Основні джерела та фактори техногенного впливу на природне середовище в умовах техногенезу

Один із важливих факторів, що визначають ступінь екологічної безпеки території, — антропогенна перетвореність сучасних ландшафтів України та її окремих природно-господарських регіонів. Певний вид антропогенного впливу на ландшафти визначається множиною параметрів, кожен з яких безпосередньо характеризує ступінь антропогенного навантаження. Такими параметрами, наприклад, є:

— для впливу землеробства — кількість внесених добрив, пестицидів на одиницю площі за рік, кількість проходів сільськогосподарської техніки полем за рік, питомий тиск сільськогосподарських машин на фунт, глибина його обробітку, маса ґрунту, яка щороку втрачається зі збиранням коренеплодів тощо;

— для промислових впливів — обсяги викидів різних забруднень в атмосферу та поверхневі води (середні разові, максимальні разові, загалом за рік), шумове і теплове забруднення, об'єми води, що вводяться в технологічні цикли тощо;

— для впливу рекреації — чисельність відпочиваючих на одиницю площі протягом року, максимальна кількість відпочиваючих за один день (пікове одночасне завантаження), кількість наметів, вогнищ на одиницю площі, витоптування трав'яного ярусу (кількість проходів рекреантів за одиницю часу на одиницю площі) та іи.

У процесі аналізу антропогенних навантажень на природні комплекси потрібні узагальнені показники, щоб з'ясувати загальні закономірності формування та змін екологічної ситуації під впливом основних груп антропогенних факторів. Територія України надзвичайно різноманітна щодо ландшафту. Але корінні рослинні угруповання, які генетично визначають ландшафт, на більшій частині території зведені, строкатість ґрунтового покриву спрощена їх розоренням, меліорацією та ін. Унаслідок цього природне ландшафтне різноманіття України суттєво змінене .

Особливу загрозу природному середовищу становлять викиди та відходи хімічної промисловості, найрізноманітніші за складом. Підприємства цієї галузі — джерела забруднення речовинами першого та другого класу небезпеки (бенз(а)пірев, фосген, вінілхлорид, аміак, хлористий водень тощо). Рівень забруднення повітря в промислових містах такими сполуками досягає 4—10 ГДК.

Комплексний негативний вплив на природне середовище здійснюють також об'єкти військово-промислового комплексу (ВПК), особливо у зв'язку з недотриманням технології зберігання та транспортування паливно-мастильних матеріалів й експлуатації військових об'єктів.

Головним забруднювачем атмосфери в містах і вздовж автошляхів є автомобільний транспорт, він викидає в повітря 39 % загальної кількості оксидів вуглецю, діоксидів азоту, сірки та важких металів.

Але основний внесок у трансформацію ландшафтів робить сільське господарство з надмірним використанням мінеральних добрив і засобів захисту рослин, у результаті чого майже всюди змінюється фізико-хімічний склад ґрунтів і спостерігається деградація земель. Наприклад, унаслідок розораності території України (35—60 % на Поліссі, 75—85 % — у Лісостепу та 90—95 % — у степовій зоні) посилюються площинна і лінійна ерозії, інтенсифікується яружна діяльність, зменшуються родючість земель і площі сільськогосподарських земель. Лише в Поліссі кожного року втрати гумусного шару становлять майже 5 млн т. У зв'язку з осушенням та зрошенням змінюється природний водний режим; такі процеси зумовлюють або активізують несприятливі фізико-географічні явища (вивітрювання торфовищ, підтоплення та засолення ґрунтів). У зонах впливу промислових підприємств (у радіусі 8—-30 км) сільськогосподарські землі забруднюються промисловими токсикантами. Особливо несприятливим щодо цього є Донецько-Придніпровський регіон.

Після аварії на Чорнобильській АЕС у 1986 р. виникла ще одна проблема — радіаційне забруднення території України.

Зонально-провінційні відмінності природних умов є фактором не лише економічної спеціалізації регіонів, а й фактором диференціації прийомів ведення господарства та заходів з поліпшення стану довкілля. Але, як це часто буває, добрі наміри призводять до негативних наслідків.

— на Поліссі у результаті осушувальних меліорацій інтенсифікувалися процеси дефляції ґрунтів (охоплюють майже 28 % території), збільшилися втрати родючого шару ґрунту у зв'язку з його змивом і мінералізацією, а зменшення площі лісів і запасів торфу зумовило дисбаланс водного режиму не лише поверхневих вод, а й агроландшафтів, що відобразилося і на врожайності сільськогосподарських культур;

— у лісостеповій зоні внаслідок водної лінійної та площинної ерозій зменшився гумусний шар, збільшилася еродованість ґрунтів, агротехнічні заходи зумовили забруднення ґрунтів залишковою кількістю пестицидів (особливо на лівобережжі), забруднення промисловими токсикантами, насамперед, у результаті розробки родовищ корисних копалин (нафти і газу). Виникнення техногенних ландшафтів на Поділлі потребує розробки нових сільськогосподарських технологій;

— у степовій зоні погіршення стану земель пов'язане, насамперед, з вітровою ерозією, забрудненням залишковими кількостями добрив і пестицидів, похованням промислових відходів (твердих, рідких, особливо в Донецько-Придніпровському регіоні), зрошенням, забрудненням промисловими токсикантами, промисловими і тваринницькими стоками річкових вод, пиловими бурями, а також вторинним засоленням і заболочуванням, особливо в зонах впливу зрошувальних систем.

Отже, нині не змінених господарською діяльністю ландшафтів в Україні практично не залишилося. Малозмінені ландшафти становлять 15—20 % її території, це здебільшого вторинні лісові насадження заболочені ділянки, території заповідників. За оцінками фахівців, для компенсації загального антропогенного впливу таких ландшафтів має бути від 40 до 60 %.

Аналіз техногенного впливу на природне середовище — складний процес, зумовлений різноманітними формами впливу людини. При цьому відчуваються неповнота і різна якість вихідної інформації, брак єдиних методик та оцінювання. Хоча в цьому плані накопичений цінний матеріал, але результати досліджень часто неможливо зіставити.

Дослідження цієї проблеми передбачає низку етапів з обов'язковим картографуванням. Спочатку виконується інвентаризація всіх можливих для вивчення джерел і факторів техногенного впливу на природне середовище. Для цього вони поділяються на дві групи залежно від способів картографування: фонові (площинні) та точкові. Перші пов'язані переважно з тим, як використовуються землі (сільськогосподарське виробництво, в тому числі штучне зрошення, внесення добрив, пестицидів тощо) і відображаються в масштабі карти контурами. Точковими впливами вважають ті, що відображаються на карті у вигляді крапки; пов'язані з урбанізацією, промисловим виробництвом, будівництвом тощо. Сюди також належать лінійні техногенні аномалії, виникнення яких зумовлене впливом транспорту, зокрема, нафто- і газопроводів тощо.

Фоновий і точковий впливи на природне середовище за характером поділяються на прямий та опосередкований. Прямий вплив здійснюють господарські об'єкти і системи під час безпосереднього контакту з природним середовищем у процесі природокористування. Територіальна зона прямого впливу майже збігається з межею дії відповідних господарських систем. Опосередкований техногенний вплив на природне середовище зумовлюється природними зв'язками і взаємодією між елементами та компонентами ландшафту. Наслідки прямого й опосередкованого впливів називають техногенезом.

Різноманітні види природокористування і пов'язані з ними засоби впливу на природне середовище у межах певного регіону історично формувалися протягом тривалого часу у визначені системи, що дають змогу розглядати господарську діяльність як чинник, котрий закономірно перетворює природний ландшафт. Глибина техногенного впливу на ландшафти залежить від часу становлення виду природокористування в кожному конкретному регіоні. На початковому етапі освоєння природних ресурсів ландшафт зазнає різних впливів, які у більшості випадків спричинюють корінне його перетворення, особливо в процесі меліорації заболочених земель, гідротехнічного будівництва, перетворення лісових масивів в агроландшафти та ін.

Високий загальний фон антропогенного перетворення території України визначається, насамперед, її значним землеробським освоєнням. Порівняно з такими країнами, як США, Англія, ФРН, Японія, Україна має набагато більше орних земель у складі сільськогосподарських угідь. Землеробський вплив, крім механічного застосування, передбачає хімічне (добрива, пестициди та ін.), фізичне (землеробська техніка), агротехнічне (чергування культур, технологія їхнього оброблення), а також вів виявляється шляхом осушення і зрошення земель, терасування схилів, за допомогою контурного і полосного землеробств, лісових насаджень тощо. Землеробський вплив — один із найтриваліших. Вирішальними чинниками впливу є технологія опрацювання ґрунтів за допомогою сільськогосподарських знарядь, технологія вирощування і чергування культур у сівозмінах.

Для землеробської освоєності України властиві добре виражені зональні ознаки. В зонах мішаних і широколистяних лісів орні землі займають близько 40 % земельного фонду, лісостепові та степові ландшафти розорані на 75—80 % і більше. Інша ситуація спостерігається з поширенням лісових угідь: на Поліссі вони займають 33,7 % території, різко зменшуючись у Лісостепу (11,9 %) і степу (5,6—3,0 %). Меншим за площею є землеробський вплив у гірських країнах: в Українських Карпатах площа ріллі становить 16,8 %, а в гірському Криму — 21,4 % земельного фонду. Розорювання степів, зникнення природних акумуляторів талих і дощових вод (блюдець), руйнація дернини, що може затримати сніг та воду і захищає ґрунт від морозів і вітру, втрата зернистої структури, властивої цілинному чорнозему — все це сприяло тому, що степові природні комплекси стали ерозійно-чутливими. Наслідками такої чутливості є:

— посилення випаровування з поверхні ґрунту;

— збільшення нічного охолодження степу;

— зниження рівня ґрунтових вод;

— бурхливе і коротке весняне та дощове водопілля;

— зменшення загальних запасів вологи, збіднення водних джерел;

— посилення несприятливого вітрового впливу як літом, так і взимку.

Землеробство в степовій зоні України спричинило втрату значної кількості гумусу. Наприклад, якщо до розорення степів його було 8—10%, то на сьогодні залишилося тільки 4—5 %, що зумовило зниження родючості й стійкості ґрунтів і, як наслідок, посилення впливу води і вітру. За останні 20—30 років чорноземи звичайні потужні (Кіровоградська область) втратили 1,6—2,5 % гумусу.

Один із найголовніших впливів землеробства на ландшафт виявляється в одноаспектній відчуженості поживних речовин із зібраним врожаєм, що потребує безупинного відшкодування їх у виді добрив. Екстенсивне землеробство, внесення середніх і підвищених доз мінеральних добрив сприяють посиленню біологічного збіднення гумусу чорноземних ґрунтів, оскільки надземної маси рослин після збирання врожаю не залишається. Для протидії цьому в степових районах в останні 15—20 років заміняють плуги плоскорізами, проводять оранку без обороту шару, що дає змогу регулювати водний баланс орного угіддя і зменшувати поверхневий стік, збільшувати запаси вологи в ґрунті, створювати умови для інтенсивнішого розвитку кореневої системи рослин, накопичення органічної речовини і структурування гумусового шару ґрунтів, підвищуючи їхню стійкість до ерозії.

Меліоративний вплив на природне середовище України характеризується тенденцією до зростання, що пов'язано як зі збільшенням площ і темпів зрошення, іригації, осушення, так і з удосконаленням техніки поливу, дренажу, застосуванням машин для планування угідь, оброблення сільськогосподарських культур. Найбільший вплив осушувальних меліорацій у зонах мішаних і широколистяних лісів, а також у долинних комплексах північної частини лісостепової зони. Так званий меліоративний болотний фонд України оцінюється приблизно у 4465,9 тис. га. Осушувальні меліорації перетворюють структуру природних комплексів шляхом зміни рівнів ґрунтових і підземних вод, характеру ґрунтоутворювальних процесів, рослинності й тваринного світу, стійкості ландшафтів до господарських навантажень. Осушувальні меліорації помітно впливають на болотні комплекси, у тому числі унікальні.

Найбільше вплив зрошувальних меліорацій виявляється в степовій і лісостеповій зонах. Вплив зрошення відображається, насамперед, на зміні водно-теплового балансу, рівня ґрунтових вод, сольового режиму і прояві супутніх несприятливих процесів. Наприклад, плями солонців поступово перетворюються в солончакові зміни лучно-каштанових ґрунтів різного ступеня засолення.

Лісомеліоративний вплив здійснюється, як правило, на еродованих територіях. Загальну площу лісозахисних насаджень в Україні передбачається збільшити до 711,5 тис. га, включаючи полезахисні та прибалкові лісосмуги, лісосмуги на схилах пасовищ, суцільне залісення еродованих балкових і гірських схилів, ярів, лісів навколо водойм, каналів, суцільне і кулісне залісення пісків та ін. Лісомеліоративні заходи проводять майже на всіх еродованих землях. Проте площа тільки діючих яруг становить понад 320 тис. га. Пасовищні впливи виявляються у всіх зонах рівнинної частини й Українських Карпатах, насамперед, на луках. Випас худоби безпосередньо впливає на рослини (ушкодження паростків і коренів), ґрунти (ущільнення, зміна водного режиму тощо), потрапляння поживних речовин, поширення насінь, зміну загальної фітомаси та її видового складу. Розвиток пасовищного господарства супроводжується новими видами впливу на ландшафт: обводнювання пасовищ, їх поверхневе і корінне поліпшення. Також посилюється вплив скотарства на природне середовище.

Промисловий вплив на природне середовище, хоча і локальний, але відрізняється більшою інтенсивністю і має тенденцію до збільшення. Загальна площа змінених ним ландшафтів в Україні становить у середньому 800 тис. га, у тому числі кар'єрів — понад 122 тис. га, відвалів і териконів — 38,6 тис. га, промислових площадок — 77,3 тис га.

Вплив гірничорудної промисловості спричинює утворення нових елементів у ландшафті. Це різні за площею, глибиною та обсягами виробітки, відкриті кар'єри, техногенні просідання, техногенні акумулятивні форми (терикони, відвали, шламосховища та ін.). Їхньою властивістю є виведені на поверхню токсичні породи. Рослинний покрив на них розвивається дуже повільно, біоценози збіднілі та нестійкі. Під час повної рекультивації (усунення токсичних порід, створення ґрунтового покриву, поновлення фітоценозів і, таким чином, природного функціонування компонентів) тут формуються повторні ландшафти.

Будівельний вплив на середовище супроводжується зрізанням позитивних і засипанням негативних форм рельєфу, намивом ґрунтів, повною руйнацією рослинного і ґрунтового покривів на будівельних майданчиках. Підрізка схилів у процесі будівництва активізує ерозійні та зсувні процеси, що спричинює необхідність відповідних стабілізуючих захисних заходів. Це, у свою чергу, потребує впровадження в ландшафт нових техногенних елементів.

Сильний перетворювальний вплив на природне середовище має містобудування, що здійснюється шляхом суцільної забудови, планування території, гідронамиву тощо. Характер, сутність та інтенсивність техногенного впливу на природний ландшафт можуть бути відносно постійними або збільшуватися (наприклад, меліорація, містобудування). Компоненти ландшафту і власне ландшафт змінюються відповідно до особливостей технології одного або декількох видів природокористування. У процесі експлуатації об'єктів господарювання вони ніби пристосовуються до форм природокористування. Процес перетворення ландшафту здійснюється безупинно; впливи накладаються один на одного, у зв'язку з чим визначити етапи, що відрізняються за силою вияву і наслідків, досить проблематично.

Водогосподарський вплив проявляється у процесі створення нових об'єктів (водоймища, канали, випрямлені русла, антропогенні озера, заповнені улоговини техногенно-ерозійного походження та ін.), яких раніше у природних комплексах не було, у зміні гідрологічного та гідрохімічного режимів водойм, переформуванні ландшафтної структури територій, розташованих поряд, упровадженні в ландшафти техногенних елементів.

Гідроенергетичний вплив зумовлює помітні зміни параметрів аквальних і територіальних комплексів, розміщених поряд. Серед основних негативних наслідків цього впливу вирізняють такі:

— утворення водойм, параметри яких визначаються як висотою гребель, так і ландшафтною структурою долин;

— зміни руслового режиму, створення передумов для розвитку таких процесів, як "цвітіння води", замулення та ін.;

— переформування ландшафтної структури прибережних територій у зв'язку з їх затопленням, переробленням берегів, утворенням болотних комплексів і підтопленням у смузі гідрогеологічного впливу;

— зміни рослинності заплавних комплексів у нижніх б'єфах водоймищ, пов'язані з тим, що немає режиму долин;

— зміни умов існування та відтворення риб і ведення рибного господарства.

Містобудівний вплив відображається на горизонтах підземних вод, що залягають глибоко, та вищих, ніж у сільських і природних ландшафтах, шарах атмосфери. Вертикальний профіль урбанізованого ландшафту визначається глибиною споживаного горизонту підземних вод і висотою промислових викидів в атмосферу. В межах цього вертикального профілю розміщені такі яруси:

— природних і намивних порід, де розташовані фундаменти будинків, промислових підприємств, підземні комунікації;

— ярус наземних малоповерхових будівель, доріг, зелених насаджень, водойм, міських шумів, що характеризуються найбільшою концентрацією, а також викидів автомобільного транспорту й інтенсивного прогрівання поверхні;

— середньо- і високоповерховий яруси, в межах яких вплив зазначених вище чинників зменшується, але істотнішу роль відіграють метеорологічні фактори (вітровий режим та ін.).

Отже, з метою створення синтезованої карти, яка відображає сучасний стан антропогенно-техногенного навантаження на природне середовище України, потрібно використовувати компонентні карти. Шляхом їх послідовного синтезу й створюється подібна карта .

Шкала оцінювання для карти розрахована за допомогою методів математичної статистики і має якісну та кількісну оцінки: величина техногенного навантаження на природне середовище нижча середнього значення (від -0,40 і менше), середня (від -0,39 до +0,45), вища середнього (від +0,46 до +1,26), висока (від +1,25 до +2,10), дуже висока (+2,11 і більше). Шкала оцінювання має плюсові та мінусові значення: знак плюс означає більше, мінус — менше, ніж аналогічні середні значення в Україні. За цією шкалою оцінюються синтетичні величини потенціалу техногенного навантаження на природне середовище.

Поділ території згідно з такою оцінювальною шкалою — зонування території за цим картографічним показником.

На карті чітко простежується декілька регіонів техногенної аномалії. Насамперед, це Донецько-Придніпровський регіон, Автономна Республіка Крим, район впливу Чорнобильської аварії, а також території навколо обласних центрів України. У центральній, західній і північно-східній частинах України переважають незначні (вище середнього) техногенні аномалії.

Отже, можна зробити такий висновок. Екологічна безпека в Україні не може забезпечуватися лише за допомогою природоохоронних заходів без урахування соціальних, економічних, політичних і демографічних проблем. Усі вони настільки взаємопов'язані, що розв'язання кожної окремо потребує загального їх розгляду. В країні, де велику частину території займають сильно перетворені ландшафти, всі техногенні й переважна більшість природних катастроф пов'язані, як правило, з негативними екологічними наслідками таких несприятливих процесів, як забруднення ґрунтів, погіршення якості води, повітря, збіднення біорізноманіття тощо, що зумовлюють деградацію природного середовища загалом. Несприятливе навколишнє середовище, як і інші чинники, однозначно призводить до погіршення суспільного здоров'я та, як наслідок, до загострення медико-демографічних проблем.