності людини. За агрегатним

складом викиди шкідливих речовин в атмосферу поділяються

на газоподібні (діоксид сульфуру SO2, діоксид карбону СО2,

озон О3, оксид нітрогену NO), рідкі (кислоти, луги, розчини

солей та ін.) і тверді (канцерогенні речовини, свинець і його

сполуки, ртуть, кадмій, органічний і неорганічний пил, сажа,

смолянисті речовини тощо.).

Забруднення атмосфери

Природне забруднення Штучне забруднення

• Газоподібні

• Рідкі

• Тверді

• діоксид сульфуру SO2

• діоксид карбону СО2

• озон О3

• оксид нітрогену N0

• кислоти

• луги

• розчини солей

• канцерогенні речовини

• свинець і його сполуки

• ртуть

• кадмій

• органічний

і неорганічний пил

• сажа

• смолянисті речовини

• вулканічна діяльність

• вивітрювання гірських

порід

• вітрова ерозія

• пилок квіткових рослин

• дим від лісових

і степових пожеж

• домішки, які надходять

з природних джерел:

• пил космічного,

вулканічного

та рослинного

походження

• продукти ерозії ґрунту

• тумани

• гази вулканічного

походження

На сьогодні основними забруднювачами атмосферного

повітря є різні галузі промисловості а саме:

- теплоенергетика,

- підприємства металургійного комплексу,

- нафтовидобувна промисловість,

- нафтохімічна промисловість,

1 48 Основи екології

- автотранспорт,

- виробництво будівельних матеріалів.

Теплоенергетика включає теплові й атомні електростанції,

промислові та міські котельні. Близько 70-80% світової електро-

енергії виробляється на теплових електростанціях. У процесі

спалювання вугілля, нафти, природного газу, торфу в атмо-

сферу виділяється дим, що містить продукти повного (діоксид

карбону і пари води) і неповного (оксиди карбону, сульфуру,

нітрогену, вуглеводні та ін.) згорання.

При спалюванні 20 тис. т вугілля на теплоелектростанції

потужністю 2,4 млн кВт за добу в атмосферу викидається 680 т

SO2 і SO3, 200 т — NOX, 120-140 т — твердих частинок (попіл,

пил, сажа).

Атомні електростанції є джерелом забруднення повітря

радіоактивним йодом, радіоактивними інертними газами та

аерозолями.

Котельні утворюють мало оксидів нітрогену, проте викида-

ють багато продуктів неповного згорання.

Підприємства металургійного комплексу посідають друге

місце за загальною кількістю викидів в атмосферу серед галу-

зей промисловості (після теплоенергетики). Переважно викиди

цих підприємств складаються з оксидів карбону, твердих речо-

вин, діоксиду сульфуру, оксидів нітрогену. Основними джере-

лами викидів у чорній металургій є агломераційне виробництво,

виплавка чавуну і сталі. У кольоровій металургії джерелами

утворення викидів є виробництво глинозему, алюмінію, купруму,

плюмбуму, стануму, цинку, нікелю та дорогоцінних металів.

Забруднюючі речовини підприємств металургійного комп-

лексу розносяться на відстань до 60 км від джерела забруднення,

як свідчить аналіз аерокосмічних знімків снігового покриву.

Нафтовидобувна і нафтохімічна промисловість утворює

за обсягом відносно небагато викидів. Проте вони характери-

зуються високою токсичністю, значною різноманітністю і кон-

центрованістю, тому становлять загрозу для всіх живих орга-

нізмів. На різноманітних виробництвах атмосферне повітря

забруднюється оксидами сульфуру, сполуками фтору, аміаком,

сумішами окису нітрогену, хлористими сполуками, сірковод-

нем, неорганічним пилом тощо.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 1 49

Викиди автотранспорту. Викидні гази двигунів внутріш-

нього згорання містять велику кількість токсичних сполук —

бенз(а)пірен, альдегіди, оксиди нітрогену і карбону і особливо

небезпечні сполуки свинцю. У світі нараховується декілька

мільйонів автомобілів, які спалюють велику кількість нафто-

продуктів, істотно забруднюючи атмосферне повітря.

Встановлено, що найбільша кількість забруднюючих речо-

вин надходить в атмосферу при розгонці автомобіля, при рухові

з малою швидкістю, при гальмуванні та під час роботи двигуна

на холостому ходу. Створення у містах систем руху в режимі

≪зелена хвиля≫ зменшує кількість зупинок транспорту на пере-

хрестях і сприяє зменшенню забрудненості атмосферного

повітря у містах.

Виробництво будівельних матеріалів. Інтенсивне забруд-

нення атмосферного повітря відбувається при видобутку і

переробці мінеральної сировини, при викидах пилу і газів із

підземних гірських виробіток тощо.

В Україні найбільше викидів оксидів нітрогену, діоксидів

сульфуру та пилу, станом на 2004 p., спостерігалося на підпри-

ємствах паливно-енергетичного комплексу — відповідно 58%,

75% і 56%, вуглеводнів і летких органічних сполук (ЛОС) — на

підприємствах видобувної промисловості (72%), оксиду кар-

бону — на підприємствах обробної промисловості (72%).

Аналіз стану атмосферного повітря в Україні свідчить, що у

2004 р. середньорічний вміст пилу в повітрі перевищував нор-

матив екологічної безпеки у 23 містах; вміст діоксиду нітро-

гену в повітрі — у ЗО містах; вміст оксиду карбону — в 11 міс-

тах; діоксиду сульфуру — у 4 містах.

Рівень забруднення атмосферного повітря в Україні зали-

шається високим, незважаючи на значний спад виробництва,

що пов'язано зі збільшенням кількості автомобілів, у тому

числі тих, які були в користуванні.

Проблема техногенного перегрівання атмосфери — пар-

никовий ефект. На теперішній час спостерігається зміна клі-

мату, яка виражається у поступовому підвищенні середньо-

річної температури, починаючи з другої половини минулого

століття. Більшість учених пов'язує це з накопиченням в

атмосфері так званих парникових газів — діоксиду карбону

Л 5О Основи екології

(С02), метану (CN4) хлорфторвуглеводних (ХФВ), озону (О3),

оксидів нітрогену (NOX)

Ще в 1827 р. французький фізик Жозеф Фур'є припустив,

що атмосфера Землі виконує функцію скла в теплиці: повітря

пропускає сонячне тепло, не даючи йому при цьому випарову-

ватися назад у космос. Цей ефект досягається завдяки деяким

атмосфернимгазам другорядного значення,якими є,наприклад,

водяні випари і діоксид карбону. Вони пропускають більшу

частину сонячного випромінювання, але поглинають ≪далеке≫

інфрачервоне випромінювання, що має більш низьку частоту

й утворюється при нагріванні земної поверхні сонячними про-

менями. Якби цього не відбувалося, Земля була б приблизно на

30° холодніша, ніж; зараз, і життя б на ній практично

завмерло.

Сьогодні вже мало хто з учених, що займаються цією проб-

лемою, заперечує той факт, що діяльність людини викликає

підвищення концентрації парникових газів в атмосфері. На

думку Міжурядової комісії зі зміни клімату, ≪збільшення кон-

центрації парникових газів приведе до розігріву нижніх шарів

атмосфери і поверхні землі... Будь-яка зміна в здатності Землі

відображати і поглинати тепло, у тому числі викликана збіль-

шенням вмісту в атмосфері парникових газів і аерозолів, при-

зведе до зміни температури атмосфери і світових океанів і

порушить стійкі типи циркуляції та погоди≫.

Проте ведуться запеклі суперечки навколо того, яка кон-

кретно кількість цих газів викликає потепління клімату і якою

мірою, а також; коли це відбудеться. Річ у тому, що навіть коли

зміна клімату дійсно відбувається, у цьому важко бути впевне-

ним на сто відсотків. Світові середні температури можуть

сильно коливатися в межах кількох років і десятиліть — при-

чому з природних причин. Проблема в тому, що вважати серед-

ньою температурою і на підставі яких критеріїв стверджувати,

чи дійсно вона змінилася в той чи інший бік.

Наприкінці 80-х — початку 90-х pp. кілька років поспіль

середньорічна глобальна температура була вища від звичай-

ної. Це викликало побоювання в тому, що викликане людською

діяльністю глобальне потепління вже почалося. Учені погоди-

лися, що за останні 100 років середньорічна глобальна

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 1 5 Л

температура піднялася на 0,3-0,6° С Однак серед них немає

згоди в тому, чим саме викликане це явище. Важко з упевне-

ністю сказати, відбувається глобальне потепління чи ні, тому

що ріст температури, який спостерігається, все ще перебуває в

межах природних температурних коливань. Тільки треба вра-

ховувати, що, за розрахунками різних авторів, підвищення цієї

температури на 1,5-2,5° призведе до зникнення ≪крижаних

шапок≫ Землі і підвищення загального рівня Світового океану

на 100-150 м. Наслідком цього, на думку багатьох учених, може

бути зміна погоди і збільшення кількості опадів, що, у свою

чергу, приведе до підйому рівня Світового океану.

Науковці уже відзначили зміни в картині випадіння опадів.

Встановлено, що в межах помірного кліматичного поясу за

останні 30-40 років випадає опадів на 10% більше, ніж: у мину-

лому. Водночас кількість опадів над екватором скоротилася на

ті ж 10%. Подальша зміна в системі випадіння опадів справить

величезний вплив на сільське господарство, зміщуючи зони

обробітку культур у північні райони Північної Америки та

Євразії. Найсприятливіші умови для вирощування культур

складуться в сільськогосподарських регіонах Росії, а рясні

опади будуть випадати в Північній Африці, де посуха триває з

1970 р.

Невизначеність у питанні глобального потепління поро-

джує скепсис з приводу небезпеки, що загрожує. Проблема в

тому, що коли гіпотеза про антропогенні фактори глобального

потепління підтвердиться, уже пізно буде що-небудь розпочи-

нати.

Кислотні опади. Одна з важливих екологічних проблем, з

якою пов'язують окислення природного середовища, — кис-

лотні дощі. Терміном ≪кислотні опади≫ називають усі види

метеорологічних опадів — дощ, сніг, град, туман, дощ зі сні-

гом, рН яких менший, ніж середнє значення рН дощової води

(середній рН для дощової води дорівнює 5,6). Кислотний дощ

утворюється в результаті реакції між водою і такими забруд-

нюючими речовинами, як оксид сульфуру (БОг) і різними окси-

дами нітрогену (NOX). Ці речовини викидаються в атмосферу

автомобільним транспортом, у результаті діяльності металур-

гійних підприємств та електростанцій, а також; при спалюванні

Л 52 Основи екології

вугілля і деревини. Вступаючи в реакцію з водою атмосфери,

вони перетворюються в розчини кислот — сірчаної, сірчистої,

нітрогеністої і нітрогенної. Потім, разом зі снігом чи дощем,

вони випадають на землю, що й знижує рН дощової води.

Уперше термін ≪кислотний дощ≫ був введений у 1872 р.

англійським дослідником Ангусом Смітом. Його увагу привер-

нув вікторіанський смог у Манчестері. І хоча вчені того часу

відкинули теорію про існування кислотних дощів, проте сьо-

годні вже ніхто не сумнівається, що кислотні дощі є однією з

причин загибелі життя у водоймах, лісів, врожаїв і рослин-

ності. Крім того, кислотні дощі руйнують будинки і пам'ятки

культури, трубопроводи, приводять у непридатний стан авто-

мобілі, знижують родючість ґрунтів і можуть призводити до

проникання токсичних металів у водоносні шари ґрунту.

Яскравим прикладом негативного впливу кислотних опадів

на природні екосистеми є закислення озер.

Таблиця 2.2.1

Вплив рН (кислотності середовища) на гідробіонти

рН

7-9,2

6

5,5

5

4,5

Вплив на організм

Найкращий розвиток організмів

Гинуть прісноводні креветки

Гинуть донні бактерії

Гине фітопланктон

Гине вся риба, більшість жаб і комах

Особливо інтенсивно закислення озер відбувається у

Канаді, Швеції, Фінляндії. Це пояснюється тим, що значна

частина викидів сульфуру таких промислово розвинутих

країн, як США, Німеччина і Великобританія, осідають саме на

їхніх територіях.

З нагромадженням органічних речовин на дні водойм із них

починають вилуговуватися токсичні метали. Підвищена кис-

лотність води сприяє високій розчинності таких небезпечних

металів, як алюміній, кадмій, ртуть і свинець, з донних відкла-

день і ґрунтів. Ці токсичні метали становлять небезпеку для

здоров'я людини.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 1 53

Кислотний дощ завдає шкоди не тільки водній флорі й

фауні. Він також: знищує рослинність на суходолі. Вчені вва-

жають, що, хоча до сьогодні механізм до кінця ще не вивчений,

складна суміш забруднюючих речовин, що включає кислотні

опади, озон і важкі метали у сукупності призводить до деграда-

ції лісів. Вплив кислотних дощів знижує стійкість лісів до

засухи, хворіб, природних забруднень, що зумовлює ще більш

виражену їхню деградацію як природних екосистем.

Економічні втрати від кислотних дощів у СІЛА становлять

щорічно на східному узбережжі 13 млн доларів, і до кінця сто-

ліття збитки сягнуть 1750 млрд доларів від втрати лісів,

8 300 млрд доларів від втрати врожаїв. Єдиний спосіб змінити

ситуацію на краще, на думку багатьох фахівців, — зменшити

кількість шкідливих викидів в атмосферу.

Наслідки випадання кислотних дощів спостерігаються в

США, Німеччині, Чехії, Словаччині, Нідерландах, Швейцарії,

Австралії, Україні і ще в багатьох країнах земної кулі.

Озон і озоновий шар в атмосфері. Озоновий шар — це повіт-

ряний шар у верхніх шарах атмосфери (стратосфері), що скла-

дається з особливої форми кисню — озону. Молекула озону

складається з трьох атомів кисню (О3). Озоновий шар почина-

ється на висотах близько 8 км над полюсами (чи 17 км над

екватором) і сягає висоти приблизно 50 км. Однак щільність

озону дуже низька, і якщо стиснути його до щільності, яку

має повітря біля поверхні землі, то товщина озонового шару

не перевищить 3,5 мм. Озон утворюється, коли сонячне ультра-

фіолетове випромінювання бомбардує молекули кисню.

Оскільки озоновий шар поглинає ультрафіолетове випро-

мінювання, то його руйнування призведе до більш високих рів-

нів ультрафіолетового випромінювання на поверхні Землі. Це,

у свою чергу, викличе збільшення випадків захворювання на

рак шкіри. Іншим наслідком підвищеного рівня ультрафіоле-

тового випромінювання стане розігрівання поверхні землі, а

отже, зміна температурного режиму, режиму вітрів і дощів і

підвищення рівня моря.

У 1985 р. британські науковці повідомили результати спо-

стереження за атмосферою, згідно з якими за попередні вісім

років весняний вміст озону над Північним і Південним

1 54- Основи екології

полюсами зменшився на 40% — це явище отримало назву ≪озо-

нових дір≫. Існують різні причини цього феномену:

1) руйнування озонового шару оксидами нітрогену, що над-

ходять із двигунів надзвукових транспортних літаків і

ракет;

2) особливості циркуляції атмосфери — повітряні потоки з

нижніх шарів атмосфери під час руху вгору розштовху-

ють озон;

3) руйнування озону в атмосфері сполуками хлорфтор-

вугл еводнями.

Проте переважна більшість науковців вважають, що сполуки

хлору — хлорфторвуглеводні (ХФВ), які широко використовува-

лися в промисловості та у побуті, руйнують озоновий шар Землі.

ХФВ вже більше 60 років використовуються як холодоагенти в

холодильниках і кондиціонерах, як пропеленти для аерозольних

сумішей, піноутворюючі агенти у вогнегасниках, очищувачі для

електронних приладів, при виробництві пінопластиків.

ХФВ дуже стійкі й неактивні, проте, коли вони підніма-

ються до висоти приблизно 25 км, де концентрація озону мак-

симальна, вони руйнуються під інтенсивним впливом ультра-

фіолетового проміння. Зруйновані компоненти ХФВ володіють

високою реакційною здатністю, зокрема, хлор. При руйнуванні

озону хлор діє подібно до каталізатора: в ході хімічного про-

цесу його кількість не зменшується. Унаслідок цього один атом

хлору може зруйнувати до 100 000 молекул озону, перш ніж: він

буде дезактивований або повернеться в нижні шари атмо-

сфери. Вважається, що час життя в атмосфері для двох

розповсюджених ХФВ — фреон-11 і фреон-12 становить 75 і

100 років відповідно.

У середині вересня 1987 р. представники 24 країн зустрі-

лися у Монреалі і підписали угоду, за якою зобов'язалися ско-

ротити вдвічі використання озоноруйнівних ХФВ до 1999 р.

Однак у зв'язку із ситуацією, що погіршується, у 1990 р. в Лон-

доні було прийнято поправки до Монреальського протоколу.

Відповідно до Лондонських поправок у список регульованих

ХФВ увійшло ще десять речовин, і було прийнято рішення

припинити використання ХФВ, галогенів і чотирихлористого

вуглецю до 2000 p., а метилхлороформу — до 2005 р.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології Л 55

\

Методи захисту повітряного середовища

від шкідливих викидів

Методи захисту повітряного середовища

архітектурно-

планувальні

\

інженерно-

організаційні

\

екологізація

виробництв

техніко-технологічні організація

заходи очистки викидів санітарно-захисних зон

Коротко розглянемо зазначені заходи.

Архітектурно-плану вальні заходи пов'язані з правиль-

ним взаємним розміщенням джерел викидів і житлової забу-

дови з урахуванням напрямку вітру, облаштуванням навколо

промислових підприємств зелених зон тощо.

Інженерно-організаційні заходи спрямовані на зниження

інтенсивності руху автотранспорту. Будівництво об'їзних і

окружних доріг навколо міст і населених пунктів, спорудження

різнорівневих розв'язок на перехрестях доріг, збільшення

висоти димових труб для кращого розсіювання пилогазових

викидів в атмосфері.

Екологізація виробництв, а саме впровадження безвідход-

них та маловідходних технологій, дає змогу значно знизити

рівень забруднення атмосфери. Найперспективніпіими напря-

мами є перехід підприємств теплоенергетики з твердого палива

на природний газ; використання вторинних енергоресурсів у

вигляді гарячої води і гарячих газів.

Техніко-технологічні заходи очистки викидів. Існують

різні методи очистки викидів від твердих, рідких і газоподіб-

них домішок. На основі цих методів розроблено багато при-

строїв та приладів, комплексне їхнє використання забезпечує

високоефективне очищення пилегазових викидів.

Для очищення газів від твердих і рідких часток використо-

вують технології сухої інерційної очистки газів, мокрої

очистки газів, фільтрації, електростатичного осадження.

Сухі пиловловлювачі (осаджувальні камери, інерційні пило-

вловлювачі, циклони) призначені для грубого механічного очищен-

ня викидів від великих і важких часток пилу. Принцип роботи - осі-

дання частинок під дією відцентрових сил і сили земного тяжіння.

1 56 Основи екології

Мокрі пиловловлювачі (порожнисті газопромивачі, скру-

бери тарілчасті, барботажні та пінні газопромивачі, газопро-

мивачі з рухливою насадкою, мокрі апарати ударно-інерційної

дії, швидкісні турбулентні газопромивачі) потребують подання

води і працюють за принципом осадження частинок пилу на

поверхні крапель під дією сил інерції та броунівського руху.

Фільтри (тканинні, паперові, керамічні, із волокнистих

матеріалів тощо) належать до високоефективних типів апара-

тів сухої очистки газів. Вони здатні затримувати тонкодисперсні

частинки пилу до 0,05 мкм. В основі роботи фільтрів усіх видів

є пропускання запиленого повітря через пористі середовища.

При цьому частинки пилу, завислі у газі, під дією броунівської

дифузії, ефекту дотику, інерційних, електростатичних та граві-

таційних сил осідають у пористому середовищі.

Електрофільтри є досконалими приладами для очистки

газів від пилу. Принцип роботи всіх типів електрофільтрів базу-

ється на ударній іонізації пилогазового потоку і осіданні пилу

на осаджувальних і коронуючих електродах. Забруднені гази,

які надходять в електрофільтр, завжди є частково іонізова-

ними за рахунок різних зовнішніх факторів, тому вони можуть

проводити струм, потрапляючи у простір між двома електро-

дами. У просторі між: заземленими коронуючим і осаджуваль-

ним електродами утворюється електричне поле змінної напруги

за силовими лініями, які спрямовані від коронуючого до оса-

джувального електрода або навпаки. Осаджені частинки пилу

під дією сили тяжіння потрапляють у пилозбірник.

Для очистки газів від токсичних газо- і пароподібних ком-

понентів використовують методи абсорбції, адсорбції, тер-

мічні і каталітичні.

Абсорбційний метод побудований на поглинанні речовин із

суміші газів рідинами з утворенням розчинів. Рідини, які вико-

ристовують для поглинання газоподібних домішок, називають

абсорбентами. Фізична сутність процесу абсорбції пояснюється

так званою теорією плівки, згідно з якою при дотику рідини та

газів на поверхні розділу фаз утворюється рідина та газова

плівка. За рахунок сил дифузії розчинний у рідині компонент

газоповітряної суміші проникає спочатку крізь газову плівку, а

потім — крізь рідину і потрапляє у внутрішні шари абсорбенту,

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 1 57

розподіляючись в його об'ємі. Газоподібні ціанисті сполуки

абсорбують наприклад, 5%-ним розчином залізного купоросу.

Адсорбційний метод дає змогу поглинати газоподібні

домішки активними поверхнями твердих речовин. Фізична

основа процесу адсорбції — здатність деяких твердих тіл з уль-

трамікроскопічною структурою (адсорбентів) вибірково виді-

ляти та концентрувати на своїй поверхні окремі компоненти

газової пароповітряної суміші або розчину. В пористих тілах з

капілярною структурою поверхневе поглинання доповнюється

капілярною конденсацією. Наприклад, на АЗС широко вико-

ристовується метод очистки технологічних газів методом сорб-

ції радіоактивних продуктів на вугільних фільтрах. Термічні

методи знешкодження газоподібних сполук ґрунтуються на

нейтралізації промислових і вентиляційних газів у результаті

високотемпературного доспалювання. Воно може здійснюва-

тися як за рахунок змішування цих викидів з повітрям без

додаткового використання палива, так і з додаванням палива, а

також як з утилізацією тепла, так і без нього.

Каталітичний метод полягає в нейтралізації шкідливих

речовин, які містяться у виробничих газах, у результаті їхньої

взаємодії з компонентами цього ж газу або спеціальними добав-

ками під впливом каталізатора. На поверхні каталізатора в

результаті його взаємодії з компонентами викидів утворю-

ються проміжні сполуки, які вступають у подальші хімічні

перетворення з відновленням первинного хімічного складу

каталізатора та зв'язуванням шкідливих речовин у нешкід-

ливі сполуки.

Широко використовуються паладійовмісні і ванадієві ката-

лізатори. Так, за допомогою каталітичного методу проводиться

відновлення оксидів нітрогену аміаком до елементарного

нітрогену.

Організація санітарно-захисних зон. Санітарно-захисна

зона — це смуга, яка відділяє джерело промислового забруд-

нення від житлових або громадських будівель для захисту

населення від впливу шкідливих чинників виробництва

(викиди пилу або інші види забруднення середовища).

Ширину санітарно-захисних зон встановлюють залежно

від класу виробництва, ступеня шкідливості й кількості

1 58 Основи екології

виділених в атмосферу речовин і приймають від 50 до 1000 м.

Наприклад, для цементних заводів, потужність яких більше

150 тис. т цементу в рік (І клас виробництва) ширина сані-

тарно-захистної зони — 1000 м, а для підприємств V класу

виробництва — 50 м.

Санітарно-захисна зона повинна бути впорядкована та

озеленена газостійкими породами дерев і чагарників,

наприклад, тополею пірамідальною, робінією несправжньо-

акацієвою, кленом гостролистим, ялиною колючою, липою

серцелистою та ін.

2.2.2. Забруднення гідросфери

Екологічні проблеми використання водних ресурсів. Існу-

вання біосфери і людини зокрема завжди ґрунтувалося на

використанні води. Людство постійно збільшувало водоспожи-

вання, піддаючи гідросферу великому різноманіттю впливів.

Передусім це стосується таких небезпечних впливів, як забруд-

нення і виснаження поверхневих і підземних прісних вод. На

будь-яку водойму впливають умови формування поверхневого

або підземного водного стоку, різноманітні природні явища,

транспорт, промислове і комунальне будівництво, господарська

та побутова діяльність людини. Наслідком цих впливів є вне-

сення у водне середовище нових, невластивих йому забрудню-

вачів, що погіршують якість води.

Світові проблеми прісної води. Вода і життя — поняття

нероздільні. На Землі всього 2% гідросфери припадає на прісні

води, проте вони постійно відновлюються. Прісні водні ресурси

існують завдяки кругообігу води. Унаслідок випаровування

утворюється гігантський об'єм води, що становить 525 тис. км3

у рік. Щороку із Світового океану і суходолу під дією сонця

випаровується шар води товщиною приблизно 1250 км. Час-

тина води знову потрапляє з опадами в океан, а інша частина

переноситься вітрами на суходіл і живить ріки та озера, льодо-

вики й підземні води.

Запаси прісної води потенційно великі. Однак у будь-якому

районі світу вони можуть виснажуватися через нераціональне

водокористування або забруднення. Кількість таких територій

зростає, охоплюючи цілі географічні райони. Потреба у воді не

Розділ 2. Прикладні аспекти екологЦ 1 59

задовольняється для 20% міського і 75% сільського населення

світу. Обсяг споживаної води залежить від регіону і рівня життя

і становить від 3 до 700 л за добу на одну людину.

Споживання води промисловістю також залежить від еко-

номічного розвитку цього району. Наприклад, у Канаді про-

мисловість споживає 84% усього водозабору, а в Індії — 1%.

Найбільш водоємні галузі промисловості:

- сталеливарна,

- хімічна,

- нафтохімічна,

- целюлозно-паперова,

- харчова,

- сільське господарство.

Вони використовують майже 70% усієї води, що затрачаєть-

ся у промисловості. В середньому у світі на промисловість іде

приблизно 20% усієї споживаної води. Головний же споживач

прісної води — сільське господарство: на __________його потреби іде 70-

80% усієї прісної води. Зрошувальне землеробство займає

лише 15-17% площі сільськогосподарських угідь, а дає поло-

вину всієї продукції, майже 70% посівів бавовнику у світі існує

завдяки зрошенню.

Стік рік змінюється залежно від коливань клімату. Втру-

чання людини в природні процеси торкнулося вже й річкового

стоку.У сільському господарстві велика частина води не повер-

тається в ріки, а витрачається на випаровування та утворення

рослинної маси, тому ЩО при фотосинтезі водень з молекул

води переходить в органічні сполуки. Для регулювання стоку

рік рівномірно протягом року побудовано 1500 водоймищ (вони

регулюють до 9% усього стоку). На стік рік Далекого Сходу,

Сибіру і Півночі європейської частини господарська діяльність

людини майже не вплинула. Однак у найбільш обжитих райо-

нах він скоротився на 8 %, а в таких ріках, як Терек, Дон, Дністер

і Урал, — на 11-20%. Помітно зменшився водний стік у Волзі,

Сирдар'ї й Амудар'ї.

Обмежені і навіть убогі в багатьох країнах запаси прісних

вод значно скоротилися через забруднення. Зазвичай забруд-

нюючі речовини розділяють на кілька класів залежно від

їхньої природи, хімічної будови й походження.

"І 6О Основи екології

Джерела забруднення гідросфери. Процеси забруднення

гідросфери пов'язані з різними чинниками, проте основними

джерелами є:

- витік нафти і нафтопродуктів;

- скидання у водойми неочищених стічних вод;

- змив отрутохімікатів зливовими опадами;

- підприємства хімічної, гірничо-видобувної, нафтової,

целюлозно-паперової промисловості;

- морський і річковий транспорт;

- сільське господарство.

Підприємства нафтової промисловості забруднюють гідро-

сферу насамперед унаслідок витоку нафти і нафтопродуктів на

всіх її виробничих етапах, зокрема, втрати під час видобутку,

при транспортуванні, розвантаженні і перевантаженні. Надзви-

чайно небезпечними для водних ресурсів є стічні промислові

води, які забруднюють екосистеми найрізноманітнішими ком-

понентами залежно від особливостей галузей промисловості.

Велика кількість небезпечних забруднюючих речовин,

таких як пестициди, амонійний і нітратний нітроген, фосфор,

калій та ін., змиваються із сільськогосподарських угідь під час

зливових опадів, негативно впливаючи на стан водойм.

Види забруднення та забруднювачі водойм. Під забруднен-

ням водойм розуміють потрапляння у значних кількостях і

концентраціях забруднювачів, які послаблюють біосферні

функції водойм та порушують нормальні умови середовища.

Забруднення води проявляється у зміні фізичних, органо-

лептичних властивостей (порушення прозорості, забарвлення,

запаху, смаку), збільшенні вмісту сульфатів, хлоридів, нітра-

тів, токсичних важких металів, зменшенні розчиненого у воді

кисню повітря, появі радіоактивних елементів, хвороботвор-

них бактерій тощо.

Забруднювачем водойми може бути будь-який фізичний

агент, хімічна речовина або біологічний вид, який потрапляє у

водне середовище або виникає у ньому в кількостях, які вихо-

дять за звичайні межі — природних коливань або середнього

природного росту.

Серед фізичних агентів забруднювачами можуть бути

тепло, радіоактивні речовини. Хімічними забруднювачами

Розділ 2. Прикладні аспекти екології Л 6 1

водойм є нафта і нафтопродукти, пестициди, важкі метали, діо-

ксини, синтетичні поверхнево-активні речовини. Надзвичайно

небезпечними забруднювачами води є біологічні види,

наприклад, віруси та інші хвороботворні мікроорганізми.

Основні види забруднення

• хімічне

_, • бактеріальне

Основні види

забруднення ' Радіоактивне

• механічне

• теплове

Хімічне забруднення — найпоширеніше та найстійкіше.

Воно може бути органічне (феноли, нафтенові кислоти, пести-

циди та ін.),неорганічне (солі, кислоти, луги),токсичне (миш'як,

сполуки ртуті, свинцю, кадмію та ін.) і нетоксичне.

Неорганічне забруднення залежно від вмісту у воді інших

речовин призводить до зміни рН водного середовища до зна-

чення 5,0 або вище 8,0, тоді як риба в прісній і морській воді

може існувати тільки в діапазоні рН 5,0-8,5.

Бактеріальне забруднення — проявляється у появі у воді

патогенних бактерій, вірусів, найпростіших, грибків тощо.

Радіоактивне забруднення — виникає внаслідок прове-

дення ядерних випробувань, аварій на атомних підприємств та

накопичення радіоактивних відходів. Воно надзвичайно небез-

печне навіть при дуже малих концентраціях у воді радіоактив-

них речовин. Радіоактивні речовини можуть накопичуватись

вибірково певними групами живих організмів до рівня, небез-

печного або для самого організму, або для тих, хто ними

живиться.

Механічне забруднення — характеризується потраплян-

ням у воду різних механічних домішок (пісок, шлаки, сміття,

мул тощо).

Теплове забруднення пов'язане з підвищенням температури

води в результаті її змішування з теплими технологічними

водами підприємств. Теплове забруднення поверхні водойм і

прибережних морських акваторій виникає в результаті ски-

дання нагрітих стічних вод електростанціями і деякими про-

мисловими виробництвами. Скидання нагрітих вод у багатьох

1 62 Основи екології

випадках зумовлює підвищення температури води у водоймах

на 6-8 °С. Площа плям нагрітих вод у прибережних районах

може досягати ЗО км2. Більш стійка температурна стратифіка-

ція перешкоджає водообміну поверхневим і донним шарам.

Розчинність кисню зменшується, а споживання його зростає,

оскільки з ростом температури підсилюється активність аероб-

них бактерій, що розкладають органічну речовину. За цих умов

підсилюється видова різноманітність фітопланктону й усієї

флори водоростей і одночасно сприяє ≪цвітінню≫ води.

Евтрофікація водойм — це підвищення рівня продукції

первинних водойм завдяки збільшенню в них концентрації

біогенних елементів, переважно нітрогену та фосфору.

Розрізняють евтрофікацію водойм природну і антропо-

генну.

Природна евтрофікація триває тисячоліття, повільно і

поступово. Внаслідок неповної мінералізації водних рослин

спостерігається накопичення органічних речовин і збільшення

концентрації біогенних елементів у водоймах.

Антропогенна евтрофікація наступає набагато швидше,

особливо у водоймах із повільним стоком — озерах, водосхови-

щах, ставках. Це пов'язано зі значним надходженням біоген-

них речовин — нітрогену, фосфору у вигляді мінеральних

добрив, миючих засобів, стоків тваринницьких ферм, атмо-

сферних аерозолів.

Біогенні елементи надходять у водойми внаслідок зливу з

полів мінеральних добрив, а також; з промисловими і мінераль-

ними стоками, з атмосферними опадами, із ґрунтів.

При евтрофікації водойм на початкових етапах підвищу-

ється до певного рівня первинна продукція, а саме, створю-

ється більш багата кормова база для розвитку риб. Це сприяє

збільшенню її чисельності, однак пізніше внаслідок різкого

збільшення фітопланктону погіршується якість води, виникає

≪цвітіння≫, зменшується її прозорість, вміст у ній кисню, тому

високий ступінь евтрофікації водойми викликає замори риб,

пригнічує розвиток інших гідробіонтів і супроводжується

зменшенням різноманітності видів, що призводить до втрати

генофонду, зменшення здатності екосистеми до гомеостазу і

саморегуляції.

Розділ 2. Прикладні аспекти екологи 1 S3

Для боротьби з евтрофікацією водойм вживають різних

заходів, а саме, зменшують надходження біогенних елементів у

водойми внаслідок очищення стічних вод, проводять агротех-

нічні і лісотехнічні заходи для зниження виносу біогенних

елементів із площі водозбору.

Антропогенний вплив на води Світового океану. Декілька

десятиліть назад забруднені води нагадували окремі острівці

серед чистих вод Світового океану. Проте швидкість надхо-

дження забруднюючих речовин у Світовий океан останнім

часом різко зросла. Морські екосистеми зазнають значного

антропогенного впливу внаслідок забруднення нафтою і

нафтопродуктами, важкими металами, пестицидами, побуто-

вим сміттям та поховання різноманітних відходів (дампінг).

Нафтове забруднення Світового океану, без сумніву, є най-

поширенішим явищем. Нафта — це в'язка масляниста рідина,

що має темно-коричневий колір і слабку флюоресценцію. У

морські води щорічно надходить до 6 млн т нафтопродуктів.

Унаслідок забруднення нафтою спочатку утворюється нафтова

плівка. Наприклад, 1 т нафти здатна покрити до 12 км2поверхні

моря. Протягом певного часу можуть утворюватися емульсії

≪нафта у воді≫ або ≪вода у нафті≫. Пізніше виникають грудочки

важкої фракції нафти — ≪нафтові агрегати≫, які здатні довго

зберігатися на поверхні, переноситися течією, викидатися на

берег та осідати на дно.

За останні 50 років пробурено близько 2000 свердловин у

Світовому океані. Через незначні витоки щорічно втрачається

0,1 млн т нафти. Великі маси нафти надходять у моря з водами

рік, з побутовими і зливовими стоками. Обсяг забруднень з

цього джерела становить 2,0 млн т на рік. Зі стоками промис-

ловості щорічно потрапляє до 0,5 млн т нафти.

Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням

з районів видобутку. Аварійні ситуації, зливання за борт

танкерами промивних і баластових вод — усе це зумовлює

наявність постійних полів забруднення на трасах морських

iляхів.

Унаслідок нафтового забруднення відбувається зміна

фізико-хімічних процесів у водному середовищі, а саме: змі-

нюється склад спектра та інтенсивність проникнення у воду

1 64- Основи екології

світла, підвищується температура поверхневого шару води,

погіршується газообмін, зменшується кількість фітопланк-

тону і гине риба.

Пестициди — це група штучно створених речовин, що вико-

ристовуються для боротьби зі шкідниками і хворобами рослин.

Класифікація пестицидів за призначенням

Назва пестициду

Інсектициди

Гербіциди

Фунгіциди

Бактерициди

Родентициди

Призначення для знищення

Комах-шкідників

Бур'янів

Грибів (збудників хворіб)

Бактерій

Гризунів (зокрема, мишей)

Промислове виробництво пестицидів супроводжується

появою великої кількості побічних продуктів, що забрудню-

ють стічні води. У водному середовищі найчастіше трапля-

ються представники інсектицидів, фунгіцидів і гербіцидів.

Синтезовані інсектициди поділяють на три основні групи:

хлорорганічні, фосфорорганічні і карбонати. Хлорорганічні

інсектициди отримуютьзадопомогоюхлоруванняароматичних

і гетероциклічних рідких вуглеводнів. До хлорорганічних

інсектицидів належать ДДТ і його похідні, що налічують до

210 гомологів та ізомерів. Ці речовини мають період

напіврозпаду до декількох десятків років і дуже стійкі до

біодеградації.

За останні 40 років використано понад 1,2 млн т поліхлор-

біфенілів у виробництві пластмас, барвників, трансформато-

рів, конденсаторів. Поліхлорбіфеніли (ПХБ) потрапляють у

навколишнє середовище в результаті скидання промислових

стічних вод і спалювання твердих відходів на смітниках.

Останнє джерело постачає ПХБ в атмосферу, звідкіля вони з

атмосферними опадами випадають у всіх районах земної кулі.

Так, у пробах снігу, взятих в Антарктиді, вміст ПХБ становив

0,03-1,2 кг/л.

Синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР) нале-

жать до великої групи речовин, що знижують поверхневий

Розділ 2. Прикладні аспекти екологи' 1 65

натяг води. Вони входять до складу синтетичних миючих засо-

бів (СМЗ), які широко застосовують у побуті й промисловості.

Разом зі стічними водами СПАР потрапляють у материкові

води і морське середовище. Найрозповсюдженішими серед

СПАР є аніонактивні речовини. На їхню частку припадає понад

50% усіх вироблених у світі СПАР. Наявність СПАР у стічних

водах промисловості пов'язана з використанням їх у таких

процесах, як флотаційне збагачення руд, поділ продуктів хіміч-

них технологій, одержання полімерів, поліпшення умов буріння

нафтових свердловин, боротьба з корозією обладнання. У сіль-

ському господарстві СПАР застосовується у складі пестицидів.

СПАР, потрапляючи у водне середовище, призводять до змен-

шення концентрації кисню у воді та зміни її органолептичних

властивостей.

Важкі метали (свинець, ртуть, кадмій, кобальт, нікель, цинк

та ін.) належать до групи мікроелементів з огляду на їхні низькі

концентрації у природних водах. У природі важкі метали вхо-

дять до складу сполук зі специфічними функціями: ферментів,

вітамінів, гормонів. Ці сполуки впливають на зміну активності

процесів обміну речовин у живих організмах. Збільшення

їхніх концентрацій може викликати порушення біологічних

процесів у живих організмах і призвести до захворювань, а то

й загибелі.

На сучасному етапі важкі метали широко застосовуються в

різних промислових виробництвах, тому, незважаючи на очисні

заходи, їхній вміст у промислових стічних водах досить висо-

кий. Значна кількість цих сполук надходить в океан і через

атмосферу.

Для морських біоценозів найбільш небезпечними є свинець,

ртуть, кобальт і стронцій.

Свинець належить до малопоширених елементів. У природі

свинець трапляється у складі таких мінералів, як галеніт, ана-

глезит, церусит. Значне збільшення вмісту свинцю у поверхне-

вих водах зумовлене його широким застосуванням у промис-

ловості. Основними джерелами забруднення вод сполуками

свинцю є спалення вугілля, застосування тетраетил свинцю у

моторному паливі, а також: надходження зі стічними водами

рудозбагачувальних фабрик, металургійних підприємств,

Л 66 Основи екології

хімічних виробництв і шахт. Свинець легко утворює комплекс-

ні сполуки з більшістю сірчано-, фосфоро-, оксиген- і нітроген-

вмісних лігандів, що приводить потім до його акумуляції в

живих і неживих органічних компонентах.

Для живих організмів свинець є одним із сильних токси-

кантів. Неорганічні сполуки свинцю порушують обмін речовин

і виступають інгібіторами ферментів. Здатність замінювати

кальцій у кістках є надзвичайно негативним наслідком дії

неорганічних сполук свинцю. Тривале споживання води навіть

із низьким вмістом металу — одна з причин гострих і хроніч-

них захворювань.

Ртуть характеризується меншим вмістом у земній корі, ніж

інші метали, і потрапляє у навколишнє середовище природним

шляхом внаслідок вивітрювання осадових порід і виверження

вулканів (щорічно до 3,5 тис. т). Крім того, значна частина

ртуті має антропогенне походження, оскільки її використову-

ють у хімічній промисловості в електролітичних реакторах

для виробництва їдкого натрію та хлору.

Близько половини річного промислового виробництва цього

металу (910 тис. т/рік) різними шляхами потрапляє в океан. У

районах, що забруднюються промисловими водами, концен-

трація ртуті в розчині і суспензіях сильно підвищується. При

цьому деякі бактерії переводять хлориди у високотоксичну

метилртуть. Потім вона потрапляє в організм риби, і якщо

людина вживає рибу з певним вмістом метилртуті, то 90% її

акумулюється людським організмом і не виводиться з нього.

Зараження морепродуктів неодноразово призводило до

ртутного отруєння прибережного населення. До 1977 р. налічу-

валося 2800 жертв хвороби Міномата, причиною якої стали

відходи підприємств з виробництва хлорвінілу та ацетальде-

гіду, на яких як каталізатор використовувалася хлориста

ртуть.

Кобальт і його сполуки потрапляють у природні води при

вилуговуванні мідно-колчеданових руд, екзогенних мінералів і

порід, з ґрунтів при розкладанні організмів. Особливо небез-

печним джерелом надходження сполук кобальту стають стічні

води металургійних металообробних, нафтопереробних і хіміч-

них виробництв.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології Л Є~7

Кобальт є біологічно активним елементом, він завжди міс-

титься в організмах тварин і рослин. Входячи до складу дея-

ких вітамінів, він активно впливає на надходження нітроге-

нистих речовин, збільшення вмісту хлорофілу та аскорбінової

кислоти, активізує біосинтез і підвищує вміст білкового нітро-

гену в рослинах. Проте підвищені концентрації сполук нітро-

гену є токсичними для живих організмів.

Стронцій має низькі концентрації у природних водах. Дже-

релом стронцію в природних водах є гірські породи, найбільшу

кількість його містять гіпсоносні відклади. Він за своїми хіміч-

ними властивостями близький до кальцію, проте відрізняється

від нього біологічним впливом на організм. З надлишком

вмісту цього елемента у ґрунтах, водах і продуктах харчування

пов'язана так звана уровська хвороба. Це захворювання

вперше було виявлено у Східному Забайкаллі в басейні річки

Уров. У деяких жителів цієї місцевості спостерігалися болі в

суглобах, зміни форм тіла (скелета). Це пов'язано зі здатністю

стронцію замінювати кальцій у кістках живих організмів.

Скидання відходів у море з метою захоронения (дампінг).

Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морські захо-

ронения різних матеріалів і речовин, зокрема, ґрунту, вийня-

того при днопоглиблювальних роботах, бурового шлаку, відхо-

дів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів,

вибухових і хімічних речовин, радіоактивних відходів. Обсяг

поховань становить близько 10% від усієї маси забруднюючих

речовин, що надходять у Світовий океан. Підставою для дам-

пінгу в море служить здатність морського середовища до пере-

робки великої кількості органічних і неорганічних речовин без

особливої шкоди для води. Однак ця здатність не безмежна.

Тому дампінг розглядається як вимушений захід, тимчасова

данина суспільства недосконалості технології.

У шлаках промислових виробництв наявні різноманітні

органічні речовини і сполуки важких металів. Забруднюючі

речовини, що надходять у розчин, можуть акумулюватися в

тканинах та органах гідробіонтів і токсично впливати на них.

Скидання матеріалів дампінгу на дно і тривала підвищена мут-

ність донної води призводить до загибелі від задухи малорухо-

мих форм бентосу. У риб, що вижили, молюсків і ракоподібних

1 68 Основи екології

скорочується швидкість росту за рахунок погіршення умов

харчування і дихання. Нерідко змінюється видовий склад

цього співтовариства.

При організації системи контролю за скиданням відходів у

море вирішальне значення має визначення районів дампінгу,

визначення динаміки забруднення морської води і донних від-

кладень. Для виявлення можливих обсягів скидання в море

відходів необхідно проводити розрахунки всіх забруднюючих

речовин, що містяться у його складі.

Побутове сміття в середньому містить (на масу сухої

речовини) 32-40% органічних речовин; 0,56% нітрогену; 0,44%

фосфору; 0,155% цинку; 0,085% свинцю; 0,001% ртуті; 0,001%

кадмію. Під час скидання матеріал проходить крізь товщу

води, частина забруднюючих речовин переходить у розчин,

змінюючи якість води, інша сорбується частками суспензії і

переходить у донні відкладення. Одночасно підвищується мут-

ність води. Наявність органічних речовин часто призводить до

швидких втрат кисню у воді або до його повного зникнення,

розчинення суспензій, нагромадження металів у розчиненій

формі, появи сірководню. Наявність великої кількості орга-

нічних речовин створює в ґрунтах стійке відновлювальне сере-

довище, у якому виникає особливий тип мулистих вод, що міс-

тять сірководень, аміак, іони металів.

Контроль якості води. Якість поверхневих вод, від яких

залежить життя багатьох людей в усьому світі, погіршується

внаслідок їхнього забруднення господарсько-побутовими, сіль-

ськогосподарськими і промисловими відходами.

Відходи діяльності людини — найнебезпечніші забрудню-

вачі навколишнього середовища. За даними ООН, 4 із кожних

5 захворювань у країнах, що розвиваються, викликані або

забрудненою водою, або антисанітарними умовами прожи-

вання. Щодня в цих країнах 25 тис. чоловік помирає від хворіб,

викликаних неякісною водою.

Якість води визначається за низкою її показників, а саме

склад і властивості води й визначають її придатність для пев-

ного виду водокористування. Для оцінки якості води викорис-

товують чотири основні групи показників: фізичні, гідробіоло-

гічні, бактеріологічні, хімічні.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 169

Показники якості води

• Температура;

• Запах;

• Прозорість;

• Колір води.

• Рівень

сапробності;

• Видове

біорізноманіття;

• Інтенсивність

деструкції.

• Колі-титр;

• Колі-індекс;

• Кількість

лактопозитив-

них кишкових

паличок;

• Кількість

коліфагів.

• Розчинний

кисень;

• Водневий

показник

• Мінеральний

склад;

• Нафтопродукти;

• Феноли;

• Пестициди;

• Важкі метали.

Фізичні Гідробіологічні Бактеріологічні Хімічні

До фізичних належать температура, запах, прозорість, колір

води. Температура впливає майже на всі процеси, від яких зале-

жить склад і властивості воді. Запах води, створюється специ-

фічними речовинами, які надходять у воду в результаті життє-

діяльності гідробіонтів, розкладання органічних речовин тощо.

Прозорість залежить від ступеня розсіювання сонячного світла

у воді органічними і мінеральними речовинами, які перебува-

ють у воді в завислому і колоїдному стані. Колір води зумовлю-

ється вмістом органічних забарвлених сполук.

Гідробіологічними показниками є оцінка якості води — за

рівнем сапробності на основі набору індикаторних організмів-

сапробіонтів, за видовим біорізноманіттям на основі індексів

різноманіття Шенона, Маргалефа, за величиною первинної

продукції, інтенсивності деструкції тощо.

Бактеріологічними показниками, за якими оцінюють стан

води, є колі-індекс — щільність кишкових паличок в одному

літрі води; колі-титр — кількість води в мілілітрах, у яких

може бути знайдена одна кишкова паличка; кількість лактозо-

позитивних кишкових паличок; кількість коліфагів.

Розрахунок збитків, заподіяних державі внаслідок забруд-

нення поверхневих та морських вод об'єктами скидів забруд-

нюючих речовин, та їхньої концентрації здійснюється на під-

ставі цих обстежень. Середня концентрація забруднюючих

речовин у стічних водах визначається за формулою (1):

17О Основи екології

(1)

де Сс — середня концентрація, приймається як розрахункова

при визначенні збитків, г/м3;

Сі, Сг... CN — концентрація забруднюючих речовин у віді-

браних пробах, г/м3;

N — кількість відібраних проб.

Способи очищення стічних вод. Вода, яка використовува-

лася для побутових потреб і в технологічних процесах, по-

трапляє на очисні споруди. Проте при відсутності або переван-

таженості очисних споруд у водойми вимушено скидаються

неочищені або недостатньо очищені стічні води.

Етапи очитки стічних вод

Механічна

очистка

1

Біологічна

очистка

Доочистка Знезараження Обробка

осаду

Механічна очистка забезпечує видалення зі стічних вод

великих включень, завислих і плаваючих домішок. До системи

механічної очистки входять решітки, іноді з дробилками, піс-

колови, преаератори і первинні відстійники. Решітки призна-

чені для вловлювання великих включень, які при потребі

подрібнюються дробилками. У пісколовах відбувається оса-

дження завислих речовин. Преаератори насичують стічні води

киснем шляхом подання стиснутого повітря, що поліпшує про-

цес біологічної очистки.

Біологічна очистка проводиться спеціально культивова-

ними угрупованнями мікроорганізмів, їжею для яких є орга-

нічні речовини, що містяться у стічних водах. У процесі біоло-

гічної очистки відбувається деструкція органічних сполук, які

піддаються біохімічному окисленню.

Після біологічної очистки води надходять у вторинні від-

стійники, де відбувається їхня доочистка, а саме, адсорбу-

вання мікроорганізмами завислих частин та іонів важких

металів. Із вторинних відстійників води можуть бути скинуті,

проте перед їхнім скиданням обов'язково відбувається знеза-

раження шляхом обробки хлорною водою.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 171

У процесі біологічної очистки стічних вод утворюється значна

кількість осаду, який висушують на мулових майданчиках, де

відбувається висушування і компостування (перегнивання) муло-

вого осаду. Компостований муловий осад є гарним органічним

добривом і може використовуватись для потреб господарства.

2.2.3* Забруднення літосфери та ґрунтів

Екологічне значення ґрунтів. Ґрунт — один з найважливі-

ших компонентів навколишнього природного середовища. Він

знаходиться на межі взаємодії геосфер Землі, а саме: атмо-

сфери, гідросфери, літосфери і біосфери. Це зумовлює його

специфічну роль у складі вказаних систем.

5 :й *

• забезпечує існування життя на Землі;

• сприяє взаємодії великого геологічного і малого

біологічного кругообігу речовин на Землі;

• здійснює регулювання біосферних процесів;

• регулює хімічний склад атмосфери і гідросфери;

• акумулює активну органічну речовину і хімічну енергію.

1. Ґрунт забезпечує існування життя на землі. Майже всі

живі організми суші одержують елементи мінерального

живлення з ґрунту. Ґрунт є основою для закріплення вищих

рослин, його населяють мікроорганізми, нижчі рослини,

тваринні організми. Отже, ґрунт одночасно є наслідком і

умовою його існування. В цьому полягає діалектична єдність

біосферних процесів.

2. Ґрунт — сфера постійної взаємодії великого геологічного

і малого біологічного кругообігу речовин на Землі.У ґрунті

відбуваються процеси вивітрювання мінералів і гірських

порід. Продукти вивітрювання частково виносяться атмос-

ферними опадами в гідрографічну сітку, а звідти у Світовій

океан, де вони утворюють осадові породи, які внаслідок

тектонічних явищ можуть знову опинитися на поверхні

Землі і зазнати вивітрювання. За такою схемою відбува-

ється великий геологічний кругообіг речовин. Одночасно

водорозчинні елементи засвоюються з ґрунту рослинами і

через ланцюг трофічних ланок знову повертаються в ґрунт.

Так здійснюється малий біологічний кругообіг речовин.

"I 75 Основи екології

3. Ґрунт здійснює регулювання біосферних процесів на

Землі. Завдяки динамічному відтворенню родючості в

ґрунті і на його поверхні підтримується висока насиченість

живими організмами.

4. Ґрунт регулює хімічний склад атмосфери і гідросфери.

Фізичні, хімічні і біологічні процеси, які відбуваються в

ґрунті (дихання живих організмів, ≪дихання≫ ґрунту, мігра-

ція хімічних елементів), підтримують певний склад при-

земного шару атмосферного повітря та визначають хіміч-

ний склад континентальних вод.

5. Ґрунт здійснює акумуляцію активної органічної речовини

і хімічної енергії. Основною формою органічної частини

ґрунту і носієм енергії є гумус. За даними В.А. Ковди

(1970 р.), у трав'янистих ландшафтах суші запаси енергії в

гумусовому горизонті ґрунту в 20-30 разів більші від запа-

сів енергії в рослинній біомасі. Акумульовані в ґрунті орга-

нічна маса та енергія економно витрачаються для підтри-

мання життя і кругообігу речовин у природі.

Основні види впливу людини на земельні ресурси. Основ-

ними видами впливу людини на ґрунти є ерозія (вітрова і

водна); забруднення, вторинне засолення і заболочування;

опустелювання; відчуження земель для промислового і кому-

нального будівництва.

Ерозія ґрунтів — руйнування і перенесення верхніх най-

родючіших горизонтів і підстилаючих порід вітром (вітрова

ерозія) або потоками води (водна ерозія). Землі, які підда-

ються руйнуванню в процесі ерозії, називають еродованими.

До ерозійних процесів належать також промислова ерозія

(руйнування сільськогосподарських земель під час будівни-

цтва і розробки кар'єрів), військова ерозія (воронки, траншеї),

пасовищна ерозія (при інтенсивному випасанні великої рога-

тої худоби), іригаційна (руйнування ґрунту при прокладанні

каналів і порушень норм поливу).

Вітрова ерозія (дефляція) ґрунтів. При вітровій ерозії ґрун-

тів відбувається видування і перенесення найменших части-

нок, до яких належать важливі для родючості компоненти

(гумус, дрібнозем, хімічні речовини). Інтенсивність вітрової

ерозії залежить від швидкості вітру, стійкості ґрунту, наявності

Розділ 2. Прикладні аспекти екології ЛУЗ

рослинного покриву, особливостей рельєфу та від інших чин-

ників. На її розвиток дуже впливають антропогенні чинники.

Наприклад, знищення рослинності, неперіодичний випас вели-

кої рогатої худоби, неправильне застосування агротехнічних

заходів різко активізують ерозійні процеси. При видуванні

ґрунту оголюється коріння передусім культурних рослин, вна-

слідок чого вони гинуть. Крім цього, у захищених від вітру міс-

цях перенесені частинки ґрунту відкладаються товстим шаром,

засипають і призводять до загибелі існуючу рослинність.

Втрати ґрунту при вітровій ерозії у катастрофічні роки

можуть становити до 400 т/га. Вітрова ерозія ґрунту особливо

інтенсивно проявляється у степових і лісостепових районах.

Водна ерозія ґрунтів. Під водною ерозією розуміють руй-

нування ґрунту під впливом тимчасових водних потоків. Водна

ерозія є одним із головних чинників формування рельєфу зем-

ної поверхні. Інтенсивність розвитку ерозійного рельєфу пере-

буває у прямій залежності від рівномірності та інтенсивності

опадів, водопоглинаючої здатності ґрунту, кута нахилу терито-

рії. Розрізняють водну ерозію поверхневу — змив із схилів, що

сприяє згладжуванню нерівностей рельєфу, і лінійну — утво-

рення ритвин, ярів, балок, долин, що призводить до розчлену-

вання земної поверхні. Небезпечними формами водної ерозії в

горах є селі і зсуви, які виникають внаслідок знищення гір-

ських лісів. Екологічні збитки від водної ерозії дуже великі:

яри знищують цінні сільськогосподарські землі, створюють

густорозчленований рельєф. При водній ерозії відбувається

інтенсивне змивання ґрунтового покриву, замулювання малих

рік і водосховищ сприяє їхній евтрофікації, що призводить до

зниження врожайності в 10-12 разів та погіршення якості

зерна.

Вторинне засолювання і заболочування ґрунтів. Засолення

ґрунтів — процес накопичення у верхніх горизонтах ґрунту

надлишку шкідливих для рослин солей.

У природних умовах засолення ґрунтів відбувається вна-

слідок насичення солями ґрунтових вод, які по ґрунтових капі-

лярах піднімаються вгору і випаровуються. При цьому на

поверхні ґрунту або верхньому горизонті залишаються розчи-

нені солі.

1 74 Основи екологи'

У процесі господарської діяльності людина може підси-

лити природне засолення ґрунтів. Таке явище називається

вторинним засоленням і розвивається воно при надмірному

поливі зрошувальних земель у засушливих районах. У світі

вторинного засолення зазнає близько 30% зрошувальних

земель. Засолення ґрунтів послаблює їхню функцію підтри-

мання біологічного кругообігу речовин. Зникає багато видів

рослинних організмів, з'являються нові рослини — галофіти

(солелюбні). Зменшується генофонд наземних популяцій у

зв'язку з погіршенням умов життя організмів, посилюються

міграційні процеси.

Заболочування ґрунтів — процес, пов'язаний зі зміною

водного режиму ґрунтів внаслідок застосування поверхневих

вод або підняття ґрунтових. На заболочування значно впливає

господарська діяльність людини (знищення лісів, будівництво

гідротехнічних споруд, надмірне зрошення земель). Заболочу-

вання супроводжується зміною характеру ґрунтів, перетво-

рення їх у перезволожені, заболочені і болотні, з'являються

ознаки оглеєння і накопичення на поверхні нерозкладених

органічних речовин і торфу. Заболочування погіршує агроно-

мічні властивості ґрунту і знижує продуктивність лісів.

Опустелювання. Одним із глобальних проявів деградації

ґрунтів є опустелювання. Опустелювання — це процес

погіршення властивостей ґрунту з подальшою неможливістю

їхнього відновлення без участі людини, а в екстремальних умо-

вах це молсе призвести до перетворення території на пустелю.

Всього у світі піддається опустелюванню більше 1 млрд га

майже на всіх континентах. Причинами опустелювання є як

природні (тривалі засухи, засолення ґрунтів, переважання лег-

ких ґрунтів, зниження рівня ґрунтових вод, вітрова та водна

ерозія), так і антропогенні (зведення лісів, перевипас тварин,

інтенсивне розорювання ґрунтів, нераціональне водовикорис-

тання). Як правило, опустелювання зумовлює одночасна дія

декількох чинників, що значно погіршує екологічну ситуацію.

На території, яка піддається опустелюванню, погіршуються

властивості ґрунту, гине рослинність, засолюються ґрунтові

води, різко зменшується біологічна продуктивність, а відпо-

відно, знижується і здатність екосистем до відновлення.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології "І 75

Опустелювання є водночас соціально-економічним і при-

родним процесом, воно загрожує приблизно 3,2 млрд га земель,

на яких проживає більше 700 млн чоловік.

Вилучення земель. Ґрунтовий покрив агроекосистеми

повністю порушується при вилученні земель для різних потреб:

будівництва промислових об'єктів, міст, селищ, для прокла-

дання доріг, трубопроводів, ліній зв'язку, при відкритому спо-

собі видобутку корисних копалин тощо. За даними ООН, у світі

тільки на будівництво міст і доріг щорічно втрачається більше

300 тис. га окремих земель. Без сумніву, втрати у зв'язку з роз-

витком цивілізації невідворотні, проте вони повинні бути ско-

рочені до мінімуму.

Екологічні проблеми ґрунтів. Земельні ресурси для людини

є найважливішими серед усіх ресурсів природи, а самі ґрунти —

скарб і джерело багатства.

Без ґрунтів неможливе життя, як воно неможливе без

повітря та води. За сучасними оцінками, у світовому сільському

господарстві використовується лише 30% ґрунтів, оскільки

майже 70% їх — це ґрунти засушливих або холодних зон та

малопридатні для використання землі крутих схилів. Площа

оброблюваних земель у світі становить 1,5 млрд га, тоді як

загальний обсяг потенційно придатних для сільськогосподар-

ського вжитку становить близько 3,2 млрд га. Таким чином, у

землян, як бачимо, є ще перспективи для розширення сіль-

ськогосподарських угідь та підвищення рівня забезпечення

продуктами харчування.

Проте резервні та орні землі нерівномірно розподілені по

країнах світу і це є причиною багатства одних народів і бід-

ності інших. Загальна земельна площа України становить

60,4 млн га, в тому числі сільськогосподарські угіддя займають

близько 42 млн га, серед яких на орні землі припадає близько

36 млн га, тобто понад 55%, що є одним із найвищих показни-

ків в Європі та світі.

Найважливішою складовою частиною ґрунтів, що визна-

чає їхню властивість і родючість, є перегній, або гумус. Від

кількості гумусу залежить родючість ґрунту. Утримання гумусу

в ґрунтах коливається в широких межах: від 1,8 до 3,0% в дер-

ново-підзолистих ґрунтах, до 10% і більше — у чорноземах.

Л 76 Основи екології

Проміжне становище займають сірі лісові і капітанові ґрунти

(3,0-3,5%). Порівняно мало гумусу в сіроземах (2-2,5%). Без-

перервне вирощування сільськогосподарських культур

призводить до мінералізації ґрунту, тобто вичерпування пере-

гною. Тому внесення в ґрунт органічних добрив (перегною,

торфу) та підтримання в ньому сприятливого повітряно-вод-

ного режиму дає змогу збільшувати утримання гумусу в

ґрунті.

Гумус покращує біологічні і хімічні властивості ґрунту,

сприяє поліпшенню його структури, забезпечує рослини нітро-

геном і зольними елементами. Чим більше гумусу у ґрунті, тим

кращі його теплові і водні властивості. Багаті на гумус ґрунти

мають більшу вологомісткість. Гумус у ґрунті служить також;

сприятливим субстратом для розвитку корисної ґрунтової мікро-

флори. Із гумусу рослини отримують всі поживні речовини.

Ґрунт с багатофазним середовищем. У ньому розрізняють

три основні фази: тверду, рідинну і газоподібну. Тверда фаза

ґрунту полідисперсна і складається з органічної та мінераль-

ної частин, тобто продуктів вивітрювання і розкладу живих

організмів. Рідинна фаза — це вода з розчиненими в ній речо-

винами, а газоподібна — ґрунтове повітря. Усі три фази взає-

модіють між; собою і впливають на склад і властивості ґрунту.

Властивість, характер і хімічний склад ґрунту значною мірою

залежать від його механічного складу.

Крупні фракції ґрунту (1-0,25 мм) утримують 95% кремне-

зему, а глиняні частки (дрібніші 0,002 мм) — понад 50%. Окиси

заліза та алюмінію здебільшого пов'язані з дрібними частками

ґрунту (пил і глина). Всі поживні елементи рослин (кальцій,

магній, калій, фосфор, сульфур) містяться також; або в дрібно-

дисперсних частках мінеральної частини, або в органічній

речовині. Тому глиняні ґрунти утримують поживних речовин

більше, ніж піщані.

Ґрунти мають поглинальні властивості, тобто здатністю

поглинати з навколишнього середовища та утримувати розчи-

нені і змулені у воді тверді речовини, пару води й гази. Безу-

мовно, ґрунт є ≪дзеркалом природи≫, він поглинає як корисні

речовини, за допомогою яких підвищується врожайність

сільськогосподарських культур, так і шкідливі (важкі метали,

розділ 2. Прикладні аспекти екології Л~7~7

різні солі, гербіциди і пестициди), які через культурні рослини

і воду потрапляють в організм людини та тварин.

Інтенсифікація землеробства, збільшення техногенного

навантаження на земельні ресурси, безконтрольне застосу-

вання хімічних препаратів у сільському господарстві при низь-

кій його культурі та інші впливи призводять до прискореної

деградації ґрунтів, зниження їхньої родючості.

Забруднення ґрунтів. Забруднення ґрунтів — накопичення

в ґрунті речовин і організмів унаслідок антропогенного впливу

в таких кількостях, які знижують технологічну, харчову і сані-

тарно-гігієнічну цінність рослин і якість інших об'єктів. При

цьому відбувається поступова зміна фізичних і хімічних влас-

тивостей ґрунту, порушення геохімічного середовища, зни-

ження чисельності тваринних організмів, погіршення родю-

чості ґрунту.

Основними забруднювачами ґрунту є пестициди, мінеральні

добрива, відходи виробництва, нафта і нафтопродукти, газо-

димові викиди забруднюючих речовин в атмосферу.

У світі щорічно виробляється більше мільйона тонн пести-

цидів. На сьогодні вплив пестицидів на здоров'я населення

багато вчених прирівнюють до впливу на людину радіоактив-

них речовин. Достовірно встановлено, що застосування пести-

цидів, поряд із деяким збільшенням врожайності, супроводжу-

ється зростанням видового складу шкідників, погіршуються

харчові якості і збереження продукції, втрачається природна

родючість.

На думку вчених, переважна більшість пестицидів, які

застосовують, потрапляють у навколишнє середовище, омина-

ючи цілі види. Пестициди викликають глибокі зміни всієї еко-

системи, діючи на всі живі організми, в той час як людина

використовує їх для знищення дуже обмеженої кількості видів

організмів.

Багато пестицидів мають кумулятивні властивості, тобто

здатність проникати через кореневу систему, накопичуватися

У більшості рослин і в подальшому заражувати трофічний

ланцюг.

Унаслідок цього спостерігається інтоксикація великої кіль-

кості інших біологічних видів (корисних комах, птахів), що

Л 78 Основи екології

може призвести до їхнього зникнення. До того ж, людина вико-

ристовує значно більше пестицидів, ніж; необхідно, чим ще

більше загострює проблему.

Серед пестицидів найнебезпечнішими є стійкі хлорорга-

нічні сполуки (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), які можуть зберігатися у ґрун-

тах протягом багатьох років, і навіть малі їхні концентрації

можуть стати небезпечними для життя організмів.

У невеликих концентраціях пестициди пригнічують імунну

систему організму, а у більш високих — мають виражені мута-

генні і канцерогенні властивості. Потрапляючи в організм

людини, пестициди можуть не тільки викликати швидкий ріст

злоякісних новоутворень, але й вражати організм генетично,

що становить серйозну небезпеку для здоров'я майбутніх

поколінь.

Забруднення мінеральними речовинами. Ґрунти забрудню-

ються і мінеральними добривами, якщо їх використовують у

надмірній кількості, втрачають при виробництві, транспорту-

ванні і зберіганні.

Мінеральні добрива використовують для підвищення вро-

жаю. Вони мають повернути в ґрунт відібрані з нього поживні

речовини у вигляді солей. Розчинне мінеральне добриво у про-

цесі накопичення поживних речовин у ґрунті вимивається

фільтраційною водою. Із нітрогенних, суперфосфатних та

інших типів добрив у ґрунт у великих кількостях мігрують

нітрати, сульфати, хлориди та інші сполуки. Це призводить до

порушення біогеохімічного кругообігу нітрогену, фосфору та

деяких інших елементів.

Нітрати тут відіграють особливу роль, тому що вони

майже не пов'язані з частинками ґрунту і легко вимива-

ються. Встановлено, що значна кількість нітратів знижує

вміст кисню у ґрунтах, а це сприяє підвищеному виділенню

в атмосферу двох ≪парникових≫ газів — оксиду нітрогену і

метану. Нітрати небезпечні і для здоров'я людини. При над-

ходженні нітратів у людський організм у концентрації

більше 50 мг/л спостерігається прямий загальнотоксичний

вплив.

Надмірне використання мінеральних добрив викликає у

деяких районах і небажане підкислення ґрунту.

Розділ 2. Прикладні аспекти екологи' 1 79

Негативними екологічними наслідками надмірного вико-

ристання мінеральних добрив є евтрофікація водойм, яка

виникає при змиві з ґрунту надлишку нітрогену, фосфору та

інших елементів.

До інтенсивного забруднення ґрунтів призводять сміття і

відходи виробництва. Відходи виникли тоді, коли людина

почала господарювати. їх і раніше збирали, закопували або

спускали у водойми подалі від постійного місця проживання.

Там, де знищенню відходів не приділяли уваги, вони часто ста-

вали причиною інфекцій та епідемій.

Унаслідок збільшення кількості відходів великі площі

земель зайняті звалищами, золовідвалами, хвостосхови-

щами тощо, які інтенсивно забруднюють ґрунт, а їхня здат-

ність до самоочищення, як відомо, обмежена. Сміття містить

багато вологих органічних речовин, які розкладаються, виді-

ляють гнійний запах і фільтрат. Висихаючи, продукти непов-

ного розкладання утворюють насичений забруднювачами і

мікроорганізмами пил, який розноситься вітром, мухами,

щурами, птахами, бездомними собаками і котами. Крім

сапрофітних мікроорганізмів, у відходах розвиваються і

патогенні бактерії — носії різних захворювань, та яйця гель-

мінтів (глистів).

Мікроорганізми, які є збудниками гепатиту, туберкульозу,

дизентерії, аскаридозу, респіраторних, алергічних, шкірних та

інших захворювань переносяться різними агентами і забруд-

нюють навколишнє середовище, зокрема, і ґрунт.

Значної шкоди нормальному функціонуванню ґрунтів

завдають газодимові викиди промислових підприємств. Ґрунти

мають здатність накопичувати дуже небезпечні для здоров'я

людини забруднюючі речовини, наприклад, важкі метали. Сту-

пінь поглинання важких металів рослинами залежить від

показників рН, потужності обміну катіонів та вмісту гумусу.

Внаслідок накопичення рослинами важких металів, вони через

ланцюги живлення потрапляють до людини. Цинк, кадмій та

титан можуть досягати високої концентрації в околицях мета-

лообробних підприємств. Поблизу ртутних комбінатів вміст

ртуті у ґрунті через газоводимові викиди може перевищувати

допустиму концентрацію у сотні разів. Значну кількість свинцю

1 8O Основи екологи

містять ґрунти, які знаходяться поблизу автомобільних доріг.

Результати аналізу проб ґрунту, відібраних на відстані декіль-

кох метрів від дороги, свідчать про 30-кратне перевищення

концентрацій свинцю порівняно з його вмістом у ґрунтах неза-

бруднених районів.

2.2.4* Енергетичні ресурси та енергетичні

проблеми

Види та джерела енергії. Енергія присутня завжди і скрізь і

є універсальною мірою руху матерії, характеристикою здат-

ності тіл до взаємодії між собою. Існують різні класифікації

видів і форм енергії. З деякими її видами людина часто зустрі-

чається у повсякденному житті: механічна (кінетична і потен-

ціальна), електрична, електромагнітна, теплова, хімічна.

Джерела енергії поділяють на відновлювальні і невіднов-

лювальні. До першої групи належить енергія Сонця, вітру,

гідроенергія рік, різні види океанічної енергії (морських

хвиль, припливів, різниці температур водних мас), а також:

геотермальна енергія (внутрішнє тепло Землі). Невідновлю-

вальними джерелами енергії є вугілля, нафта, природний газ,

уран, торф.

Відновлювальні джерела енергії постійно діють у біосфері і

їхнє використання не веде до зміни теплового балансу Землі.

Використання невідновлювальних джерел енергії приводить

до додаткового нагрівання навколишнього середовища.

Наведемо характеристики енергоресурсів за станом запасів

і перспектив використання (за М.Ф. Реймерсом).

№

п/п

1

1.

Тип енергоресурсів

2

Сонячна радіація

(сонячна енергія)

Характеристика

3

Практично невичерпна (у 13 тис. разів пере-

вищує сучасний рівень використання люд-

ством енергії), використовується слабо. Дуже

перспективна як енергетичний ресурс при-

родного екологічно чистого походження, але

мало концентрована. Використання обме-

жене відтоком енергії з біосфери

Розділ 2. Прикладні аспекти екологи' 181

Продовження

1

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

2

Космічне випромі-

нювання

Енергія морських

припливів і

відпливів

Геотермальна

енергія

Потенційна і

кінетична енергія

повітря (вітрова

енергія), води

(гідроенергія)

Атмосферний

електрострум

Земний магнетизм

Енергія природного

ядерного розпаду і

спонтанних хіміч-

них реакцій

Біоенергія

Термально-енерге-

тичні, радіаційні та

ел ектр омагнітні

Нафта

Природний газ

Вугілля

3

Те саме

Перспективна за умови розвитку технологій

використання

Те саме

Те саме, але вітрова й гідроенергетика по-

рушують екологічну рівновагу екосистем

Ресурс не має практичної перспективи

Важливий, але поступово, за гіпотезами на-

уковців, послаблюється. Необхідні дослід-

ження

Запаси урану — 3 млн т, торію — 630 тис. т

н. є1. Інтенсивно використовують. Перспек-

тиви невизначені у зв'язку з великою проб-

лемою відходів

Ресурси значні. Перспективні, особливо ор-

ганічні відходи

Запаси значні. Використовують слабо, але

можуть бути утилізовані

Потенційний запас — 270-290 млрд т н. є.,

щорічні витрати понад 3 млрд т. н. е. Пер-

спектива на ЗО років

Потенційний запас — 270 млрд т н. є., що-

річні витрати близько 125 • 1010м3. Перспек-

тива на 30-50 років

Потенційні запаси — 10,125 трлн т н. є., що-

річні витрати, млн т: 3500 кам'яного і 1550

бурого. Перспектива на 100 років

182 Основи екології

Продовження

1

14.

15.

16.

2

Сланці

__________Торф

Енергія штучного

ядерного синтезу, в

тім числі низько-

температурних

ядерних перетво-

рень, або ≪холодно-

го≫ синтезу

3

Запаси понад 38,4 трлн т н. є. Використову-

ють слабо. Малоперспективний, значні від-

ходи

Запаси значні. Малоперспективний, висока

зольність і порушення екологічної рівно-

ваги

Запаси невичерпні. Екологічно небезпечні,

крім ≪холодного≫ синтезу. Потрібні еколо-

гічно безпечні технології

*н. є. — нафтовий еквівалент

Вплив теплових електростанцій на довкілля. Виробництво

електроенергії на теплових електростанціях найбільш нега-

тивно впливає на навколишнє середовище порівняно з іншими

видами електростанцій.

Залежно від складу палива продукти згорання, що потрап-

ляють в атмосферу, містять оксиди нітрогену (NOX), оксиди вуг-

лецю (СОХ), оксиди сірки (SOX), вуглеводні, пару води та інші

речовини у твердому, рідкому і газоподібному станах.

Забруднення атмосфери дрібними твердими частинками

золи пов'язано переважно з використанням як паливо вугілля,

яке попередньо подрібнюється у спеціальних млинах. Проте

при правильному процесі спалювання і використання сучас-

них фільтрів з високою ефективністю вловлювання їхня кіль-

кість може бути зведена до мінімуму.

При спалюванні різного палива (мазуту) з викидами в

атмосферу надходять: оксиди сірки і нітрогену, газоподібні

продукти неповного згорання палива, сполуки ванадію.

При спалюванні природного газу в атмосферу потрапляють

оксиди нітрогену, проте утворюється їх набагато менше, ніж

при спалюванні мазуту.

Окрім того, на стан навколишнього середовища негативно

впливають відходи вугільних теплоелектростанцій, а саме їхнє

розділ 2. Прикладні аспекти екології 1 83

складування, транспортування, пилоприготування і золовида-

лення. А видалені з топки зола і шлак утворюють золо- шлако-

відвали на поверхні ґрунту, забруднюючи і його різними хіміч-

ними елементами.

Вплив атомних електростанцій на довкілля. На сьогодні у

світі працює близько 400 атомних електростанцій (АЕС). Вони

забезпечують майже 10% енергії, що виробляється на Землі.

В Україні атомні електростанції займають провідне місце,

виробляючи близько 45% електроенергії. Проте їхня експлуа-

тація пов'язана з низкою екологічних проблем. До них можна

віднести: утилізацію радіоактивних відходів; великі об'єми

теплових забруднень; виробництво та розповсюдження ядер-

ної зброї.

У процесі роботи на атомних електростанціях використову-

ють як паливо радіоактивні елементи — уран, торій і плутоній.

Отримання енергії базується на реакціях радіоактивного роз-

паду елементів, що відбувається в реакторах. Проте після ви-

користання паливні відходи досить радіаційні і небезпечні для

всього живого, тому потребують тисячолітньої ізоляції для

остаточного розпаду. На сьогодні немає прийнятої екологічної

програми утилізації радіоактивних відходів у будь-якій формі.

Серйозний вплив атомних електростанцій на навколишнє

середовище виявляється у регіональних змінах кліматичних

умов у зв'язку з концентрацією великих обсягів теплових вики-

дів на порівняно невеликих територіях.

Іншим досить небезпечним явищем, пов'язаним із діяль-

ністю атомних електростанцій, є виробництво і розповсю-

дження ядерної зброї.

Унаслідок продукування атомної енергії неминуче виникає

плутоній. Він міститься у відпрацьованому ядерному паливі. З

кульки плутонію розміром з тенісний м'ячик можна зробити

атомну бомбу, що здатна знищити тисячі людей.

Вплив на довкілля гідроелектростанцій. Будівництво гідро-

електростанцій, як правило, не тільки забезпечує виробництво

електроенергії, а завдяки наявності водосховища сприяє вирі-

шенню багатьох важливих народногосподарських завдань,

пов'язаних із водопостачанням, зрошуванням, судноплав-

ством, розвитком рибного господарства і рекреації.

1 84 Основи екології

Проте будівництво гідроелектростанцій і створення водо-

сховищ залежно від рельєфу теж негативно впливає на навко-

лишнє середовище, а саме:

- спостерігається зміна гідрологічного режиму;

- руйнування берегів;

- затоплення значних площ земель.

При створені водосховищ зміна гідрологічного режиму

пов'язана із формуванням так званої зони підтоплення вна-

слідок підняття рівня ґрунтових вод.

Діяльність хвиль водосховища призводить до руйнування

берегів. А в зону руйнування берегів можуть потрапити насе-

лені пункти, сільськогосподарські угіддя, різні підприємства,

що може негативно позначитись на стані водного середовища.

При будівництві водосховищ на рівнинних ріках, заповне-

ння їх супроводжується затопленням значних площ сільсько-

господарських угідь та інших земель. Це приводить до зрос-

тання органіки у водосховищах та інтенсивного процесу їх

евтрофікації.

Альтернативні джерела енергії. Зменшення запасів палив-

них корисних копалин стимулює пошук ефективних способів

використання альтернативних джерел енергії.

До альтернативних джерел енергії належать:

- сонячна енергія,

- геотермальна,

- енергія вітру,

- припливів,

- морських хвиль і океану,

- тверда біомаса і тваринні продукти,

- газ із біомаси,

- муніципальні відходи,

- промислові відходи.

Екологічні аспекти нетрадиційної енергетики. Характерні

види впливів на навколишнє середовище альтернативних дже-

рел енергії.

Сонячна енергія. Сонячні промені щорічно приносять на

Землю у 20000 разів більше енергії, ніж ми споживаємо.

Сонячні системи тепло- і водопостачання є найпоширені-

шими з альтернативних джерел енергії на сьогодні як у

Розділ 2. Прикладні аспекти екологи Л 85

індустріальних, так і в країнах, які розвиваються.У світі облад-

нано понад ЗО млн м2 сонячних колекторів для гарячого водо-

постачання. Дві третини їх припадає на Європейський Союз.

Наприклад, у Австрії, згідно із статистичними даними, кожен

четвертий мешканець має 1 м2 сонячного колектора. А в Ізра-

їлі жоден новий будинок не буде прийнято в експлуатацію,

поки на даху не буде змонтовано систему сонячного гарячого

водопостачання. Проте використання сонячної енергії пов'я-

зано з деякими екологічними проблемами, по-перше, потреба у

порівняно великій кількості площ, по-друге, виробництво геліо-

елементів пов'язано з небезпечним забрудненням водного і

повітряного басейнів, по-третє, для виробництва фотоелемен-

тів використовуються сполуки миш'яку, селену, сурми, кадмію

та інших токсичних хімічних елементів, по-четверте, для

виробництва дзеркал використовують сполуки ртуті.

Енергія вітру. Сила вітру — це одне з найдавніших джерел

енергії, що використовується людством. Ще за 3500 років до н. є.

мореплавці використовували силу вітру, щоб йти під вітрилами.

На Середньому Сході, у Персії, близько 200 року до н. є. почали

застосовувати вітряні млини для перемелювання зерна.

Швидке зростання вітроенергетичної галузі довело всьому

світові, що використання енергії вітру має великі перспективи,

оскільки не викидає в атмосферу чи у водойми шкідливих

речовин, не утворює внаслідок експлуатації ніяких шкідливих

викидів.

Проте основними чинниками впливу вітроенергетики на

навколишнє середовище є вилучення земельних територій,

шумові ефекти, висока металоємність вітроенергетичних уста-

новок і загибель перелітних птахів.

Біоенергетика. Щорічно на Землі за допомогою фотосин-

тезу утворюється близько 120 млрд тонн сухої органічної речо-

вини, або біомаси, що енергетично еквівалентно понад 40 млрд

тонн нафти.

Біомаса. Біологічна маса є ефективним поновлювальним

джерелом енергії. Ресурси біомаси в різних видах є майже в

усіх регіонах світу. На сучасному рівні за рахунок біомаси

можна покрити 6-10% від загальної кількості енергетичних

потреб промислово розвинутих країн.

1 86 Основи екології

Біомаса поділяється на первинну (рослини, тварини, мікро-

організми) і вторинну (відходи від переробок первинної біо-

маси і продуктів життєдіяльності людини і тварин).

Для виробництва теплової або електричної енергії біомасу

можна просто спалювати, щоправда у спеціальних печах, щоб

уникнути шкідливих викидів у атмосферу. Насамперед це сто-

сується відходів деревини, соломи, побутових відходів тощо.

Біомаса, передусім у вигляді деревного палива, є основним

джерелом енергії приблизно для 2 млрд людей. Для більшості

мешканців сільських районів ≪третього світу≫ це єдине доступне

джерело енергії. Біомаса як джерело енергії відіграє найваж-

ливішу роль і в розвинутих країнах. У цілому вона продукує

сьому частину світового обсягу палива, а за кількістю отрима-

ної енергії посідає, поряд із природним газом, третє місце. З

біомаси одержують у чотири рази більше енергії, ніж дає

ядерна енергетика.

У країнах Європейського Союзу частка енергії біомаси ста-

новить понад 60% від загального виробництва енергії понов-

лювальних джерел. У деяких країнах використання біомаси

значно перевищує середньоєвропейські показники. Так, у США

її частка становить 3,2%; у Данії — 6%; в Австрії — 12%; у

Швеції — 18%; у Фінляндії — 23%. Відповідно до програми

розвитку поновлювальних джерел енергії у країнах Європей-

ського Союзу у 2010 р. біомаса буде покривати близько 74%

загального внеску поновлювальних джерел енергії, що стано-

витиме близько 9% споживання первинних енергоносіїв.

Загальні ресурси біомаси в Європі (у млн т сухої маси/рік)

такі: деревного палива — 75; деревних відходів — 70; сільсько-

господарських відходів — 250; міського сміття — 75.

Крім того, біомаса, що вирощується на енергетичних план-

таціях, становить 250 млн тонн/рік.

З біомаси молена одержувати біогаз, використовуючи для

цього сільськогосподарські й побутові відходи, виробляти ети-

ловий спирт для отримання моторного палива.

Україна має досить великий потенціал біомаси, придатної

для одержання енергії. Біомаса (без частки, що використову-

ється іншими секторами економіки) може забезпечити близько

10-17 млн тонн умовного палива на рік, або 5,8% загальної

Розділ 2. Прикладні аспекти екології Л 8~7

потреби в енергії. Використання такої кількості біомаси екві-

валентно збільшенню вітчизняного видобутку палива на 20%.

Біогаз. У нетрадиційній енергетиці особливе місце займає

переробка біомаси (органічних сільськогосподарських і побу-

тових відходів) метановим бродінням з одержанням біогазу, що

містить близько 70% метану, і знезаражених органічних

добрив. Процес анаеробного бродіння відбувається в спеціаль-

них реакторах, облаштованих і керованих таким чином, щоб

забезпечити максимальне виділення метану. Надзвичайно

важлива утилізація біомаси в сільському господарстві, де на

різні технологічні устаткування витрачається велика кількість

палива і безупинно росте потреба у високоякісних добривах.

Зараз у світі запроваджено близько 60 різновидів біогазових

технологій.

Біогаз використовують для освітлення, опалення, приготу-

вання їжі, для приведення в дію механізмів, транспорту, елек-

трогенераторів.

Науковці підрахували, що річна потреба в біогазі для опа-

лення житлового будинку становить близько 45 м3 на 1 м2 жит-

лової площі; добове споживання для зігрівання води на 100

голів великої рогатої худоби — 5-6 м3. Споживання біогазу при

сушінні сіна вологістю 40% дорівнює 100 м3/т; зерна — 15 м3/т;

для одержання 1 кВт • год електроенергії — менше 1 м3.

В Україні тільки на великих свинофермах і птахофабриках

щорічно утворюється понад 3 млн тонн органічних відходів у

перерахунку на суху речовину, переробка яких дасть змогу

одержати близько 1 млн тонн умовного палива у вигляді біо-

газу, що еквівалентно 8 млрд кВт • год електроенергії.

Використання біомаси і транспортне забруднення. У

зв'язку з необхідністю різкого зменшення шкідливого впливу

автотранспорту на довкілля було звернено увагу на викорис-

тання в цій сфері біомаси і визначено кілька напрямів щодо

заміни екологічно небезпечного бензину на екологічно чисте

пальне.

У Бразилії розроблено програму використання етанолу як

альтернативного пального, що замінює до 22% (за обсягом)

бензину. Етанол одержують у результаті переробки спеціально

вирощеного очерету. Понад 7% реалізованого бензину містить

"I 88 Основи екології

10% добавки етанолу, і 80% автопарків цієї країни використо-

вують цю добавку.

У США також реалізується велика програма заміни бензи-

нового пального етанолом, який одерлсують шляхом переробки

надлишків кукурудзи й інших зернових культур. Викорис-

тання спирту як пального запроваджено й у деяких європей-

ських країнах, зокрема, у Франції і Швеції.

В Україні проблема заміни бензину спиртом поки що не

розглядалася. Вивчається можливість вирощування рапсу в

районах, заражених радіоактивними елементами, з метою

одержання рапсової олії для використання її як пального в

дизельних двигунах.

Отже, біоенергія — це відновна енергія, що не збільшує

концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Правда, для вироб-

ництва біомаси потрібні досить великі площі. Але якщо виру-

бувати ліси швидше, ніж; відбуватиметься їхній природний

приріст, то навколишньому середовищу буде завдано значних

збитків. Тому необхідно висаджувати якомога більше дерев.

Геотермальна енергія. Поняття ≪геотермальна енергія≫

дослівно означає ≪теплова енергія землі≫ (гео — земля, тер-

мальна — тепла). Основним джерелом цієї енергії є постійний

потік тепла з надр Землі до її поверхні. Цього тепла досить,

щоби розплавляти гірські породи під земною корою, перетво-

рюючи їх на магму (її молена спостерігати на поверхні у вигляді

лави). Значна частина магми залишається під землею і, подібно

до печі, нагріває навколо породу. Коли підземні води стика-

ються з цим теплом, вони також досить сильно нагріваються —

іноді до температури 371° С. У певних місцях, особливо по

краях тектонічних плит материків, а також у так званих

≪гарячих точках≫, тепло підходить так близько до поверхні

Землі, що його можна добувати за допомогою геотермальних

свердловин.

Геотермальні електростанції створено на резервуарах

сухої пари. Суха пара зі свердловини надходить у турбіну або

генератор для вироблення електроенергії. Саме на такій стан-

ції вперше було отримано електроенергію.

На станціях іншого типу використовують геотермальні

води температурою понад 193° С. Вода природним чином

падні аспекти екології 189

підіймається вгору по свердловині, подається в сепаратор, де

частина її кипить і перетворюється на пару. Пара спрямову-

ється в генератор або турбіну і виробляє електрику. Це най-

більш розповсюджений тип геотермальної електростанції.

Людина використовувала природну гарячу воду протягом

століть з гігієнічною та медичною метою і навіть як джерело

мінералів.

Геотермальне тепло широко застосовують у теплицях. У

багатьох розвинутих країнах світу тут вирощують квіти й овочі

навіть узимку.У теплицях, де використовується природне тепло

землі, можна вирощувати різноманітні рослини — від синьо-

зелених водоростей до пальм.

Геотермальна вода використовується в усьому світі для

опалення лікарень і шкіл, житлових і виробничих приміщень.

Нею також розтоплюють сніг на проїжджих частинах вулиць і

тротуарах, забезпечують необхідним теплом виробничі про-

цеси, обробляють харчові продукти. Оскільки геотермальна

вода легко доступна, її використання буде зростати швидкими

темпами.

Використання геотермального тепла.Теплу воду (до 80 °С)

з глибоких (500-2000 м) свердловин використовують в Угор-

щині, Болгарії, Словаччині, Румунії, Польщі переважно в пла-

вальних басейнах, теплицях і на курортах. У Польщі і Чеській

республіці гаряча вода, багата мінеральними солями з криста-

лічних скель, використовується для лікувальних ванн як

питна. Всесвітньо відомі води Чехії — Карлсбад і Марієнбад —

популярні протягом вже 500 років.

У Франції гаряча вода використовується в районах Паризь-

кого й Аквитанського осадових басейнів (зі свердловини гли-

биною до 1800 м і температурою 45-80 °С) для обігріву

200 тис. будинків. Подібні басейни є в Бельгії, Німеччині, Данії,

Нідерландах і Англії, де зараз випробовують опалювальні сис-

теми, подібні до французьких.

У США в галузі виробництва геотермальної електроенергії

першим є штат Каліфорнія.

У Росії на Камчатці, що є частиною ≪вогняного кільця≫ і

має безліч вулканів і гейзерів, також виробляють електроенер-

гію за допомогою геотермальних джерел. Геотермальні води

1 9Q Основи екологи

використовують для опалення, миття вовни, сушіння деревини,

виробництва паперу і бетонних блоків. Геотермальна вода

також обігріває 93 га теплиць, рибогосподарства, безліч басей-

нів, а в Сибіру застосовується для розтоплювання замерзлого

ґрунту.

В Україні геотермальна енергія використовується як для

зігрівання басейнів (Західна Україна), так і для гарячого водо-

постачання низки селищ у Криму.

2.2.5> Економічна оцінка природних ресурсів

Методичні підходи з економічної оцінки природних ресур-

сів. Соціально-економічна оцінка природних ресурсів, які

залучаються у господарську діяльність, є одним із пріоритет-

них напрямів реалізації стратегій сталого розвитку.

Національним багатством будь-якої країни є нерухоме і

рухоме майно (основний і оборотний капітал, майно домашніх

господарств), природні багатства (родовища корисних копа-

лин, сільськогосподарські землі, лісові і водні ресурси), нема-

теріальне багатство (освітній і духовний потенціал, здоров'я

нації та її духовне багатство).

Природні ресурси є не тільки національним багатством, але

й важливим макроекономічним показником, який характери-

зує економічну потужність і потенціал країни.

Оцінка природних ресурсів — складне міждисциплінарне,

міжвідомче завдання, яке стає найважливішим в умовах рин-

кової економіки. Методологія оцінки національного багатства,

зокрема, ≪матеріальної≫ частини, базується на вимірюванні

вартості будь-яких елементів багатства з позиції їхньої корис-

ності. Сьогодні економічна оцінка природних ресурсів здій-

снюється за такими підходами:

- загальна економічна вартість (цінність) ресурсу;

- витратний підхід і його модифікація;

- відтворювальний підхід;

- оцінка ресурсів на диференційованій ренті.

Витратний підхід. Оцінка природних ресурсів проводиться

за величиною витрат на їхній видобуток, освоєння або вико-

ристання. Зазначений підхід базується на визначенні загаль-

ної сукупності всіх елементів витрат живої і виробничої праці

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 1 Э1

(безпосередньо трудових витрат, засобів виробництва та інших

складових) на освоєння, розвідку, залучення у господарський

обіг, кількісне відтворення і якісне відновлення, а також; на

охорону і захист різних видів природних ресурсів.

Результативний підхід. Екологічну оцінку (вартість)

мають тільки ті природні ресурси, які дають прибуток. Тобто

вартість ресурсу визначається грошовим виразом первинної

продукції, яку отримують від експлуатації природного ресурсу,

або різницею між; отриманим прибутком і поточними витра-

тами. Проте такий підхід має низку недоліків, зокрема, не для

всіх природних ресурсів можна визначити вартість первинної

продукції.

Витратно-ресурснип підхід. При визначенні вартості

ресурсу об'єднуються витрати на його освоєння і прибуток від

його використання. У цьому випадку соціально-економічна

оцінка природного ресурсу, отримана таким способом, буде

вищою, ніж; у попередніх випадках.

Вгдтворювальний підхід. Вартість природного ресурсу

визначається як сукупність витрат, необхідних для відновлен-

ня (або компенсаційних витрат) ресурсу на певній території.

Тобто використання будь-якого природного ресурсу повинно

враховувати його відновлення у попередньому стані (для від-

новних ресурсів) і кількості або (для невідновних) компенсації

з врахуванням непогіршення якості навколишнього середо-

вища на цій території.

Екологічна оцінка природних ресурсів на основі тарифів

відшкодування збитків. Екологічну оцінку природних ресур-

сів (переважно біологічних) і окремих їх видів на основі тари-

фів (нормативів) компенсацій збитків і витрат, пов'язаних з

порушенням режимів природокористування, незаконного

вилучення ресурсів із екосистем, порушення природоохорон-

них норм і правил, законодавства в галузі охорони навколиш-

нього середовища тощо.

Кадастровий підхід. Оцінка природних ресурсів відбува-

ється на основі сукупності інформації про конкретний вид при-

родного ресурсу, включаючи характеристики його кількості

(запасів), віку, якісного складу і структури, місцезнаходження

і багатьох інших показників. За відомостями кадастрів

Л 92 Основи екології

визначаються умови отримання найвищого чистого прибутку і

найнижчих витрат на освоєння, використання, відтворення та

охорону цього виду природних активів.

Рентний підхід. Диференційована рента є основою еконо-

мічних відносин у сфері природокористування. Вона повин-

на стати важливим джерелом прибутків бюджетів різних

рівнів, а також регулятором розділення різних видів діяль-

ності на певній території. Проте, через складність розрахун-

ків рентних оцінок і патентів на використання природних

ресурсів або недостатню розробленість для багатьох видів

ресурсів рентний підхід ще недостатньо запроваджений на

практиці.

Соціально-економічна класифікація природних ресурсів.

Економічна оцінка природних ресурсів зазвичай проводиться

у складі природного об'єкта, який займає певну територію,

межі, площу, місцезнаходження, певну сукупність природних

ресурсів, правовий статус та інші характеристики. Одні й ті

самі природні ресурси у складі природних об'єктів можуть

виконувати різні функції, наприклад, лісові угіддя можуть

використовуватися: для заготівлі деревини, живиці, другоряд-

них лісових ресурсів (пеньків, кори, ялинових, соснових, яли-

цевих гілок, новорічних ялинок); для опосередкованого лісо-

користування (сінокосіння, випасу худоби, розміщення вуликів

і пасік, заготівлі деревних соків, заготівлі і збору дикорослих

плодів, ягід, горіхів, грибів, лікарських рослин, технічної сиро-

вини тощо); в мисливських, науково-дослідних, культурно-

оздоровчих, туристичних і спортивних цілях. Тому оцінка при-

родних об'єктів і у їхньому складі — природних ресурсів

повинна здійснюватися із врахуванням усіх їхніх функцій і

можливих галузей використання.

Природні ресурси з урахуванням специфіки їхньої оцінки

класифікують на групи: матеріальні, водні, сільськогоспо-

дарські угіддя, середовищезахисні, лікувально-оздоровчі і ре-

креаційні, просторові, ресурси природоохоронних територій і

об'єктів та ресурси, які утворюються під впливом сонячної

енергії і гравітаційних сил.

До матеріальних ресурсів належать родовища корисних

копалин, ресурси рослинного і тваринного світу. До водних —

Розділ 2. Прикладні аспекти екологи 1 ЭЗ

поверхневі і підземні води, які використовуються або можуть

бути використані. До сільськогосподарських угідь належать

землі,придатнідляпотребсільськогогосподарства.Середовище-

захисні ресурси мають здатність без самоотруєння поглинати

або розкладати антропогенні речовини (відходи) і знищувати

їхній шкідливий вплив на процеси життєдіяльності Землі.

Лікувально-оздоровчими ресурсами вважають земельні

ресурси, які мають природні фактори (мінеральні джерела,

поклади лікувальних грязей, кліматичні та інші умови), спри-

ятливі для організації профілактики й лікування. Ресурсами

рекреаційного призначення є земельні ділянки, які використо-

вуються для організованого масового відпочинку населення і

туризму. Як просторові ресурси можуть використовуватися

земля і підземні пустоти (гірничі виробки і печери). До ресурсів

природоохоронних територій належать заповідники, заказ-

ники, національні парки, пам'ятки природи тощо. До ресурсів,

які утворюються під впливом сонячної енергії і гравітаційних

сил, належать: енергія сонця, гідроенергія, енергія хвилі, океа-

нічних течій, вітру.

Економічна оцінка матеріальних ресурсів проводиться у

такій послідовності:

- визначаються фактичні і допустимі (критичні) наванта-

ження антропогенного впливу на природні системи;

- проводиться оцінка асиміляційного потенціалу тери-

торії;

- встановлюються квоти (ліміти) на видобуток природних

ресурсів;

- проводиться оцінка впливу використання природних

ресурсів на навколишнє середовище;

- встановлюються умови, за яких можливе використання

природних ресурсів;

- розраховується інтегральний ефект від використання

природних ресурсів при заданих екологічних обмежен-

нях і лімітах природокористування.

Якщо фактичні інтегральні навантаження на природні сис-

теми перевищують допустимі, то використання природних

ресурсів забороняється.

Оцінку природних ресурсів проводять за формулою:

1 94 Основи екології

* Zt-3t-Kt-PtЃ}YtЃ}Lt

де Ri — показник екологічної оцінки природних ресурсів, грн;

Т - період оцінки (t = 0, 1, 2, 3, ... Т)\

Z\ — вартість річного випуску всіх видів продукції та інші

доходи підприємства.

3t — річні поточні витрати на виробництво товарної про-

дукції, охорону і відтворення природних ресурсів в t-uy

році, грн.

Kt — капітальні витрати та інші види одноразових витрат в

і-му році (з урахуванням приросту оборотних засобів), грн;

Pt — облік негативних ризиків в t-шу році, грн;

Yi — невраховані у господарстві завдані (-) або відвернуті

(+) збитки від забруднення навколишнього середовища в

t-шу році, грн;

Lt — ліквідаційні витрати в t-my році, грн;

d — коефіцієнт обміну фактора часу, частки одиниці; вар-

тість ризику в t-му році, що враховується при економічній

оцінці природних ресурсів, визначається за формулою:

Pt=Ct- Bu

де Q — різниця між; надходженням і видатками грошової маси

в t-жу році відповідно до базового варіанта і за новим варі-

антом, що передбачає настання ризику, грн;

Bt — імовірність настання ризику в і-му році розрахунко-

вого року, частки одиниці.

З практичної точки зору цікавими є спрощені методи еко-

номічної оцінки матеріальних природних ресурсів на основі:

а) валового внутрішнього продукту (ВВП)

б) диференціальної ренти.

В першому випадку оцінка ресурсів визначається як сума

таких складових:

де Нф — податки, акцизи, збори і платежі, що надходять у t-жу

році, грн;

розділ 2. Прикладні аспекти екології "І 95

Нм — податки, збори і виплати, які надходять у місцевий

бюджет в t-му році, грн;

JJt — прибуток або збитки, які залишаються у розпоряд-

женні підприємства в t-му році, грн;

3t — заробітна плата працівників підприємств в t-му році,

грн;

At — амортизація основних фондів підприємства в t-му

році, оцінки, грн;

В іншому випадку основний показник економічної оцінки

природних ресурсів визначається на основі диференціальної

ренти за формулою:

n = Y Aht

де Aht — додатковий прибуток, що отримує підприємство вна-

слідок використання кращого ресурсу в t-му році його екс-

плуатації.

Прийняття оптимальних управлінських рішень у сфері

природокористування повинно здійснюватись на основі мак-

симальної величини економічної оцінки ресурсів.

Особливості економічної оцінки окремих видів ресурсів.

Корисні копалини. Еколого-економічна оцінка здійснюється з

метою встановлення вимог до якості і кількості корисних копа-

лин, гірничо-геологічних або інших умов розробки родовища,

а також; врахування можливості подальшого розвитку гір-

ничо-видобувного підприємства під час вибору території для

розміщення відвалів породи, хвостосховищ, забудови об'єк-

тами виробничого, житлового, соціального і культурно-побу-

тового призначення та вирішенні інших питань, пов'язаних із

розробкою родовища.

Водні ресурси. Особливості оцінки водних ресурсів пов'я-

зані з їхньою різноманітною роллю у галузі використання.

Економічна оцінка водних ресурсів може бути визначена

на основі суми корисних ефектів (рент), що дають ці ресурси, з

кожного напряму їхнього використання:

і=0

1 96 Основи екології

де До — сумарний рентний прибуток при використанні водного

об'єкта;

І — кількість напрямів використання водного об'єкта (і = 1,

2,3, ...,п);

йі? й2, -R3, -Я" — рентний прибуток, отриманий від викорис-

тання водного об'єкта за окремими напрямами.

Водні біоресурси. До водних біоресурсів належать запаси

риби, водних безхребетних, водних ссавців, водоростей, інших

водних рослин і тварин. Водні біоресурси є відновними живими

ресурсами, обмеженими за об'ємом і залежними від стану навко-

лишнього середовища. Економічна оцінка водних біоресурсів

здійснюється на основі загального допустимого їх вилучення,

який є науково обґрунтованою величиною річного вилову кон-

кретного виду в певному районі, встановленою з врахуванням

його біологічних особливостей. У межах допустимого вилучення

водних біоресурсів виділяється квота на вилов їх для конкрет-

них потреб учасниками відносин у галузі риболовства і охорони

водних біоресурсів. Промисел біоресурсів здійснюється у спеці-

ально виділеному для цієї мети водному об'єкті або його час-

тині. Користування водними біоресурсами здійснюється на

основі ліцензії на вилов. Економічна оцінка біоресурсів водного

об'єкта здійснюється для оцінки матеріальних ресурсів.

Сільськогосподарські угіддя. Економічна оцінка сільсько-

господарських угідь повинна здійснюватись відповідно до чин-

них і оптимальних соціально-економічних умов виробництва.

Оптимальні умови передбачають використання передових тех-

нологій сільськогосподарського виробництва і внесення у необ-

хідних кількостях мінеральних та органічних добрив у ґрунт

для підвищення їхньої родючості. Проте на економічну оцінку

сільськогосподарських угідь істотно впливає екологічний чин-

ник, тому що багато з них забруднено шкідливими речовинами,

які небезпечні для здоров'я людини. Після встановлення еколо-

гічно безпечних напрямів використання сільськогосподарських

угідь молена проводити їхню економічну оцінку за формулами,

які використовують для оцінки матеріальних ресурсів.

Середовищезахисні ресурси. Економічна оцінка природних

ресурсів, які виконують санітарно-гігієнічну роль, здійсню-

ється за формулою:

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 1 97

де п — кількість поглинутих (або розкладених) шкідливих

речовин (1, 2, 3, ..., п);

Y, — збитки від забруднення навколишнього середовища

і-ою речовиною;

Qi — річний об'єм поглинутої (або розкладеної) і-ї речовини.

Якщо встановлення збитків від забруднення одиницею кон-

кретного виду шкідливої речовини є складним, то в розрахун-

ках можуть використовуватися питомі витрати на зменшення

викидів цих речовин. Водоохоронна функція природних ресур-

сів зводиться до збільшення сумарного (поверхневого і ґрунто-

вого) водостоку за рахунок зменшення випаровування дощо-

вої води. Економічна оцінка цієї функції природних ресурсів

може здійснюватися за прибутком, отриманим внаслідок до-

даткового водостоку.

Протиерозійна функція пов'язана зі зменшенням вітрової і

водної ерозії ґрунтів, а відповідно, і з підвищенням продуктив-

ності сільськогосподарських угідь.

Лісові ресурси. Економічна оцінка лісових ресурсів здій-

снюється на основі відомостей лісоустрою, де зазначаються

експлуатаційна і середовищезахисна цінність лісових ресур-

сів. Експлуатаційна цінність їх у межах конкретної території

визначається з одинарного рентного прибутку, отриманого вна-

слідок використання лісового фонду:

Ец = R$ + Rn + Ro + Rap,

де Ец — експлуатаційна цінність;

Rd, Rn, Ro, i?dP — рентний прибуток, отриманий внаслідок

використання лісового фонду для заготівлі деревини, побіч-

ного використання для потреб мисливського господарства

та інших потреб.

Середовищезахисна, санітарно-гігієнічна, водоохоронна і

протиерозійна функції лісу оцінюються за вищезазначеними

методами.

Ресурси природоохоронних територій. Природоохоронні

території відіграють важливу роль у збереженні біологічного

різноманіття, а також; виконують ряд інших функцій для

"I 98 Основи екології

збереження навколишнього середовища і здоров'я населення.

Кожен біологічний вид безцінний з погляду збереження багат-

ства і генетичної різноманітності світової флори й фауни.

Однак, охорона, збереження та їхнє відновлення неможливі

без фінансової оцінки переважної більшості рідкісних видів,

адекватній їх цінності для суспільства на сьогодні. Економічна

оцінка вказаних територій визначається як сума оцінок окре-

мих їхніх функцій.

Лікувально-оздоровчі і рекреаційні ресурси. Економічна

оцінка оздоровчого, рекреаційного призначення може здій-

снюватися на основі готовності населення платити за віднов-

лення здоров'я, працездатності шляхом відпочинку на лоні

природи або під час туристичної поїздки. При цьому готовність

населення платити за відпочинок може перекрити всі витрати

території, пов'язані з відпочинком, і забезпечити відповідну

ренту. Тоді економічна оцінка зазначених земель може бути

проведена на підставі рентного прибутку за формулою:

R0 = R1+ Д,

де RQ — рентний прибуток, отриманий внаслідок використання

території в морально-етичних, курортних або лікувально-

оздоровчих цілях, грн/рік;

і?і — середньорічний рентний прибуток, який отримує тери-

торія від одного людино-дня організованого відпочинку

(лікування), грн/людино-днів;

Д — річна більшість людино-днів організованого відпо-

чинку (лікування) на деякій території.

Економічна оцінка переважної більшості природних ресур-

сів здійснюється за формулами для оцінки матеріальних

ресурсів. Проте, залежно від функцій, які виконують ті чи інші

природні ресурси, для їхньої економічної оцінки можуть засто-

совуватись специфічні методики.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Назвіть джерела забруднення атмосфери та її основні забруд-

нювачі.

2. Поясніть, чому охорона атмосферного повітря є ключовою

проблемою оздоровлення навколишнього середовища.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 1 9Э

3. Назвіть, чим викликані кислотні дощі.

4. Чому виснаження озонового шару Землі належить до глобаль-

них екологічних проблем?

5. Дайте характеристику методам захисту повітряного середо-

вища.

6. Охарактеризуйте стан світових ресурсів прісних вод.

7. Назвіть джерела забруднення гідросфери та проаналізуйте

види забруднювачів.

8. Наведіть приклади та поясніть негативні наслідки антропоген-

ного впливу на води Світового океану.

9. Розкрийте способи очищення стічних вод.

10. Назвіть методику контролю якості води.

11. Поясніть екологічні функції та значення ґрунтів.

12. Розкрийте найважливіші властивості ґрунтів як середовища

мешкання.

13. З'ясуйте причини деградації ґрунтів.

14. Доведіть, що загальні екологічні збитки від пестицидів переви-

щують користь їхнього використання.

15. Чому ерозію можна назвати хворобою ландшафту, а опусте-

лювання — його смертю?

16. Що таке ерозія, її види та джерела?

17. Поясніть екологічні переваги і недоліки використання ТЕС,

ГЕС, АЕС.

18. Розкрийте екологічні аспекти нетрадиційної енергетики.

19. Запропонуйте заходи енергозабезпечення.

20. Чому необхідно раціонально використовувати енергію?

ТЕМИ ДОПОВІДЕЙ, РЕФЕРАТІВ І КОНТРОЛЬНИХ РОБІТ

1. Екологічні наслідки нераціонального використання земель-

них ресурсів.

2. Альтернативні джерела енергії, перспективи їхнього розвитку

в Україні.

3. Значення лісу в природно-ресурсному потенціалі і соціальній

сфері.

4. Санітарно-гігієнічні показники стану атмосферного повітря.

5. Основні підходи і критерії для економічної оцінки природних

ресурсів.

gQO Основи екології

6. Проблема озонових дір і шляхи її розв'язання.

7. Причини й наслідки глобального потепління клімату.

8. Водні ресурси України, їхній екологічний стан і охорона.

9. Чорнобильська катастрофа та її екологічні наслідки.

10. Причини зникнення та зменшення біорозмаїття на планеті та

шляхи його збереження.

11. Раціональне використання корисних властивостей природних

видів рослин і диких тварин.

'12. Екологічні проблеми навколишнього середовища, пов'язані з

діяльністю різних типів електростанцій.

13. Економічна оцінка лісових ресурсів.

14. Еволюція концепції природокористування.

15. Визначення економічних збитків від забруднення поверхне-

вих та морських вод.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Бровдій В.М., Гаца О.О. Екологічні проблеми України (проб-

леми ноогеніки). — К: НПУ, 2000.

2. КоробкинВ.И., Передельский Л.В. Экология. — Ростов на Дону,

Феникс, 2001.

3. Білявський ГО., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи еколо-

гії: теорія та практикум: Навч. посібн. — К.: Лі бра, 2002.

4. Джигирей B.C. Екологія та охорона природного середовища:

Навч. посібн. — К: Знання, КОО, 2000.

5. Білявський ГО., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної

екології. — К.: Либідь, 1995.

6. Злобін Ю.А. Основи екології. — К.: Лібра, 1998.

7. Крисаченко B.C. Екологічна культура. — К.: Заповіт, 1996.

8. Небел Б. Наука об окружающей среде. — М.: Мир, 1993.

9. Экология города: Учебник / Под ред. Ф.В. Столберга. — К.:

Либра, 2000.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології 2О1