Способы ликвидации последствий заражения окружающей среды токсичными и радиоактивными веществами.

Основные загрязнители биосферы.

Загрязнитель — субъект воздействия (физический агент, химическое вещество или биологический вид) на окружаю­щую среду, количество которого выше естественного уров­ня.

Загрязнители атмосферы. Загрязнители воздуха раз­деляют на механические, химические, физические и био­логические.

Механические загрязнители — пыль, мусор. Они об­разуются при сжигании органического топлива и в процес­се производства строительных материалов.

При таком виде загрязнения наиболее вредными явля­ются частицы диаметром до 0,005 мм. С запыленностью воз­духа связаны многие болезни: туберкулез, аллергические заболевания бронхов и др.; высокая концентрация пыли в воздухе вызывает атрофию слизистых оболочек носа, кро­вотечение.

Зеленые насаждения очищают воздух от пыли и ослаб­ляют действие других вредных примесей. Например, ело­вое насаждение собирает из воздуха 32 т пыли на 1 га, сосновое — 36,4 т, буковое — 68 т на 1 га. Лес, будучи способным отфильтровывать ежегодно до 50—70 т пыли на площади в 1 га, ослабляет опасность заболевания как пере­численными, так и многими другими заболеваниями.

Химические загрязнители — это проникшие в экоси­стему чуждые ей вещества или присутствующие в ней, но в концентрациях, превышающих норму.

Наибольшее загрязнение воздуха происходит при сжи­гании топлива для нужд промышленности, отоплении жилищ, при работе транспорта; сжигании и переработке бы­товых и промышленных отходов, образующихся в резуль­тате промышленных выбросов. Вследствие неполного сго­рания образуются зола и вредные газы.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются следующие:

Соединения углерода: углекислый газ СО2, который не вреден в малых концентрациях (но экологи предупрежда­ют, что если не удастся уменьшить выброс в атмосферу углекислого газа, то нашу планету ожидает катастрофа, связанная с повышением температуры вследствие так на­зываемого парникового эффекта); окись углерода (СО) очень токсична, но быстро диффундирует в атмосфере; не­сгоревшие углеводороды или окисленные вещества (альде­гиды и кислоты).

Соединения серы: сернистый ангидрид (SO,), который может переходить в серный ангидрид (SO.,) и в присутствии воды или ее паров образует серную кислоту (H2SO4).

Окислы азота (NO и NO2) - - благоприятные условия для их образования создаются при высоких температурах.

Лесонасаждения могут служить как механическим пре­пятствием для газа (и таким образом уменьшать его кон­центрацию), так и быть защитой против химического заг­рязнения атмосферы. Степень защитного влияния зависит от состава и концентрации загрязнителей и от характера самого леса.

Видами, поглощающими SO2 в больших количествах, считаются тополь бальзамический, ясень зеленый, липа обыкновенная и береза пушистая. Фенолы усваиваются бо­лее всего акацией белой, бузиной красной и шелковицей белой. Поэтому опавшую листву важно не сжигать, а зака­пывать, чтобы вредные вещества разлагались в земле, а не высвобождались в атмосферу.

Значительна роль зеленых насаждений в балансе угле­кислоты. Растения способны поглощать окись углерода и высвобождать кислород в течение всего вегетационного периода, поэтому лес является большим защитным факто­ром в борьбе с избытком СО2, попадающего в атмосферу в густонаселенных индустриальных районах.

Один гектар лесонасаждений поглощает за 1 час весь углекислый газ, который выделяют за это время 200 чело­век, т. е. 8 кг. Углерод остается в листьях и используется ими для создания органических веществ, кислород выделя­ется в атмосферный воздух.

Одно широколиственное дерево с проекцией кроны 150 м2 дает за 10 лет количество кислорода, нужное для 2 лет жизни одного человека. Наиболее активны в этом от­ношении тополя. Средневозрастной тополь поглощает в пе­риод вегетации до 40 кг углекислоты в час.

Физические загрязнители - это избыточные источ­ники энергии, поступающие в биосферу от техногенных причин. Например, тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов); световые (ухудшение естественной осве­щенности местности под воздействием искусственных ис­точников света); шумовые (превышение допустимого уровня шумов); электромагнитные (от линий электропередач, ра­дио, телевидения, работы промышленных установок); ра­диоактивные (попадание радиоактивных веществ в атмосферу озоноразрушающие (выделения хладонов в атмос­феру).

Одним из неблагоприятных факторов городской среды является шум, представляющий собой беспорядочные не­периодические колебания звука различной физической при­роды .

Шум автотранспорта, как правило, характеризующийся низкой частотой, распространяется на более дальние рас­стояния, чем шум высокой частоты.

В гигиенических и клинических исследованиях выявлено, что даже кратковременное воздействие шума способно вредно отразиться практически на всех функциональ­ных системах организма. Наиболее ранимы сердечно-сосу­дистая и нервная система.

Защиту от источников шума могут обеспечить зеленые насаждения. От внутригородского шума хорошо защищают вьющиеся растения. Например, виноград пятилисточковый, покрывающий стену жилого дома, почти наполовину сни­жает уровень шума в квартирах.

Шумозащитные свойства зеленых насаждений зависят от ширины, густоты и дендрологического состава, а также высоты деревьев и конструкции полосы: свободное разме­щение деревьев в шахматном порядке более эффективно, чем размещение рядами.

Конец первой половины XX в. принес миру новую опас­ность — загрязнение воздуха, а также почвы и воды про­дуктами радиоактивного деления. Особенно опасными ра­диоактивными изотопами являются стронций-90, цезий-135, цезий-137 и некоторые другие изотопы.

Лесные экосистемы играют значительную роль в ослаб­лении последствий ядерных взрывов и в виде радиоактив­ных загрязнений атмосферы. Лесной биогеоценоз способен задерживать, перераспределять и аккумулировать радио­активную пыль: часть радионуклидов задерживается поло­гом и используется листвой и хвоей, часть их смывается и сдувается, определенное количество проникает под полог вместе с опадом или через свободные промежутки в пологе Поступает в подстилку и почву, где происходят дальнейшие превращения и перемещения. Листья и хвоя деревьев могут собирать до 50% радиоактивного йода. Активность радиоактивных осадков в незащищенных лесом местах ока­зывается в 32 раза выше. В этом проявляется прямое за­щитное влияние лесных экосистем на человека.

Биологические загрязнители - чуждые экосистеме виды организмов. Загрязнение микроорганизмами называют также бактериологическим.

Особенно опасным является специальное или случай­ное загрязнение атмосферы штаммами болезнетворных микроорганизмов, создаваемых в лабораториях вооружен­ных сил некоторых стран. В атмосфере, особенно во время эпидемий, находится неисчислимое количество вирусов и бактерий.

Растения экосистемы способны бороться с чуждыми ей видами с помощью выделяемых ими специфических веществ, которые называют фитонцидами. Они играют важную роль во взаимотношениях различных биоценозов. Хотя некото­рые фитонциды оказывают сильное воздействие на много­клеточные организмы и способны даже убивать насекомых, самое большое влияние они оказывают на "бактериальную и грибковую флору.

Фитонциды дубовой листвы убивают на расстоянии воз­будителей дизентерии и паратифа. От фитонцидов, выде­ляемых листьями эвкалиптов, погибает золотистый стреп­тококк, пихтовой хвои - возбудитель дифтерии, сосновой хвои — возбудитель туберкулеза. Для возбудителей дизен­терии губительны также фитонциды, выделяемые топо­лем, и т. д.

Например, в 1 м3 воздуха соснового леса содержится лишь 200—300 бактерий, т. е. в 2 раза меньше, чем в смешанном лесу. Сосновый лес почти лишен вредных микроор­ганизмов, а воздух в нем практически стерилен даже в не­посредственной близи от городов.

Загрязнители воды. Ситуация с питьевой водой в Рос­сии характеризуется как критическая — это прямая угро­за здоровью населения. Вода может быть причиной различ­ных изменений в организме и способствовать возникнове­нию инфекционных и неинфекционных заболеваний челове­ка. Примеси, от которых зависит безопасность ресурсов пи­тьевой воды, подразделяются на следующие категории.

Неорганические химические вещества, к числу ко­торых относятся ртуть, кадмий, нитраты, свинец и их со­единения, а также соединения хрома, меди. Содержатся они в сточных водах предприятий металлургической, ма­шиностроительной и горнодобывающей промышленности. Та­кие загрязнения содержат песок, глинистые и рудные вклю­чения, шлак, растворы минеральных солей, кислот, щело­чей и др.

Ядовитые вещества сточных вод оказываются токсич­ными для гидробионтое и нередко вызывают их гибель. В небольших дозах они изменяют обмен веществ, приводят к бесплодию и мутагенным явлениям.

Разные гидробионты обладают неодинаковой устойчи­востью по отношению к отдельным токсикантам. Например, мышьяк для планктонных рачков, дафний и циклопов смер­телен в концентрациях 0,25—2,5мг/л, а для рыб — 10— 20 мл/л.

Органические загрязнители могут быть растительно­го, животного и химического происхождения. К раститель­ным относятся остатки бумаги, плодов и овощей, расти­тельные масла и др. Основным химическим веществом это­го рода загрязнений является углерод. Загрязнители жи­вотного происхождения — физиологические выделения людей, животных, остатки жировых и мускульных тканей, Клеевые вещества и пр. Они характеризуются значитель-нъ,1м содержанием азота. К органическим химическим загрязнителям относятся нефть и нефтепродукты, пестици­ды, полихлорбифенилы; сточные воды; отходы кожевен­ных, бумажно-целлюлозных, пивоваренных производств.

Наибольшую угрозу чистоте водоемов представляют нефтяные масла. Эти очень стойкие загрязняющие веще­ства могут распространяться на расстояние более 300 км от источника. Легкие фракции нефти, плавая по поверхно­сти воды, образуют пленку, изолирующую и затрудняю­щую газообмен. При этом одна капля нефтяного масла, ра­стекаясь по поверхности, образует пятно диаметром 30— 150 см, а 1 т — 12 км2 нефтяной пленки. Пленка нефти обла­дает большой подвижностью, стойка к окислению, а тяже­лые масла (мазут) оседают на дно водоемов, вызывая ток­сическое поражение придонной фауны.

Сильно загрязняет и засоряет реки молевой сплав леса. Усиливает засорение рек сброс отходов лесозаводов (опил­ки, кора и др.). Часть бревен тонет, их количество увели­чивается из года в год, образуя иногда слой в 3 м толщиной. Гниющие древесина и кора отравляют воду, она становится "мертвой".

Бактериальными и биологическими загрязнителя­ми являются различные микроорганизмы дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли и бактерии, в том числе возбудители тифа, паратифа, дизентерии, а также яйца гельминтов, поступающие с выделениями людей и животных. Бактериальную загрязненность сточных вод ха­рактеризуют величиной колититра, т. е. наименьшим объе­мом воды в миллиметрах, в котором содержится одна ки­шечная палочка (бактерия "коли"). Так, если колититр равен 10, это значит, что в 10 мл найдена 1 кишечная палочка. Этот вид загрязнителей свойственен бытовым во­дам, а также сточным водам боен, кожевенных заводов, шерстомоек, больниц и др. Общий объем бактериальной массы достаточно велик: на каждые 1000 M:i сточных вод -до 400 л.

Загрязнения большей частью содержат около 42% минеральных веществ и до 58% органических.

Водная экосистема обладает чрезвычайно ценным свой­ством непрерывного самовозобновления под влиянием сол­нечной радиации и самоочищения. Оно заключается в пере-лешивании загрязненной воды со всей ее массой, последу­ющей минерализации органических веществ и отмирании внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бак­терии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бакте­риального самоочищения через 24 часа остается не более 50% бактерий, через 96 часов - - 0,5 %. Процесс бактери­ального самоочищения сильно замедляется зимой.

Чтобы обеспечить самоочищение загрязненных вод, не­обходимо их многократное разбавление чистой водой. Если же загрязнения настолько велики, что самоочищения воды не происходит, существуют специальные методы и сред­ства для ликвидации загрязнений, поступающих со сточ­ными водами.

Радиоактивные загрязнители представляют большую угрозу жизни водоемов как экосистем и здоровью людей. Их источники — испытания термоядерного оружия под водой, заводы по очистке урановой руды и по переработке ядер­ного горючего для реакторов, атомные электростанции, ме­ста нахождения радиоактивных отходов.

Загрязнители почвы. Основными загрязнителями по­чвы являются:

пестициды, применяемые для борьбы с сорняками, насекомыми и грызунами — вредителями сельскохозяйствен­ных культур.

Ежегодное применение пестицидов в сельском хозяй­стве в России с 1980 по 1991 г. находилось на одном уровне и составляло примерно 150 тыс. т, а в 1992 г. снизилось до 100 тыс. т;

удобрения

нефть и продукты нефтепереработки (канцерогенные вещества от автотранспорта). Загрязнение почв нефтью в местах ее добычи, переработки, транспортиров­ки и распределения превышает фоновое в десятки раз.

В почве всегда присутствуют канцерогенные (химичес­кие, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в том числе и раковые;

выбросы промышленных предприятий. Почвы вок­руг больших городов и крупных предприятий цветной и чер­ной металлургии, химической и нефтехимической промыш­ленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколь­ко десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, соединениями свинца, серы и другими токсичными веще­ствами. Среднее содержание свинца в почвах 5-километро­вой зоны вокруг ряда обследованных городов России нахо­дится в пределах 0,4—80 ПДК. Среднее содержание мар­ганца вокруг предприятий черной металлургии колеблется в пределах 0,05—б ПДК;

свалки бытовых и промышленных отходов. Осо­бую проблему в городской среде, связанную исключитель­но с высокой численностью населения, составляет ликви­дация бытовых отходов, в особенности неорганических. Ко­личество отходов возрастает с повышением уровня жизни в городе, а эффективных способов их переработки и ликви­дации разработано на сегодня ничтожно мало. Немногочис­ленные виды, паразитирующие на отбросах, — крысы, во­роны, воробьи, а в последнее время и чайки — становятся разносчиками возбудителей заболеваний животных и чело­века.

Вывоз промышленных и бытовых отходов на свалки ве­дет к загрязнению и нерациональному использованию зе­мельный угодий, загрязнению атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, росту транспортных расходов и безвоз­вратной потере ценных материалов и веществ.

 Основные пути миграции и накопления в биосфере токсичных и радиоактивных веществ.

Загрязнение среды - сложный процесс накопления вредных веществ, связанный с деятельностью человека. Био­сфера едина — реки пересекают границы государств с раз­личными социальными системами, леса оказывают влияние на территории, выходящие за пределы государственных границ, атмосфера их не знает совсем, поэтому вредные вещества распространяются по всей планете.

Пищевые цепи представляют собой одну из форм взаи­мосвязи между различными организмами, каждый из кото­рых питается другим видом. В биосфере происходит непре­рывный процесс превращения веществ в последовательно­сти "жертва — хищник".

В случае потребления чужеродных веществ, которые не усваиваются или не выводятся из организма, происхо­дит их накопление по ходу пищевой цепи. Именно таким образом происходит накопление токсичных веществ, при котором первичные звенья пищевой цепи получают лишь незначительные количества токсиканта, а конечные звенья уже отравляются.

Для построения своего тела особи используют только часть потребляемой пищи, а остальное расходуется в энер­гетическом обмене. Однако неразлагающиеся ядовитые вещества не используются в энергетическом обмене и большей частью накапливаются в организме, особенно в том случае, если данное вещество имеет длительный период биологического полураспада. Коэффициент накопления не-разлагающихся ядов, особенно биоцидов, в большинстве случаев составляет около 10 на каждую ступень пищевой цепи.

Пестициды, поступившие в стоячий водоем, включа­ясь в пищевую цепь, совершают круговорот, отравляя экосистему водоема.

К загрязняющим атмосферу веществам относятся ра­диоактивные вещества. Ра­диоактивные продукты в стратосфере могут находиться от 3 до 9 лет, а в нижележащих слоях атмосферы - до трех месяцев. Основное количество радиоактивных веществ по­ступает из атмосферы на землю с атмосферными осадками. Далее радиоактивные вещества транспортируются водны­ми течениями, подвижными организмами, особенно рыба­ми и птицами, которые способны поглощать из среды ра­диоизотопы и избирательно концентрировать их в своих органах, тканях, клетках, что приводит к внутреннему об­лучению.

Распространение атмосферных токсикантов опреде­ляется горизонтальным и вертикальным движением воздуш­ных течений и потоков. Концентрация атмосферных токси­кантов в значительной мере зависит от температуры воз­духа, наличия облачности, тумана, осадков и других фак­торов, влияющих на скорость перемещения слоев воздуха. Дальность распространения зависит от времени существо­вания того или другого загрязнителя в воздухе и метеоро­логических условий, скорости и направления потоков в ат­мосфере.

Радиоактивность тоже может стать компонентом пи­щевых цепей: атмосфера — ветер — дождь — почва — растение — животное — человек. Важнейшими по степени опасности для человека являются следующие изотопы: иридий-131 - для щитовидной железы; стронций-89 и строн-ций-90 — для костей; цезий-137 — для мышц.

Радиационный фон в средней полосе России с учетом ес­тественной радиации составляет 10—20 мкР/ч (микрорентген в час), (мощность излучения цветного телевизора — 30— 40 мкР/ч, в салоне самолета на высоте 10 км — 400 мкР/ч).

 

Лекция № 9.

Способы ликвидации последствий заражения окружающей среды токсичными и радиоактивными веществами.

Загрязнение токсичными и радиоактивными вещества­ми окружающей среды может происходить в результате хозяйственной деятельности человека — промышленного и сельскохозяйственного производства, повседневного потреб­ления, а также в результате стихийных бедствий и ава­рий. При этом прежде всего страдает земля.

Ликвидация последствий аварийного загрязнения жид­кими токсичными веществами. Прежде всего ограничива­ют растекание токсичных веществ на местности с целью уменьшения площади испарения. Чтобы сдержать процесс испарения химических загрязни­телей, применяют несколько способов:

поглощение слоем сыпучих адсорбентов (грунта, пес­ка, шлака и т. п.);

изоляция пенами;

разбавление водой или растворами нейтрализующих веществ.

Адсорбенты впитывают вредные вещества, после чего загрязненный сыпучий материал и верхний слой грунта при необходимости собирают в специальные емкости для пос­ледующего вывоза в места нейтрализации. Если токсичные вещества способны гореть, то небольшие загрязненные уча­стки могут выжигаться.

Изоляция пенами осуществляется в целях уменьшения выходов паров в атмосферу. Для этого в пену могут вво­диться нейтрализующие добавки, которые вступают в хи­мическое взаимодействие с токсичными веществами, в ре­зультате чего образуются нетоксичные или малотоксичные вещества.

Разбавление водой является основным и наиболее дос­тупным способом снижения испарения химических загряз­нителей. Вода или растворы нейтрализующих веществ, мо­гут направляться в очаг аварии в мелкодисперсном виде или компактными струями. Мелкодисперсная фракция в виде "зонта" обеспечивает нейтрализацию и исключает ис­парение паров. Компактная струя используется для нейт­рализации концентрированных кислот, окислителей и дру­гих веществ, бурно реагирующих с водой.

 Организация мониторинга окружающей среды

Экологический мониторинг - это система наблюдения, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия.

Задачами мониторинга являются:

количественная и качественная оценка состояния воз­духа, поверхностных вод, климатических изменений, по­чвенного покрова, флоры и фауны, контроль стоков и пылегазовых выбросов на промышленных предприятиях;

составление прогноза о состоянии окружающей сре­ды;

информирование граждан об изменениях в окружа­ющей среде.

Основными функциями мониторинга являются:

контроль качества отдельных компонентов окружающей природной среды и определение основных источников загрязнения.

На основании данных мониторинга принимаются решения для улучшения экологической ситуации, сооружают новые очи­стные сооружения на предприятиях, загрязняющих зем­лю, атмосферу и воду, изменяют системы рубок леса и са­жают новые леса, внедряют почвозащитные севообороты и т. д.

Мониторинг чаще всего ведут областные комитеты по гидрометеослужбе через сеть пунктов, проводящих следу­ющие наблюдения: приземные метеорологические, тепло-баллансовые, гидрологические, морские и т. д.

В настоящее время в мире насчитывается 344 станции по мониторингу воды в 59 странах, которые образуют гло­бальную систему мониторинга окружающей среды. Эта сис­тема находится в ведении ЮНЕП - специального органа по охране окружающей среды при ООН.

Виды и методы мониторинга

Виды мониторинга

По масштабам обобщения инфор­мации различают: глобальный, региональный, импактный мониторинг.

Глобальный мониторинг - это слежение за мировы­ми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений.

Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в которых наблюдаются процессы и явления, от­личающиеся от естественных по природному характеру или из-за антропогенного воздействия.

Импактный мониторинг проводится в особо опас­ных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ.

По методам ведения выделяются следующие виды мо­ниторинга:

- биологический (с помощью биоиндикаторов);

- дистанционный (авиационный и космический);

- аналитический (химический и физико-химический анализ).

По объектам наблюдения выделяются:

- мониторинг отдельных компонентов окружающей среды (почвы, воды, воздуха);

- мониторинг биологический (флоры и фауны).

Особым видом мониторинга является базовый монито­ринг, т. е. слежение за состоянием природных систем, на которые практически не накладываются региональные ан­тропогенные воздействия (биосферные заповедники). Целью базового мониторинга является получение данных, с кото­рыми сравниваются результаты, полученные другими ви­дами мониторинга.

Методы контроля. Состав загрязняющих веществ опре­деляют методами физико-химического анализа (в воздухе, почве, воде). Степень устойчивости природной экосистемы проводят методом биоиндикации.

Биоиндикация - это обнаружение и определение ан­тропогенных нагрузок по реакциям на них живых организ­мов и их сообществ. Сущность биоиндикации заключается в том, что определенные факторы среды создают возмож­ность существования того или иного вида. Объектами био­индикационных исследований могут быть отдельные виды животных и растений, а также целые экосистемы. Напри­мер, радиоактивное загрязнение определяют по состоянию хвойных пород деревьев; промышленное загрязнение — по многим представителям почвенной фауны; загрязнение воз­духа очень чутко воспринимается мхами, лишайниками, бабочками.

Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опас­ный уровень загрязнения и принять меры по восстановле­нию экологического равновесия окружающей среды.

В некоторых случаях методу биоиндикации отдают пред­почтение, так как он проще, чем, например, физико-хими­ческие методы анализа.

Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального мониторинга. Например, аэрофото­съемка является эффективным методом для определения масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море или на суше, т. е. при аварии танкеров или при разрыве трубопровода. Другие методы в этих экстремальных ситуа­циях не дают исчерпывающей информации.

Физико-химические методы используются для мони­торинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы основаны на ана­лизе отдельных проб.

Лекция № 10.

"Зеленая революция"

"Зеленая революция" представляет собой одну из форм проявления НТР (научно-технической революции), т. е. ин­тенсивное развитие сельского хозяйства путем:

технизации сельского хозяйства (использования ма­шин и техники);

применения искусственно выведенных сортов расте­ний и животных;

химизации (использования удобрений и ядохимика­тов);

мелиорации (расширения орошаемых земель).

"Зеленая революция" - это преобразование сельско­го хозяйства на основе современной агротехники и селек­ции, это период кардинальной смены подходов к выращи­ванию растений и животных.

Различают две "зеленые революции".

Первая произошла в 60—70-е гг. XX в. Ее инициатором был крупный мекси­канский селекционер Норман Берлоуг. Он вывел сорт пше­ницы "Мексикале", которая давала урожай в 3 раза выше, чем старые сорта. Вслед за Берлоугом и другие селекцио­неры начали выводить высокоурожайные сорта кукурузы, сои, хлопка, риса. Появились высокопродуктивные живот­ные, для поддержания здоровья которых нужны были не только обильные корма, но и витамины, антибиотики, а для быстрого наращивания массы - стимуляторы роста.

В результате этой революции урожайность зерновых культур возросла в 2—3 раза и вдвое увеличился ассорти­мент продукции.

Несмотря на то, что "зеленая революция" позволила удовлетворить потребности растущего населения планеты в пище, она вызвала ряд отрицательных последствий: дег­радацию почв, снижение качества сельскохозяйственной продукции и т. д.

С середины 80-х гг. ученые заговорили о второй "зеле­ной революции", которая должна произойти, если сельское хозяйство пойдет по пути снижений вложений антропоген­ной энергии. В ее основе лежал адаптивный подход, т. е. сельско­му хозяйству нужно переориентироваться на более эколо­гичные технологии возделывания сельскохозяйственных куль­тур и разведения сельскохозяйственных животных.

Одним из направлений второй "зеленой революции" яв­ляется применение методов "экологически чистой" борьбы с последствиями антропогенного вмешательства в экосис­темы.

Например, после тотальной вырубки лесов происходит грубое нарушение местного биоценоза, экосистемы. Во влажных зонах происходит застой влаги, заболачивание почв. Такая вода может стать источником вредных насеко­мых — кровососов и переносчиков болезней. Появляются и бурно размножаются животные и растения, не присущие данной местности, вредные для человека и местных видов флоры и фауны. Между тем известно, что некоторые рыбы являются истребителями живущих в воде личинок вред­ных насекомых, таких как личинки комаров, мошек и др.

Важную роль в истреблении вредных насекомых играют насекомоядные птицы, особенно представители отряда воробьиных (Passeriformes): скворцы, ласточки, синицы, мухоловки, трясогузки и многие другие.

Таким образом, основные тенденции второй "зеленой революции" — это оказание минимального воздействия на окружающую природную среду, снижение вложений антропогенной энергии, использование биологических методов борьбы с вредителями растений.

Последствия "зеленой революции"

Основной целью "зеленой революции" было увеличе­ние производства сельскохозяйственной продукции. Но ак­тивное вмешательство человека в жизнедеятельность при­родных экосистем и создание агроэкосистем привело к ряду негативных последствий.

Агроэкосистема (агроценоз) — это искусственная эко­система (биогеоценоз), основные функции (прежде всего продуктивность) которой поддерживаются системой агро­химических мероприятий (вспашка, внесение удобрений, ядохимикатов и т. д.). Без поддержки человека агроэкосистема быстро распадается, возвращается к естественному состоянию.

Деградация почв. Деградацией называется постепенное ухудшение свойств почвы, вызванное изменением условий почвообразования в результате естественных причин (на­пример, наступления лесов или сухой степи на черноземы) или хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника, загрязнение и т. д.) и сопровождающееся уменьшением содержания гумуса, разрушением почвенной структуры и снижением плодородия.

Загрязнение биосферы ядохимикатами. За последние 50 лет применение минеральных удобрений возросло в 43 раза, пестицидов в 10 раз, что привело к загрязнению отдельных компонентов биосферы: почвы, воды, раститель­ного покрова. Из-за этого загрязнения обедняется живое население почвы - снижается численность почвенных жи­вотных, водорослей, микроорганизмов. Кроме того, воздей­ствия этого загрязнения могут быть косвенными.

Примером может служить проблема пестицидов (ядо­химикатов). С одной стороны, они спасают урожай, защи­щают сады, поля и леса от вредителей и болезней, уничто­жают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших бо­лезней, с другой — разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей.

Нарушение природного равновесия экосистем. На зем­ле практически не осталось экосистем, не подвергающихся в той или иной мере влиянию человека. Он вынужден про­никать в экосистемы и извлекать из них необходимые для своей жизнедеятельности компоненты. Вместо изъятых че­ловек создал и внедрил новые формы домашних животных и культурных растений (высокопродуктивных, морозостой­ких, засухоустойчивых).

Введением в культуру новых декоративных, лекарствен­ных и иных растений человек обогащает флору той или иной территории. Но наряду с культурными растениями он заносит и сорные. Некоторые из них бьгстро распространя­ются и находят новую родину в новых районах, внедряясь и грубо нарушая природное равновесие местных экосистем.

Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов

Удобрения — это органические и неорганические вещества, применяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растений и ры­бопродуктивности прудов. Они бывают: минеральные (или химические), органические и бактериальные (искусствен­ное внесение микроорганизмов с целью повышения плодо­родия почв).

Минеральные удобрения, добытые из недр, или промышленно полученные химические соединения, содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важ­ные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец и др.). Минеральные удобрения делятся на азот­ные, фосфорные, калийные.

Органические удобрения — это перегной, торф, навоз, птичий помет (гуано), различные компосты, органические отходы городского хозяйства (сточные воды, осадки сточ­ных вод, городской мусор), сапропель, зеленое удобрение. Они содержат важнейшие элементы питания, в основном в органической форме, и большое количество микроорганиз­мов. Действие органических удобрений на урожай культур сказывается в течение 3—4 лет и более.

Бактериальные удобрения - это препараты, содер­жащие полезные для растений бактерии. Они способны улуч­шать питание сельскохозяйственных культур и не содер­жат питательных веществ.

Последствия внесения удобрений. Минеральные удоб­рения оказывают прямое и косвенное воздействие на сель­скохозяйственные культуры, на почву, на развитие биоло­гических процессов в природных водах.

Внесение минеральных удобрений способствует акти­визации микробиологических процессов в почве, но это приводит к целому ряду отрицательных последствий: ухуд­шению физико-химических и биологических свойств почв, снижению качества сельскохозяйственной продукции.

Ухудшение физико-химических свойств проявляется в том, что изменяются состав и структура плодородного слоя почвы - гумуса, происходит подкисление почв. Следстви­ем применения биологических свойств почвы являются:

изменение видового и родового состава почвенных микро­организмов, рост численности токсинообразующих (вредных) микроорганизмов, рост численности бактерий и грибов.

Пестициды (pestis - - зараза, разрушение, cide - - уби­вать) — химические препараты для защиты сельскохозяй­ственной продукции, растений, для уничтожения парази­тов у животных, для борьбы с переносчиками опасных за­болеваний и т. п.

Пестициды распространяются на больших простран­ствах, весьма удаленны от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэл-Дрина он превышает 20 лет). При использовании даже наи­менее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу.

Часть пестицидов, не достигших растений, подхва­тывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они попа­дают в различные экосистемы, включая океан, пресновод­ные водоемы, наземные биоценозы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям.

Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Они поражают различные компоненты природных эко­систем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в итоге — пред­ставляют опасность и для самого человека.

Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами.

Понятие экологического риска

Экологический риск - это вероятность деградации ок­ружающей природной среды или перехода ее в неустойчи­вое состояние в результате текущей или планируемой хо­зяйственной деятельности; возможность потери контроля за происходящими экологическими событиями.

Экосистема развивается сама, сама себя воспроизводит при отсутствии факторов, которые могут нарушить при­родное равновесие и устойчивость системы. Источниками неустойчивости, опасности могут быть природные стихий­ные явления (землетрясения, наводнения), живая природа (эпидемии, эпизоотии), а также антропогенный фактор (ава­рии, катастрофы). Экологический риск — это вероятность разрушения круговорота жизни вследствие деятельности человеческого общества, ошибок в деятельности людей. Стремясь к улучшению, человек часто добивается проти­воположного эффекта. Человек улучшает какую-либо под­систему и не учитывает при этом возможности всей систе­мы, тем самым увеличивая ее неустойчивость.

Экологический риск возрастает при эксплуатации тех­нических сооружений и коммуникаций. На территории Рос­сии каждый день происходят крупные разрывы трубопро­водов; раз в неделю происходят железнодорожные аварии; раз в месяц — крупные аварии в промышленности.

Считается, что человеческими ошибками обусловлено 45% экстремальных ситуаций на АЭС; 60% авиакатастроф; 80% морских катастроф.

Лекция №11

---

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 512; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!