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! |
Мы поможем в написании ваших работ!