Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 42
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Антарктида является и сосредоточением запасов пресной воды, поскольку в антарктических льдах сосредоточено 80% запасов всей пресной воды планеты. С точки зрения научных исследований интерес представляют и подледные пресные озера, которые не только могут выступать как источник пресной воды, но и позволяют исследовать закономерности изменения климата на планете в исторической перспективе.
Биологические ресурсы Антарктиды, в отличие от Арктики, можно охарактеризовать как скудные. Антарктида - самый бедный материк по количеству видов растений и животных, однако ее флора и фауна настолько своеобразны, что были отнесены к особой антарктической ботанико-географической и зоогеографической области.
Прошлый век характеризовался бурным ростом интереса к Антарктиде, ее природно-ресурсным и климатическим особенностям, вследствие чего создано более 100 исследовательских станций, действующих круглогодично или на летний сезон. Исследования велись не только по поводу разведки месторождения полезных ископаемых или изучения биологического разнообразия материка, но и в направлении климатически исследования и выявлении воздействия Антарктиды на все элементы в системе «суша - океан - атмосфера – оледенение».
Следовательно, природные ресурсы как Арктики, так и Антарктики играют важное значение в жизни и будущем человечества, именно поэтому важно рациональное отношение к этим ресурсам и применение всего спектра природосберегающих технологий при их потенциальной разработке. Однако разработка природных ресурсов Антарктиды является важным аспектом международных отношений, поскольку согласно Конвенции «Об Антарктиде», подписанной в 1959 году Антарктида не принадлежит ни одному государству, а единственный вид деятельности, который разрешен на ее территории – это научные исследования.
1.2. Геоэкологические проблемы при освоении ресурсов Арктики
Арктические или полярные экосистемы представляют собой наземные экосистемы, которые развились в экстремальных условиях, для которых характерно наличие дефицита тепла, повсеместное распространение вечной мерзлоты и наземного оледенения, а также видовой бедностью растительных и животных сообществ.
На Земле Франца-Иосифа флора цветковых растений состоит из 50 видов, в то время как лишайников и мхов представлено более 200 видов. Преобладающими формами являются главным образом стелющиеся и подушкообразные жизненные формы растений.
Низкая продуктивность полярных растительных сообществ обусловливает и низкое видовое разнообразие полярных экосистем, основными представителями которых являются лемминги, песец, белый медведь, северный олень. С другой стороны, видовое разнообразие птиц представлено так называемыми птичьими базарами. Морские птицы разнообразны: полярная чайка, пуночка, толстоклювая кайра, малая гагарка, серебристая крачка, глупыш и др.[5]
В силу своего бедного видового состава полярные экосистемы отличаются высокой чувствительностью к любым внешним и в первую очередь – антропогенным воздействиям, что приводит к необходимости формирования особо охраняемых природных территорий в данных зонах.
В Арктике, как нигде более, проявляются локальные, точечные и избирательные формы негативных антропогенных воздействий, в том числе уничтожение или подрыв нормального существования популяций отдельных видов. Эти воздействия приобретают здесь особенно большое значение прежде всего в связи с относительно небольшой общей площадью Арктики. Например, любой очаг химического загрязнения поражать относительно большую часть площади Арктики.
Арктические экосистемы представляют особый интерес для разработки дальнейших направлений сохранения и неистощительного использования биоразнообразия в целом. Сведения о том, что происходит в структуре биоты при нарастании климатического пессимума и падении общего уровня видового богатства в условиях высоких широт чрезвычайно важны для понимания факторов и механизмов формирования биологического разнообразия, его реакций на негативные воздействия и нарушения среды, а также для создания технологий использования, сохранения и восстановления, в том числе на основе знания закономерностей природных и антропогенных сукцессий.
Например, в условиях Арктики, в тундровых, пресноводных и морских биотических сообществах особенно отчетливо проявляются разнообразные формы компенсационных явлений, за счет которых поддерживаются стабильность и оптимальное функционирование экосистем при резком или критическом снижении видового разнообразия в экстремальных условиях (супердоминантность, расширение экологических ниш, повышение внутривидового разнообразия и т. д.). Эти же механизмы могут действовать и при отрицательных и стрессовых антропогенных воздействиях, и их можно использовать в различных природопользовательных и восстановительных, рекультивационных технологиях [6].
Поэтому управление безопасностью в российском секторе Арктики при интенсивном развитии нефтегазодобывающей и транспортной инфраструктуры должно основываться на исследованиях в рамках синергетики, опирающейся на методологию анализа и синтеза сложных систем, предполагающих немонотонность их эволюционирования, а следовательно, нелинейность и множественность путей переходов из устойчивого состояния в неустойчивое и обратно.
Основными мерами по реализации государственной политики в сфере обеспечения экологической безопасности в Арктической зоне Российской Федерации являются: установление особых режимов природопользования и охраны окружающей природной среды, включая мониторинг ее загрязнения; рекультивация природных ландшафтов, утилизация токсичных промышленных отходов, обеспечение химической безопасности, в первую очередь в местах компактного проживания населения[7].
Крайне острой для арктической зоны является проблема утилизации промышленных отходов, в огромном количестве накапливающихся вокруг промышленных предприятий. Из-за особенностей циркуляции воздушных масс в Арктике загрязняющие вещества, газовые и аэрозольные примеси скапливаются в ее атмосфере.
Основные угрозы экологического характера в Арктической зоне России увеличение загрязнения и деградация компонентов природной среды в условиях растущей антропогенной нагрузки, накопление отходов; высокие риски и затраты при освоении природных ресурсов; глобальные климатические изменения и их влияние на зону распространения вечной мерзлоты, развитие опасных гидрометеорологических, ледовых и других природных процессов, увеличение риска и ущерба от этих процессов.
Таким образом, полярные экосистемы отличаются следующими особенностями. Они расположены в материковой зоне Арктики и Антарктики и имеет четко выраженные ландшафтно-зональные категории, такие как лесотундра, переходная экотоная полоса, тундровая зона (в которой в свою очередь выделяются подзоны южной, типичной и арктической тундры) и зона полярных пустынь. На территории этих зон развиты все основные типы и варианты экосистем, фитоценозов, биоценозов и их антропогенные модификации, характерные для данных экотопов.
Отдельно важно сказать о проблеме адаптируемости морских и наземных полярных экосистем к новым климатическим условиям глобального потепления и антропогенной деятельности (в частности интенсивной добычи нефти и природного газа в зоне полярного шельфа).
Сокращение площади арктических морских льдов приводит к снижению выраженности континентальности климата Арктики и Антарктики, повышение количества твердых осадков и росту ледников. Трансформация полярных экосистем в общем отвечает принципу экологического равновесия Ле-Шателье. Однако такое равновесие экосистемы представляет собой динамическое, а не статическое состояние, поэтому тесно связано с объемами антропогенных воздействий. Поэтому решение экологических проблем полярных экосистем, связанных с деятельностью человека в Арктике и Антарктике должно носить комплексный характер и учитывать все особенности полярных экосистем.
Глава 2. Проблема загрязнения нефтепродуктами арктических экосистем
2.1. Негативное влияние разливов нефтепродуктов на экосистемы
В зависимости от места добычи нефти соотношение алифатических и ароматических компонентов может варьироваться в широких пределах. Кроме углеводородов в состав сырой нефти входят также металлы, азот и сера, что тоже повышает ее опасность для биологических систем.
Существует несколько типов отрицательного воздействия нефти на организмы животных и растений:
• смертельное отравление животных компонентами сырой нефти
• нарушение активности физиологических систем у водных организмов
• нарушение кожного дыхания и теплорегуляции посредством обволакивания нефтью поверхности тела животного
• хроническое отравление организма ароматическими и алифатическими углеводородами нефти без гибели животного
• нарушение газообмена вследствие образования нефтяной пленки на поверхности водоема
В пресноводных водоемах летальной концентрацией нефтепродуктов для взрослых особей рыб считаются значения около 10 – 15 мг/дм3, а при значительно более низких концентрациях (0,05 – 1,0 мг/дм3) гибнут икра и мальки, а также планктон – кормовая база рыб[8].
Нефть и нефтепродукты оказывают большое негативное воздействие на сельскохозяйственные угодья, особенно в случаях аварий на крупных нефтепроводах, сопровождающихся разлитием большого количества сырой нефти. Сырая нефть содержит в себе ряд высокотоксичных компонентов, которые проникают в землю на значительную глубину и оказывают фитотоксическое воздействие в течение продолжительного времени.
Главными источниками загрязнения поверхности земли являются выбуренные шламы, тампонажные растворы, в том числе на нефтяной основе с добавлением химических реагентов, а также естественная фильтрация загрязненных вод буровых установок, закачивание производственных отходов в уже пробуренные скважины, бытовые сточные воды и свалки бытового мусора в районах расположения предприятий нефтедобычи.
В каждом котловане одиночной скважины может содержаться от 60 м3 и более бурового шлама и 200–300 м3 бурового раствора, в составе которых содержится до 20 м3 нефти и 1 м3 реагентов [9]. Непосредственно в буровых растворах содержатся такие опасные химические соединения как нитроглицерин, карбоксометилцеллюлоза (КМЦ), гидроокись кальция, хромпик, полифенол, углещелочные реагенты, взвеси и другие токсичные вещества.
Для поддержания природной среды в экологически безопасном и устойчивом состоянии, необходимо проводить разбавление буровых растворов значительным количеством воды, получаемой из природных водоемов и атмосферных осадков, т.е. другие методы являются менее эффективными и экономически невыгодными. Для очищения почвы от загрязнителей разрабатываются и внедряются различные технологические методы. В первую очередь нужно использовать наиболее экологичные и безопасные методы очистки, однако нельзя забывать и об эффективности и финансовых затратах на очищение почв. В зависимости от того, насколько масштабным является загрязнение и какова природа загрязняющего вещества, существуют два основных направления очистки почв. Первый из них состоит в снятии верхнего слоя почвы и удаления его на свалку ил переработку при помощи специальных установок. Снятие верхнего слоя почвы с последующим его захоронением использовалось в том числе и при авариях на радиационно опасных объектах. Известные способы иммобилизации загрязняющих веществ в почве по сути не являются способами ее очистки, поскольку в данном случае не обеспечивают удаления или нейтрализации вредных веществ, а только предотвращают их дальнейшее распространение. Такая почва все равно остается непригодной для сельскохозяйственного и иного использования.
Сами способы очистки почвы от загрязнений могут быть классифицированы в зависимости от используемых методов на физические, физико-химические и биологические. К числу последних относятся и способы, основанные на использовании достижений биотехнологии.
При использовании физических методов происходит удаление верхнего слоя грунта и дальнейшее его захоронение на свалках, специальных полигонах. Также к физическим методам очистки можно отнести и все варианты, связанные с промыванием почв и удалением из нее растворимых загрязнителей. К химическим способам относятся термические способы, методы выщелачивания и связывания загрязняющих веществ в комплексные нерастворимые и малоактивные соединения. К биологическим способам очистки загрязненных нефтью и нефтепродуктами земель относится внесение на загрязненный участок специально селекционированных штаммов микроорганизмов в виде биопрепаратов. Использование таких микробных биопрепаратов позволяет интенсифицировать микробиологическую активность почвы и ее способность к самоочищению, в результате чего происходит ускорение разрушения углеводородов нефти в десятки раз. Сроки нейтрализации нефти в почве значительно сокращаются вследствие разложения ее на безвредные для окружающей среды продукты жизнедеятельности бактерий – СО