Водные ресурсы. Вода — важнейший минерал на Земле, кото­рый нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека на ее долю приходится 60— 80% массы тела. Вода является средой обитания многих орга­низмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщела­чивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие и т. д. Для человека вода имеет не только био­логическое, но и производственное значение: она и транс­портный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и растворитель, и очиститель и т. д. Особенно много воды потребляет сельское хозяйство. На­пример, для выращивания 1 т риса требуется 7000 т воды.

На Земле имеется более 1370 млн. км3 воды. Но 94% — это соленая вода морей, океанов и некоторых озер. Запасы пресной воды на Земле составляют чуть больше 30 млн. км3, при­чем 97% из них сосредоточено в полярных шапках и ледниках.

Легкодоступные запасы составляют только 50 тыс. км3, а совре­менная потребность человечества составляет около 19 тыс. км3. Казалось бы, пока хватает. Но, во-первых, вода нужна не толь­ко людям, во-вторых, распределена она по территории Земли крайне неравномерно и большая ее часть приходится на реки и озера, расположенные в малонаселенных местах, например в Сибири. К тому же, вырубая леса и осушая болота, человек способствует перераспределению воды между водоемами суши и океана в пользу последнего. Ну а массированное загрязнение рек, озер и грунтовых вод промышленными и сельскохозяйственными отходами окончательно подрывает нашу водообеспеченность.

По данным ООН, 23% городских и 80% сельских жителей не обеспечены питьевой водой удовлетворительного качества. Некоторые страны уже сейчас вынуждены опреснять морскую воду, что требует больших энергетических затрат.

В России в среднем на одного жителя расходуется около 400 л питьевой воды в сутки, а в Москве и того больше — до 600 л. Это в 2 раза превышает уровень потребления воды в других столицах мира. Одной из причин такой расточительно­сти является отсутствие материальной заинтересованности и экологической воспитанности населения.

В большинстве районов плата взимается не пропорционально ко­личеству потребленной воды, а пропорционально количеству жиль­цов. Сейчас планируется переход к оплате на основании показа­ний водомерных счетчиков, но их массовое производство и уста­новка потребуют больших средств и времени.

Не менее важной, чем проблема обеспечения достаточным количеством воды, является проблема сохранения ее качества. Если в начале века науке было известно всего 17 загрязнителей природных вод, то сейчас их более 2,5 тыс. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, усыханию и снижению продуктивно­сти растений. При этом не только ядовитые химические загряз­нения опасны для водных экосистем, но и избыток органиче­ских и минеральных веществ, поступающих со смывом удобре­ний с полей, навоза с ферм, бытовых стоков из канализацион­ных труб. Содержащиеся в них азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяют по­следним резко усилить свой рост. Этот процесс резкого повы­шения продуктивности водоемов носит название эвтрофикации. Но так как консументы водоема не успевают потребить возрос­шую биомассу и водоросли, размножившись, начинают закры­вать друг другу свет, то идет процесс их массового отмирания и гниения, сопровождающийся ускоренным потреблением кис­лорода, вплоть до полного его исчерпания. В этом случае вся экосистема водоема может погибнуть.

Значительно снижает проточность, а значит, и способность рек к самоочищению строительство гидротехнических сооруже­ний — плотин, водохранилищ, шлюзов.

В России многие водные системы находятся в бедственном положении. Крайне напряженная обстановка сложилась в бас­сейне Волги, под угрозой чистота крупнейшего в мире храни­лища пресной воды — озера Байкал, загублено самое «рыбное» в прошлом Азовское море, быстро эвтрофицируется Ладожское озеро, теряет оздоровительные (рекреационные) свойства из-за чрезмерного загрязнения Черное море, практически в сточные канавы превратились некоторые реки Урала.

Почва. Почва, т. е. поверхностный слой земной коры толщиной в несколько десятков сантиметров, обладающий плодо­родием, образуется из продуктов разрушения горных пород под влиянием климата и жизнедеятельности многих поколений ра­стительных и животных организмов.

Пахотные угодья занимают около 1,5 млрд. га (10—11% суши), пастбища и сенокосы — приблизительно 3 млрд. га (20% суши). Остальная площадь суши — неблагоприятные для сельскохозяй­ственного использования районы. На каждого жителя планеты приходится в среднем 0,4 га пашни, т. е. примерно по одному футбольному полю. И эта цифра имеет тенденцию к сокраще­нию, так как численность населения растет. К тому же часть продуктивных земель отводится под жилищное строительство, развитие промышленности и транспорта.

Плодородный почвенный слой образуется очень медленно — 1 см за 200-300 лет. А сильный ветер (пыльная буря) или ливень могут за одни сутки развеять или смыть с поля слой в 1-5 см, а иногда и больше. Этот процесс разрушения почвы, включая оврагообразование, называется эрозией. Сильнее всего эрозии подвержены участки почвы, нарушенные нерациональ­ной человеческой деятельностью: переуплотнением тяжелыми сельскохозяйственными машинами или вытаптыванием копыта­ми слишком большого количества выпасываемого скота, выра­щиванием однолетних культур, требующих ежегодной вспашки, на легких, засушливых землях. Ежегодно из-за эрозии выбыва­ет из сельскохозяйственного использования более 3% пахотных земель. Много земель выбывает из оборота в результате их засоления при нерациональном поливе.

Не менее важной проблемой является снижение плодородия почв. При культивировании сельскохозяйственных культур и уборке урожая естественный процесс возвращения в почву питательных веществ, потребляемых растениями, нарушается (о чем говорилось в гл. 2, § 5). Приходится возмещать эти ежегодные потери путем внесения органических и минеральных удобрений. Но при игнорировании закона минимума это приводит к за­грязнению почвы, к накоплению в растениях таких вредных для человека веществ, как нитраты.

К еще более серьезным последствиям приводит загрязнение почвы ядохимикатами (пестициды), применяемыми для борьбы с сорняками (гербициды), вредителями (инсектициды) и болезня­ми (фунгициды) растений. Из действия закона физи­ко-химического единства всего живого вещества Земли следует, что вещество (пестициды, антибиотики и др.), вредное для одних видов существ (вреди­телей, микробов), вредно и для всех других, в том числе и для человека, хотя и в разных дозах. Начальные дозы, смертельные для мелких организмов, особого вреда человеку не приносят, но не исключено, что мы не научились его определять и послед­ствия проявятся в будущем. Однако вредители и микробы с быстрой сменой поколений способны в ходе естественного отбо­ра приспособиться к воздействию химикатов, и для их уничто­жения дозы приходится увеличивать до таких размеров, кото­рые приносят явный вред здоровью человека и высших живот­ных, попадая в их питье и пищу из почвы. При этом воздей­ствию пестицидов подвергаются не только вредители, но и живущие рядом с ними полезные животные и микроорганизмы (черви, бактерии, насекомые-опылители и др.), которые либо гибнут, что приводит к нарушениям в экосистемах, ухудшению структуры и плодородия почвы, либо накапливают в своих организмах этот яд, передавая его по пищевым цепям консументам более высокого порядка вплоть до человека. А так как высшие консументы съедают за свою жизнь не одно животное или растение, а много, то с каждым уровнем цепи концентра­ция вредных веществ в организме повышается примерно в 10 раз, доходя до смертельных доз (рис. 9). Это относится не только к пестицидам, но и к любым другим вредным загрязнителям.