типов кислорода, фитонцидов и поглощении углекислого газа. Ежегодно с 1 га южнотаежных лесов выделяется около 13–14 т кислорода и поглощается 16–17,5 т углекислого газа, а с такой же площади северотаежных лесов соответственно — 2–3 т кислорода, 3–3,5 т углекислого газа. Иначе говоря, гектар северного леса должен «работать» целый год, чтобы обеспечить кислородом сжигание 1 т угля, который сгорает в топках за несколько часов. При этом не нужно забывать, что кислород, выделенный в процессе прироста органического вещества, почти полностью расходуется в природе на окисление отмирающей части живого вещества за тот же отрезок времени.
Особенно опасны загрязнения воздуха промышленными отходами. Наблюдения за растительностью и другими компонентами природы вокруг промышленно-индустриальных центров Севера свидетельствуют о том, что результаты загрязнения сказываются в десятках и даже сотнях километров от таких промышленных центров.
Установлено, что запыление воздуха, а значит, почвы и растений на Севере ведет:
к изменению теплообмена между воздухом и почвой, а это при наличии многолетнемерзлых грунтов обусловливает деформацию поверхности земли: проседание и образование западин, озер, оврагов. Деформация поверхности от запыления проявляется на расстоянии 30–50 км (рис. 4);
к гибели лишайников, мхов, хвойных растений. При концентрации сернистого газа 0,3–0,4 мг/м3 такие породы, как сосна, кедр, ель, пихта, можжевельник, начинают отмирать. Концентрация окислов азота выше 0,09 мг/м3 считается гибельной для хвойных лесов. Особенно чувствительны к грязному воздуху лишайники. Окрестности многих городов стали сейчас лишайниковыми пустынями, площадь которых достигает 200 тыс. км2. Если учесть, что тепловые (работающие на угле) электростанции средней мощности за сутки выбрасывают в атмосферу в среднем 100–150 т сернистого газа и примерно столько же пыли, можно представить масштабы химического воздействия на растительность и вообще на экосистемы Крайнего Севера.
Влияние газов, в том числе сернистого, на природу Крайнего Севера велико и до конца еще не познано. Доказано, что двуокись серы и окислы азота, попадая из атмосферы в водоемы вместе с осадками, обусловливают повышение кислотности природных вод. В результате гибнут ценные рыбы, животные, растительность, почвы. Особенно страдают от кислотных дождей северные европейские страны: Дания, Норвегия, Швеция, Финляндия. Главным источником загрязнений являются промышленные районы Великобритании, ФРГ. Западными и юго-западными ветрами загрязнения из этих мест переносятся на 1500–2500 км, достигая Скандинавии.
Известно, что кислотность вод (pH) атмосферных осадков обычно примерно равна 6–7[7]. Но возрастание количества кислых веществ, поступающих в атмосферу из антропогенных источников, вызывает выпадение осадков в виде дождя и снега с pH, равной 3–5. Вследствие этого поверхностные воды рек и озер Скандинавии снизили pH до 5,5 и даже до 4. В результате начали гибнуть массы рыб, особенно лососевых. В озерах и реках Норвегии и Швеции почти исчез голец, лосось-таймень и др.
Кислотные дожди уничтожают не только рыбу, но и водоросли, беспозвоночных животных. На 2–4 % снижается рост деревьев, кустарников, трав. Бескорневые растения (лишайники и мхи) еще более чувствительны к загрязнениям, чем остальные растения и поэтому повреждаются и гибнут чаще.
От сернистого газа и кислот, содержащихся в атмосферной влаге, усиливается коррозия металлов и резко возрастают повреждения и поломки различных механизмов. Особенно это опасно в зимних условиях Севера, так как при низких температурах резко уменьшается прочность металлов, даже не изъеденных коррозией.
Рис. 4. Вид пригородной зоны, расположенной в 30 км от северного промышленного центра. Изменение теплообмена между атмосферой и почвой, вызванное запылением, привело к тому, что почва оттаяла на большую, чем прежде, глубину. В результате осела и деформировалась ее поверхность, усилились термокарстово-эрозионные процессы и солифлюкционное течение грунтов на склонах
Загрязнения атмосферы опасны из-за глобального распространения индустриальных выбросов. Так, гляциологи пришли к выводу, что нет больше девственно чистых льдов на планете. Даже в Гималаях вдали от промышленно-индустриальных центров на высоте 5300 м за последние 15 лет резко возросло содержание свинца, кадмия, урана, ванадия и других элементов[8].
От загрязненного воздуха страдают не только экосистемы. Отрицательно сказывается он и на здоровье людей. На Севере, как известно, преобладают уроженцы южных районов, для которых природные условия Севера экстремальны, поэтому любое дополнительное неблагоприятное воздействие (запыление, загазованность и т. п.) тяжело сказывается на их здоровье.
В промышленных центрах северных районов в безветренную погоду происходит застаивание атмосферной массы, и холодный грязный воздух повисает над городом. В такие моменты человеку становится трудно дышать, его мучает кашель, глаза слезятся от пыли и дыма. Ученые США обнаружили, что у жителей индустриальных центров, где имеется большое количество автотранспорта, в крови содержится повышенное количество свинца[9]. Подсчитано, что в США ежегодные расходы, связанные с лечением во время частичной или полной потери трудоспособности, оцениваются в 360–400 млн. долларов. Суммарные же потери в пределах США оцениваются цифрой порядка 1 млрд, долларов, но нередко возрастают до нескольких миллиардов. В пересчете на душу населения это превышает 60 долларов в год.
Радикальным механизмом природы, очищающим атмосферу, является ветер, сменяющий воздушные массы, а также дожди, особенно ливневые, с грозами. Но осадков на Севере мало — 250–400 мм в год. Большая часть их выпадает в виде снега и моросящих дождей, порой неотличимых от тумана. При загрязнении воздуха промышленными отходами туман может ускорить возникновение удушливого смога. Ливневые с грозами дожди бывают очень редко — это зональная особенность Севера с низкими температурами воздуха, при которых обычно не образуются мощные кучево-дождевые облака.
Над большей частью территории Севера зимой наблюдается инверсионное выхолаживание и застаивание воздуха, опасность заболеваний возрастает. Отсюда следует, что в условиях антициклонального климата промышленные объекты, выделяющие большое количество газов и пыли, сооружать нецелесообразно. Нельзя строить подобные объекты и в замкнутых непродуваемых горных котловинах.
Таким образом, опасность загрязнения воздуха на Севере, особенно в течение длительной зимы, очень велика. Но она существует не только зимой, но и при безветренной погоде, т. е. в любое время года. Все это свидетельствует о том, что экологическая емкость ПТК на Севере значительно меньше, чем в южных зонах. И она особенно мала в районах с антициклональным климатом.
Способность природных территориальных комплексов (ПТК) к обновлению и самоочищению воздуха в зависимости от скорости ветра и обилия осадков можно изобразить графически (рис. 5).
