2.1.2. Навколишнє природне середовище і антропогенний фактор

Зв’язки між елементами біосфери не лише динамічні, а й досить стійкі. Разом з тим людина у процесі своєї діяльності часто завдає шкоди цим усталеним зв’язкам, тобто навколишньому середовищу, у якому досить розірвати його одну ланку, як порушується весь ланцюг — біота (сукупність рослинних і тваринних організмів). Тому під впливом антропогенного фактора навколишнє середовище постійно змінюється і, на жаль, частіше в негативний бік. Великої шкоди завдають викиди в атмосферу різних хімічних сполук промисловими підприємствами і транспортними засобами. Випадаючи з опадами, вони забруднюють навколишнє середовище — ґрунт, водойми, підґрунтові води, природні вгіддя, моря, повітря. На Землі є лише окремі оазиси, де повітряний басейн відносно чистий, зокрема його нижні шари. Так, у районах, де виробляють цемент, за даними П. С. Пастернака, В. П. Ворона та ін. (1989), утворюється зона сильного залуження ґрунтів.

Несприятливо впливають на довкілля автомобільні дороги. За даними І. М. Подоби та А. В. Климова (1989), максимальна концентрація хімічних елементів спостерігається на відстані 20 – 30 м від полотна доріг, де збільшується концентрація у верхньому шарі ґрунту натрію, магнію, алюмінію, міді, свинцю, кадмію та ін.

Кадмій, свинець, титан, нікель нагромаджуються у ґрунті на відстані 5 – 7 км від доріг. На великих автострадах смуги забруднення збільшуються до 50 – 100 м. Якщо автострада пролягає на підвищеній частині рельєфу, то шкідливі елементи можуть нагромаджуватися на відстані 15 – 20 км від неї.

Екологічну проблему в Україні становлять гірничі розробки відкритим способом, відходи гірничо-збагачувальної промисловості.

Особливо це стосується Криворізького залізорудного басейну. При видобутку криворізької руди відкритим способом при кожному вибуху на кар’єрі в атмосферу надходить 150 – 250 т дрібнозернистого пилу з токсичним вмістом 40 – 50 м3 оксиду вуглецю (ІІ). Пилогазова хмара об’ємом 15 – 20 млн м3 досягає висоти 150 – 200 м і забруднює територію в радіусі до 15 км. За рік на кар’єрах гірничозбагачувальних комбінатів проводять 266 масових вибухів (М. Малаш, 1994).

Велику загрозу природі і людині в Україні становить величезна кількість відходів, у тому числі радіоактивних. Сумарна кількість цих відходів, за даними М. Малаша, становить 200 млрд т, в тому числі лише в одній Дніпропетровській області близько 50 млрд т.

Особливу екологічну небезпеку становлять місця зберігання рідких відходів гірничо-збагачувальних комбінатів. Рукотворні водойми, озера, заповнені рідкими шлаками, сягають глибини сотень метрів. Якщо накопичиться критична маса цих відходів, важко спрогнозувати наслідки екологічної катастрофи. Частинки пилу від вибухів у кар’єрах, а також ті, що випаровуються з «озер» та вивітрюються із сухих шламових «пляжів», знайдено навіть на Монблані (М. Малаш, 1994).

Екологічною проблемою є перевиробництво і перевитрата енергії в процесі промислового виробництва. Доведено, що коли в інших країнах виробництво енергії на душу населення досягне рівня США, може настати екологічна катастрофа (А. В. Яблоков, 1989).

Щоб не зменшити обсягів промислового виробництва і задовольнити потреби суспільства, енергію необхідно економити. У США, Японії, Німеччині та інших країнах цьому надають величезного значення.

Застосування сучасних електроприладів зменшує споживання електроенергії у 2 – 4 рази без зниження потужності.

Глобальність антропогенного фактора. Ноосфера. У другій половині ХХ ст. негативний вплив антропогенного фактора спостерігається в усій геосфері (тропосфері, гідросфері і літосфері). Оскільки підземні випробування ядерної зброї спричинювали тектонічні коливання, негативна дія цього фактора поширювалася і на області мантії Землі. Людина змінює навколишнє і особливо природне середовище — біогеосферу, створюючи нове, якісно відмінне від попереднього. Таке нове природне середовище В. І. Вернадський назвав ноосферою. Але за В. І. Вернадським ноосфера має бути результатом позитивної діяльності людини. Оскільки попередній стан природи і навіть певної території Землі відновити неможливо, необхідно забезпечити гармонійне функціонування біосфери та її екосистеми1, хоч внаслідок діяльності людини вони можуть відрізнятися від природних. Наприклад, досить порівняти природне середовище цілинного степу і розораних земель, де рослинний і тваринний світи різняться між собою.

Техногенні екосистеми. Техносфера. Результати діяльності людини викликають постійну стурбованість спеціалістів різних галузей і громадськості. Це пов’язано з тим, що набагато підвищилася потужність промислових об’єктів, збільшилася кількість транспорту, газопроводів, зросла токсичність викидів в атмосферу, кількість шкідливих відходів тощо.

Великої шкоди завдають пожежі, зокрема, на підприємствах нафтової і газової енергетики. При цьому мають місце і велетенські вибухи, внаслідок чого

1Екосистема (природна екологічна система) — єдиний природний комплекс живих організмів і середовища. Термін введений англійським фітоценологом А. Тенслі (1935). Терміни «екосистема» і «біоценоз» часто вживають як синоніми.

збільшуються площі пошкоджених угідь. Викид у повітря всього 2 – 2,5 кг діоксину внаслідок вибуху на хімічному заводі в Італійському місті Севезо призвів до ураження території площею 18 км².

Збільшення площі і кількості потужних об’єктів, зокрема теплових і атомних електростанцій, у яких можливість аварії розрахована на один випадок за 10 тис. років, є передумовою нестабільності екосистем, важливою причиною негативної техногенної діяльності людини. В цілому необачна техногенна діяльність людини є одним з головних негативних екологічних факторів.

Розвиток промисловості спричинює негативний вплив на всі екологічні категорії біосфери. Замість природних створюються так звані техногенні екосистеми, змінюються ландшафти, зазнає впливу і неорганічна природа. Отже, навколишнє середовище ще далеко не та оптимізована людиною ноосфера, про яку мріяв Вернадський.

Воно є результатом промислової діяльності людини, якою повністю охоплена земна поверхня, і називається техносферою. Негативний вплив її на навколишнє середовище, зокрема, на агроландшафти треба послабляти, що значною мірою залежить від загальних природоохоронних заходів та діяльності людини, спрямованої на поліпшення трофічних зв’язків у біологічному середовищі.

Біогеоценоз. Екосистема. Умови їх функціонування залежно від антропогенного фактора. Складовою частиною біосфери є біогеоценоз1, у межах якого відбувається біогенний кругообіг речовин, підтримується складний динамічний біологічний зв’язок. Якщо, наприклад, зникає повністю або тимчасово один із компонентів, частку його роботи беруть на себе інші, завдяки чому підтримується стійкість біогеоценозу. Однак це не може тривати довго, особливо коли з біоценозу випадає кілька рівнозначних видів рослин або тварин, бо при зникненні одного або кількох видів тварин чи рослин лишаються поживи інші види. Порушуються також процеси утилізації речовин, що може спричинитись до загибелі біогеоценозу чи екосистеми.

Це спостерігається, наприклад, у районах великих промислових розробок, видобутку корисних копалин, зокрема нафти, вугілля, де не завжди забезпечується своєчасне відновлення середовища (рекультивація). Звичайно, природа певною мірою себе перестраховує, і один біоценоз в екосистемі змінюється іншим. Так було і тоді, коли під впливом географічних катаклізмів (виверження вулканів, геологічні зміни, кліматичні фактори) змінювалися рослинні формації, трофічні зв’язки і самі біоценози.

Людина, як частина трофічного ланцюга, складова частина екосистеми і гетеротроф, уже давно не задовольняється існуючими трофічними зв’язками, їх масштабами і створює штучні біоценози, більш продуктивні, ніж природні. Так,

1 Синонім екосистеми як однорідної ділянки земної поверхні з живими організмами (біоценозом і середовищем).

при розорюванні земель фітоценози (природні рослинні угруповання) змінюються штучними — агрофітоценозами. В них складаються якісно інші трофічні зв’язки. Природний процес зміни рослинності змінюється штучним і йде не від природи, а від людини — у зворотному напрямі. При цьому нагромаджується багато відходів, що не характерне для природної трофіки. В таких випадках людина стає ніби чужою складовою частиною природи, виходячи із загального біогенного кругообігу. В результаті її діяльності створюється інший екологічний комплекс, який істотно порушує природні біоценози й екосистему. Це, зокрема, можна спостерігати в сівозмінах, де застосовують технології вирощування культур, що передбачають внесення в ґрунт і на посівах великої кількості різних хімікатів, які в подальшому циркулюють у біосфері, що можна проілюструвати на прикладі пестицидів.

Здебільшого вони згубно діють на рослини і ґрунтову біоту, природну трофіку. Створюються агробіоценози із зруйнованими зворотними зв’язками. Екологічні умови на таких полях різко погіршуються, продукція містить внесені хімічні сполуки. Ферментативна система рослин не розкладає і не виводить їх з кореневими виділеннями, а тому вони накопичуються в рослинах.

В цьому плані великої екологічної шкоди завдають біосфері дігоксин (тетрахлордибензо-пара-діоксин — ТХДД). Це синтетична вельми стійка і дуже сильно отруйна речовина. Діоксин у 67 тис. Разів токсичніший за ціанід калію і в 500 разів — за стрихнін (А. Шишлова, 1999). Ця сполука досить довго зберігається в навколишньому середовищі і дуже ефективно переноситься по ланцюгу живлення рослина — людина або рослина — корм — тварина — тваринницька продукція — людина. Ця тотальна отрута в невеликих кількостях завжди є в продуктах, воді, повітрі. Діоксин утворюється під час технологічних процесів, у яких використовують хлор і вуглець.

Найбільше його викидають підприємства металургійні, з виробництва паперу, численні хімічні заводи, фабрики, що виробляють пестициди, всі установки для спалювання відходів, заводи, що виготовляють широко вживаний пластик полівінілхлорид (ПВХ), автомобілі на автострадах. Діоксини і близькі до них фурани — група хімічних сполук, яких налічується понад 200. З них 17 надзвичайно шкідливі для природи і людини. За незначної концентрації цих сполук у продуктах організм встигає виводити їх без шкоди для себе.

Великої шкоди природним угіддям і агроландшафтам завдають відходи у вигляді будівельних матеріалів, пластику, супутніх продуктів видобутку вугілля, нафти та інших копалин, а також відходи промисловості. Вони нагромаджуються як забруднювачі навколишнього природного середовища. Людина повинна виконувати роль редуцента і забезпечувати їх штучну (поза природним кругообігом речовин) утилізацію або гарантувати знешкодження їх у ґрунті.

Отже, діяльність людини в екосистемі має бути зваженою, обґрунтованою, логічною. Це якщо і не сприятиме відновленню попередніх трофічних зв’язків, то хоча б забезпечить функціонування нових.

Людина як споживач має підтримувати свій (антропогенний) трофічний ланцюг у біосфері і використовувати з нього органічної речовини (тобто поживних речовин або загалом енергії) не більше, ніж надходить у нього. Лише за такої умови забезпечується цілісність екосистеми. Тому створюване на полях — в системі сівозмін штучне біологічне середовище має функціонувати так само ефективно, як і природне. Проте об’єм біологічного кругообігу речовин у ньому повинен бути набагато більшим, щоб забезпечити одержання необхідної кількості продуктів харчування і сировини для промисловості.

Штучно створена екосистема сівозміни або агроландшафту добре функціонує лише за оптимальної взаємодії усіх трьох складових трофічного ланцюга — продуцентів, консументів усіх порядків (включаючи людину) та редуцентів-деструкторів. Це означає, що середовище (ґрунт, повітря, поливна вода) повинно бути сприятливим, не містити шкідливих компонентів, які б погіршували роботу, зокрема першої (продуцентів) і останньої ланки цього ланцюга редуцентів — мікроорганізмів-бактерій, дріжджових грибів, грибівсапрофітів та інших, які мінералізують органічну речовину рослинних решток та органічні добрива. Як уже зазначалося, великої шкоди цим трофічним зв’язкам в агробіоценозі завдає неправильне використання мінеральних добрив, інсектицидів, гербіцидів. Тому рослинництво, як частина біосфери і основа агробіоценозу, має бути вільним від різних забруднювачів, забезпечувати біологічно й екологічно якісні зв’язки людини з екосистемами.

Чистота довкілля, економія енергії в процесі виробничої діяльності є першочерговим завданням. Від рослинництва люди повинні мати лише якісну продукцію. Для її одержання (аналогічно тому, як цього добиваються в промисловості) слід використовувати якомога менше енергоресурсів, тобто рослинництво, як провідна галузь сільського господарства, повинне заощаджувати енергію і бути екологічно доцільним виробництвом. Цьому, як засвідчують дослідження і практика сучасного інтенсивного рослинництва, сприяють застосування переважно біологічних, агротехнічних прийомів вирощування культур (застосування органічних добрив, біологічної азотфіксації, широке використання асоціативної мікрофлори, правильний догляд за посівами, впровадження сортів польових культур, які мало уражуються хворобами та шкідниками, тощо).