База знаний студента. Реферат, курсовая, контрольная, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

Экологические проблемы окружающей среды — Охрана природы, Экология, Природопользование

Экологические проблемы окружающей среды

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ. ДЕФИЦИТ ВОДЫ

Вследствие возросшего потребления воды и постоянно усиливающегося загрязнения пресноводных источников в частности рек, ситуация с водой во многих районах мира ухудшается. В развивающихся странах по меньшей мере пя­тая часть городского населения и около трех четвертей сель­ского не имеют доступа к подлинно безопасным источни­кам воды.

В Республике Беларусь около 50% источников так назы­ваемого нецентрализованного водоснабжения (криниц, ко­лодцев и т.д.) и около 25% централизованного по содержа­нию загрязняющих соединений не соответствуют нормам. Таким образом, складывается парадоксальная ситуация: при общем достаточном количестве воды обеспечение качествен­ной водой, пригодной для питья и культурно-бытовых це­лей, остается крайне неблагоприятной.

Для того чтобы иметь возможность прогнозировать ситу­ацию с водоснабжением и разрабатывать средства защиты водных объектов, необходимо знать основные источники и виды их загрязнения.

Различают следующие виды загрязнения воды: химиче­ское, биологическое, физическое, радиоактивное, тепловое.

Химическое загрязнение обусловливается наличи­ем в воде примесей, имеющих химическое происхождение, в основном в результате человеческой деятельности. Это нефть и другие горюче-смазочные материалы, органические смо­лы, жиры и другие соединения, щелочи, тяжелые металлы, нитраты, фосфаты, минеральные кислоты и т.д. Их источ­ником в первую очередь являются промышленное произ­водство и сельскохозяйственная химизация.

Крупнейшим загрязнителем выступает нефть. По статис­тике ООН, ежегодно в воды Мирового океана в результате деятельности нефтяной и нефтеперерабатывающей промыш­ленности, аварий при транспортировке и т.д. выливается в среднем около 10—15 млн т нефти. Это ненамного ниже, чем ежегодная потребность в нефти нашей страны. Одна кап­ля нефти при разливе образует на поверхности воды пятно до 1 м в диаметре и может мигрировать без разрушения на расстояние в сотни километров от места аварии.

В нашей стране в составе сточных вод ежегодно сбрасыва­ется в водные объекты около 250 т нефти, в том числе в реку Свислочь — около 110 т.

Взвешенные частицы уменьшают прозрачность воды, тем самым уменьшая проникновение в нее света, что в свою очередь снижает интенсивность фотосинтеза водных расте­ний и аэрацию водной среды. Взвешенные вещества влияют на температуру и состав растворенных компонентов поверх­ностных вод, они способствуют заилению дна в зонах с малой скоростью течения, оказывают неблагоприятное воз­действие на жизнедеятельность водных организмов.

Повышенное содержание аммонийного азота отрицательно сказывается на состоянии водной флоры и фауны. Рост его концентрации в водоемах стимулирует процесс эвтрофикации.

Эвтрофикацией называют избыточное поступление в во­доемы биогенных элементов. К биогенным относятся эле­менты, непосредственно воздействующие на рост и разви­тие растений, в первую очередь это азот и фосфор. Эвтрофикация приводит к усиленному росту водорослей и цвете­нию поверхностных вод. В результате происходят заболачи­вание водоемов, нарушение и изменение видового разнооб­разия водных экосистем, уменьшение площади зеркала воды, снижение потребительских качеств вод. Эвтрофикация от­мечена более чем в 70% водоемов Беларуси.

Фосфаты — это соли фосфорной кислоты. Источником их поступления в водоемы являются деятельность промыш­ленных предприятий, а также химизация сельского хозяй­ства. Фосфор в повышенных концентрациях — это токсич­ный элемент для всех живых организмов. Именно фосфор и его производные являются ключевыми элементами, стиму­лирующими процесс эвтрофикации как в водоемах респуб­лики, так и в водоемах других регионов.

Исключительно опасными соединениями для всех жи­вых организмов при их поступлении в избыточном количе­стве являются нитраты. Нитраты — это соли азотной кислоты. Существует один, основной, путь воздействия нитратов на человеческий организм — через пищеварительный тракт. Отрицательное действие нитратов предполагает суммар­ную токсичность нитритов (как продуктов их трансформа­ции в организме) и нитратов, выраженную в острой и хро­нической форме. Опасность негативных последствий поступ­ления нитратов усугубляется возможностью синтеза канце­рогенных нитрозосоединений.

Особенно опасно отрицательное воздействие нитратов для детей. Это связано, во-первых, с интенсивным ростом, а во-вторых, с физиологическими особенностями детского организма (содержание гемоглобина, рН желудочного сока и т.д.).

Химическое загрязнение приводит к целому ряду забо­леваний, в том числе раковым и болезням крови у челове­ка, отрицательно сказывается на состоянии водной фло­ры и фауны, провоцирует «цветение» и зарастание водо­емов и т.д.

Биологическое загрязнение главным образом обусловливается коммунально-бытовыми стоками и сель­скохозяйственным животноводством. Этот вид загрязнения воды исключительно опасен и может приводить к эпидеми­ям серьезнейших заболеваний. Наличие связей между за­грязнением воды и передающимися через нее заболевания­ми было установлено и документально зафиксировано еще в XIX в. Английский врач Сноу в 1854 г. проследил протека­ние вспышки холеры в Лондоне. Исследования показали, что источником распространения инфекции стала река Тем­за, сильно загрязненная неочищенными канализационны­ми стоками, а причиной явились бактерии, размножившие­ся в этих нечистотах. Об этом открытии и сегодня напоми­нает мемориальная доска, установленная в его честь в Лон­доне. Но, несмотря на то, что с этого момента связь загряз­нения воды и заболеваемости неоспорима, биологическое загрязнение по-прежнему остается одной из основных при­чин болезней в мире. По статистике ООН, свыше трети мирового населения не имеет доступа к безопасной питье­вой воде, а 25 000 человек ежедневно умирают от болезней, прямо связанных с загрязненной водой. Биологическое загрязнение, несмотря на жесткий эпидемиологический кон­троль, остается актуальной проблемой для нашей страны. Достаточно сказать, что ежегодно объем жидких навозных стоков в республике достигает 20 млн м3. Значительная часть этих стоков в конечном счете попадает в водоприемники, являясь потенциальной причиной биологического загрязне­ния.

Физическое загрязнение воды вызывается глав­ным образом, смывом и сдуванием почвенных частиц в во­доприемники, т.е. эрозией почвы, а также деятельностью предприятий деревообрабатывающей и целлюлозно-бумаж­ной промышленности. Такое загрязнение может приводить к достаточно серьезным последствиям. Оно снижает возмож­ности использования воды для культурно-бытовых целей, вызывает гибель обитающих в водоемах организмов и т.д. Знаменитая река Яньцзы в Китае получила свое второе на­звание «желтая река» именно из-за чрезвычайно высокого содержания в ней смытых с полей глинистых частиц.

Крайне актуальным для Беларуси является еще один вид загрязнения — радиоактивное. Выпавшие в результате аварии на ЧАЭС радионуклиды способны закреп­ляться на длительный срок в донных отложениях, являясь источником потенциальной опасности для всех живых орга­низмов.

Тепловое загрязнение обусловливается сбросом теплых вод, использовавшихся при охлаждении на ТЭЦ и АЭС, а также на промышленных предприятиях, в откры­тые водные объекты. Температура таких вод на десятки гра­дусов выше, чем природных водоемов, поэтому их неконт­ролируемый сброс приводит к изменению видового разно­образия водных организмов, нарушению экологического рав­новесия экосистем, снижению качества и «цветению» воды.

Таким образом, загрязнение водных объектов, особенно усилившееся за последние 50 лет, а также постоянно расту­щие темпы водопотребления вызывают дефицит воды. При­том, что потенциально пресной воды сегодня вполне доста­точно для удовлетворения потребностей человека, локаль­ный дефицит воды имеет место в ряде стран, прежде всего африканских и азиатских. Эта печальная тенденция, по про­гнозам экологов, в будущем будет стремительно усиливать­ся, и в 2050 г. треть человечества столкнется с нехваткой пресной воды.

Все источники загрязнения воды подразделяются на про­мышленные, коммунально-бытовые и сельскохозяйственные.

Промышленные источники загрязняют воду широким спектром химических, физических и биологиче­ских видов загрязнения.

Коммунально-бытовые источники загрязнения обусловливают самый большой объем загряз­нений за счет сбрасывания канализационных, ливневых вод, которые содержат прежде всего биологические загрязнители. Сельскохозяйственные источники загрязнения представлены главным образом стоками с по­лей, сбросами с животноводческих ферм и перерабатываю­щих предприятий.

Таким образом, в Беларуси около 50% ис­точников нецентрализованного (колодцы, кри­ницы и т.п.) и около 25 % централизованного водоснабжения содержат повышенное количе­ство загрязняющих веществ. Эти вещества в меньшей степе­ни имеют естественное происхождение и в большей степени — антропогенное: промышленное, сельскохозяйственное, ком­мунально-бытовое. Все виды загрязнений можно разделить по происхождению на химические, биологические и физи­ческие. Самые многочисленные и опасные — это химиче­ские виды загрязнения. Они встречаются наиболее часто и оказывают серьезное воздействие на здоровье человека и животных.

ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

Глобальными загрязнениями атмосферы на­зываются те виды загрязнения, которые оказы­вают воздействие не на одно государство или регион, а на всю планету в целом. В возникно­вении глобального загрязнения принимают участие многие страны. Глобальными проблемами загрязнения атмосферы являются следующие:

1. Проблема деградации атмосферного озона. Трехатом­ный кислород (03), озон, в основном образуется в страто­сфере путем присоединения атомарного кислорода к моле­куле кислорода под воздействием солнечной радиации. В при­земном слое воздуха он формируется под влиянием случай­ных факторов (грозовые разряды, окисление органического вещества).

Слой максимальной концентрации озона на высоте 20— 25 км называется озоновым экраном. Если весь имеющийся озон собрать в один слой, то толщина его составит 3 мм, при нормальном давлении атмосферы (101,3 мПа) и темпе­ратуре 0°С на поверхности Земли.

Слой озона служит своеобразным щитом, предохраняю­щим живые организмы, в том числе и человека, от губи­тельного действия ультрафиолетового излучения Солнца.

Естественный процесс образования и разрушения озона нарушается при наличии в стратосфере оксидов азота, а также легкокипящих органических соединений, содержащих в своем составе атомы фтора, или хлора, или фреона, который выбрасывается в атмосферу при демонтаже и разрушении холодильных установок, использовании аэрозольных устройств.

Космические ракеты, высотная авиация и испытание атомного оружия в атмосфере вместе с промышленным и бытовым загрязнением атмосферного воздуха вызвали раз­рушение озонового экрана и образование озоновых дыр. В озоновой дыре содержание озона меньше, чем в самом эк­ране. При полном исчезновении озона из дыры под ней по­гибает все живое.

В настоящее время озоновые дыры наблюдаются над Ан­тарктидой, Сибирью, Западной и Центральной Европой.

2. Проблема «парникового эффекта». Средняя температура воздуха у поверхности Земли составляет 14,6°С. Однако многолетние наблюдения метеорологов показывают, что в настоящее время климат изменяется в сторону потепления. Этот процесс связан с увеличением в атмосфере концентрации парниковых газов. К парниковым газам относят углекислый газ, метан, пары воды, оксиды азота, фреоны.

Основным газом, вызывающим парниковый эффект, является углекислый. Он, подобно стеклу парника, пропус­кает лучистую энергию Солнца к поверхности Земли, но задерживает исходящие от Земли инфракрасные (тепловые) лучи и в результате создает тепличный (парниковый) эф­фект.

Повышение средней температуры на 5 °С (в среднем до 21 °С) может вызвать таяние ледников и зон вечной мерз­лоты, которое приведет к повышению уровня Мирового океана, затоплению территорий островных и прибрежных государств, а также районов вечной мерзлоты.

Основным техногенным источником поступления угле­кислого газа в атмосферу является процесс сжигания орга­нического топлива. В настоящее время только от тепловой энергетики в атмосферу поступает примерно 1 т углерода на человека в год, или около 6 млрд т на земном шаре. Прогно­зируется, что в первой половине XXI ст. выброс возрастет до 10 млрд т в год. Климатологи крайне опасным считают выброс порядка 15—20 млрд т/год.

Основным фактором вывода углерода из атмосферы яв­ляются фотосинтез и поглощение океаном.

Так, в эксперименте было показано, что увеличение в концентрации С02 в воздухе в два раза обусловило повы­шение урожайности испытуемых сельскохозяйственных куль­тур на 25 — 50%.

3. Проблема кислотных дождей. В процессе производственной деятельности промышленных предприятий, ТЭС и ТЭЦ, работы двигателей внутреннего сгорания в атмосферу выбрасываются диоксиды серы и азота. Соединяясь в тропосфере с парами воды, они превращают выпадающие дожди в слабые растворы кислот (рН—3—4). Самый кислый дождь с рН 2,4 (приблизительно соответствует столовому уксусу) был зарегистрирован в Шотландии (г. Питлхорн).

Выпадение кислотных дождей приводит к засыханию лесов, закислению почв, водоемов, гибели рыбы, ускорен­ному разрушению архитектурных сооружений и металлических конструкций.

Проблему кислотных дождей часто относят к региональ­ным, а не к глобальным проблемам. Например, в Республи­ке Беларусь средний уровень кислотности дождей равен 5,5— 6,0, хотя есть случаи, когда выпадали и более кислые осад­ки. Дело в том, что основные производственные мощности в нашей стране в качестве топлива используют природный газ, который дает малое количество кислотных выбросов. Однако резкое увеличение численности автомобилей, а зна­чит, и их выбросов увеличивает опасность появления кис­лотных дождей на территории нашей страны.

Проблема кислотных дождей стоит очень серьезно в Гер­мании, Польше и, отчасти, на Украине, где имеются боль­шие месторождения угля, который используется в качестве дешевого энергетического источника. Уголь, особенно бу­рый, большие месторождения которого находятся в Польше и Германии, при сжигании дает большое количество окси­дов серы и азота. Поэтому большое количество случаев выпа­дения кислотных дождей имеется именно в этих странах. Кроме того, в Северной Европе ветер имеет преимущественно севе­ро-восточное направление, поэтому основная часть кислот­ных осадков, образующихся над Польшей и Германией, вы­падает в странах Прибалтики, над Балтийским морем и в Южной Швеции. Именно эти регионы и страдают больше всего от кислотных осадков. Частично кислотные дожди за­носятся из Польши и на территорию нашей страны.

К локальному загрязнению атмосферы относят те выбро­сы, которые оказывают воздействие только недалеко от ме­ста их образования. В нашей стране к таким видам загрязнения можно отнести образование приземного озона, загряз­нение атмосферы в районе животноводческих комплексов, промышленных предприятий и городов.

Образование приземного озона (фотохимический смог) происходит в результате фотохимической реакции продук­тов неполного .сгорания топлива автомобилей и загрязняю­щих выбросов предприятий в условиях инверсии температу­ры. Поскольку озон (03) почти в два раза тяжелее воздуха, то он скапливается в придорожных полосах и низинах. В результате этого вдоль автомобильных трасс, а иногда и в городах скапливается достаточно большое количество озо­на, который как сильнейший окислитель оказывает нега­тивное воздействие на живые организмы. Высокие концент­рации озона являются одной из причин более частой гибели растений вдоль дорог. Если в зоне загрязнения длительный период находятся люди (например, постоянное проведение дорожных работ), фотохимический смог может вызвать по­ражение дыхательных путей, рвоту, раздражение слизистой оболочки глаз и общую вялость. В ряде случаев в фотохими­ческом смоге могут присутствовать соединения азота, кото­рые повышают вероятность возникновения раковых заболе­ваний.

Большая концентрация животных на крупных животно­водческих комплексах (особенно свиноводческие комплек­сы) обусловливает сильную степень загрязнения воздуха вокруг них. Здесь накапливаются высокие концентрации аммиака, сероводорода, метана, оксидов серы и азота, ко­торые оказывают неблагоприятное воздействие на живот­ных, работающих людей, а часто и окружающий раститель­ный мир. При воздействии смеси газов с животноводческих комплексов отмечаются рост заболеваний у людей и живот­ных, снижение продуктивности скота, ослабление и гибель деревьев.

Таким образом, загрязнение атмосферы приводит к разнообразным экологическим проблемам, которые по своему масштабу можно подразделить на глобальные (парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди), региональные (загрязнение территории соседних государств) и локальные (загрязнение вокруг источника загрязнения).

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОСУШИТЕЛЬНЫХ И ОРОСИТЕЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

Основные направления мелиорации в Республике Беларусь.

Мелиорация в переводе с латинского языка означает улучше­ние. Сельскохозяйственная мелиорация — это коренное улуч­шение природных условий сельскохозяйственных угодий. По своему назначению мелиорации бывают осушительные, оро­сительные, опреснительные и противоэрозийные.

Экологические проблемы, связанные с мелиорацией зе­мель, можно классифицировать по трем направлениям: 1) проблемы осушительных мелиорации; 2) проблемы оро­сительных мелиорации; 3) проблемы рационального исполь­зования и сохранения торфяно-болотных почв, преоблада­ющих на осушаемых территориях.

Осушительная мелиорация — это комплекс мероприятий, направленный на преобразование переувлаж­ненных земель в плодородные, на которых можно получать высокие устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.

Переувлажненные земли делятся на три типа:

· болота (если мощность торфа свыше 30 см);

· заболоченные (менее 30 см);

· минеральные (при отсутствии торфяного покрова).

Площадь заболоченных и переувлажненных земель сель­скохозяйственного использования в Республике Беларусь составляет около 5 млн га, из них около 2 млн га приходят­ся на торфяно-болотные почвы.

Осушительная мелиорация способствует улучшению поч­вообразовательного и микробиологического процессов в по­чве, регулирует водный, воздушный, тепловой и питатель­ный режимы, что создает благоприятные условия для раз­вития растений.

Вместе с тем нельзя допускать чрезмерного осушения земель. Экологически необоснованные и широкомасштабные мелиорации могут вызывать негативные изменения в окружающей среде, отрицательно влияющие на флору и фауну.

В Республике Беларусь с середины прошлого века было осушено около 3 млн га земель (приблизительно 15% терри­тории страны). Естественно, такие масштабы не могли не оказать определенного негативного воздействия на состоя­ние природных комплексов.

Так, в районах Полесья наряду с ростом урожайности сельскохозяйственных культур в ряде мест наблюдаются значительное снижение уровня грунтовых вод на прилегаю­щих территориях, обмеление рек и озер, обеднение пахот­ных торфянистых слоев. Дальнейшее снижение грунтовых вод приведет к падению продуктивности деградированных сельскохозяйственных земель, нанесению урона лесным эко­системам.

Масштабные осушительные мелиорации способствовали изменению микроклимата Полесского региона. Наблюдают­ся рост зимних температур, увеличение интенсивности ранневесенних и поздневесенних заморозков, изменение коли­чества осадков, что значительно снижает эффективность сельскохозяйственного производства в регионе.

Осушительные мелиорации крайне отрицательно сказы­ваются на разнообразии видов растений и особенно живот­ных, приспособившихся к существованию в болотных и околоболотных экосистемах. В Красную книгу попали такие виды, как болотная черепаха, большая и малая выпи, серая цапля, вертлявая камышовка и т.д.

В настоящее время нельзя провести масштабное обратное заболачивание территорий, хотя отдельные мероприятия в данном направлении проводятся: мелиоративные объекты проектируются, строятся и эксплуатируются с учетом ба­ланса подземных вод, изменения микроклимата, состояния флоры и фауны.

Необходимо поддерживать рациональную эксплуатацию уже существующих мелиоративных систем. При строитель­стве новых мелиоративных систем следует отдавать приори­тет созданию осушительно-увлажнительных систем, позво­ляющих регулировать уровень грунтовых вод в зависимости от требований.

Оросительная мелиорация (орошение) — это искусственное увлажнение почвы для повышения ее плодо­родия. Однако при чрезмерном орошении может наблюдать­ся повышение уровня грунтовых вод, что может привести к заболачиванию, уменьшению количества гумуса, ухудше­нию водно-физических свойств почвы, ее уплотнению.

Поэтому необходимо тщательно соблюдать нормы поли­ва в зависимости от влажности почвы, использовать ка­пельное и малообъемное орошение.

Проблемы рационального использования торфяных ресур­сов. В первые годы освоения и использования слаборазложившихся торфяно-болотных почв необходимо создавать условия для усиления процессов в гумификации и минера­лизации органического вещества, так как эти почвы отли­чаются низкоэффективным плодородием. Оно может быть улучшено только посредством активизации почвообразова­тельного процесса, что неизбежно связано с разрушением органического вещества, которое вызывает уменьшение его запасов и образование относительного избытка минераль­ного азота.

Минерализация органического вещества торфа — зако­номерный процесс биосферы, круговорота в ней веществ и энергии, который можно затормозить, но нельзя остано­вить. Срок жизни средних по мощности торфяно-болотных почв в Республике Беларусь составляет от 50 до 300 лет. Таким образом, торф — это исчерпаемый и не возобновля­емый человеком природный ресурс.

Интенсивность минерализации торфяно-болотной почвы обусловлена рядом экологических факторов. Главными из них являются климатические условия, водно-воздушный режим и характер сельскохозяйственного использования.

В засушливых условиях разложение органического веще­ства протекает значительно медленнее. На территории Рес­публики Беларусь сочетание влажного климата и благопри­ятных температурных условий способствует интенсифика­ции процессов минерализации. В научной литературе утвер­дился термин «сработка» торфа, отражающий величину сред­него ежегодного уменьшения торфяной залежи за счет фи­зического уплотнения и разрушения органического под дей­ствием физических, химических и биохимических факто­ров. Главная проблема рационального использования торфя­ников — это регулирование интенсивности их «сработки» в целях максимального продления сроков эксплуатации для выращивания сельскохозяйственных культур. «Сработка» торфа в Республике Беларусь составляет от 1 до 12 см в год, в среднем 2—3 см. Поэтому основная задача использования торфяно-болотных почв сводится к максимальному получению растениеводческой продукции при минимальном ко­личестве минерализуемого торфа за счет поиска эффектив­ных путей сдерживания процессов минерализации.

Мероприятия по охране торфяно-болотных почв. Одним из основных факторов, действующих на скорость минера­лизации органического вещества торфа, является степень осушения. Повышение или снижение степени увлажненнос­ти торфа влечет за собой изменение концентрации кислоро­да, что в свою очередь сказывается на активности почвенных микроорганизмов.

Глубокое осушение залежи, улучшая аэрацию, способ­ствует усилению микробиологических процессов и быстрей­шему разложению торфа. И наоборот, при высоких уровнях стояния грунтовых вод процесс минерализации замедляется. Особо важную роль уровень грунтовых вод имеет на глубо­ких торфяниках. Поэтому на мелиоративных объектах боль­шое значение придается регулированию водного режима.

В результате осушения нарушается и изменяется истори­чески сложившаяся экосистема торфяно-болотных почв. Про­исходит естественный процесс замещения влаголюбивых сообществ (осока, тростник, хвощ) менее требовательными к воде, но и малопродуктивными травостоями. Поэтому ос­новным условием является создание новых высокопродуктив­ных, искусственных агрофитоценозов, обеспечивающих наря­ду с получением максимальной продукции регулирование процессов минерализации органического вещества, охрану торфяно-болотных почв и условия для формирования на месте торфяников новых плодородных почв.

Многолетние исследования показали, что процесс мине­рализации торфа идет значительно медленнее под культу­рой многолетних трав. Их корневая система охватывает весь слой почвы, препятствует его распылению, дернина замед­ляет газообмен между почвой и прилегающим воздухом, а также снижает температуру почвы, уменьшая активность микроорганизмов.

Под многолетними травами также снижаются потери азота и риск проявления ветровой эрозии. Экспериментально ус­тановлено, что возможно создание длительной (до 20 лет) культуры многолетних трав без перезалужения, при этом их средняя урожайность не снижается.

При использовании торфяно-болотных почв в системе севооборотов многолетние травы также должны занимать ведущее место. Следует учитывать, что при этом важно поддерживать оптимальные условия водно-воздушного и пи­щевого режимов, так как сильное снижение уровня фунто­вых вод приводит к выпадению травостоев.

Наиболее интенсивное разложение торфов отличается на почвах, не занятых растительным покровом. Поэтому при использовании торфяно-болотных почв в севооборотах не­обходимо сокращать «простои» почв, возделывать культуры и сорта с продолжительным вегетационном периодом, вклю­чать в севооборот промежуточные культуры.

Темпы минерализации органического вещества торфяно-болотных почв можно регулировать изменением интенсив­ности механических обработок, заменяя вспашку периоди­ческими поверхностными обработками почвы с применением гербицида. Применение системы, сочетающей приемы меха­нической и глубокой обработки, позволяет на 20—30% со­кращать расход органического вещества. Одним из приемов, снижающих интенсивность микробиологических процессов, является применение тяжелых болотных катков, что уплот­няет почву и препятствует свободному доступу кислорода.

Физическая консервация торфяников осуществляется ме­тодом глубокой (до 1,6 м) вспашки специальными плугами. После этого почвенный профиль ниже пахотного слоя пред­ставляет собой чередование пластов торфа и песка, постав­ленных под углом 45°.

Песчаные слои обеспечивают хороший дренаж, а торфя­ные аккумулируют и сохраняют влагу. При этом торфяная залежь лишена контактов с атмосферой, защищена от эро­зии и пожаров. Механически обрабатывается только верх­ний, искусственно созданный минеральный слой глубиной 20—22 см. Такая почва по своим водно-физическим свой­ствам близка к супесчаной.

К числу факторов, способствующих снижению темпов минерализации органического вещества почвы, относят ис­пользование специальных химических препаратов — ингиби­торов нитрификации.

С целью иммобилизации подвижных форм азота для пре­дупреждения его непроизводительных потерь рекомендует­ся обогащать почву свежеубранной соломой или специально вносить ее в измельченном виде.

Одним из источников органического вещества может быть также измельченная фрезерными машинами при освоении закустаренных торфяников древесная масса.

Стабилизации органического вещества способствует известкование торфяно-болотных почв. При этом  образуются нерастворимые в воде гуматы кальция, способные закрепляться в почвенном слое.

Положительное влияние на устойчивость торфяником оказывает внесение небольших добавок глинистых материи лов.

Особую опасность на торфяниках представляет ветровая эрозия, причем эрозионно опасными считаются ветры со скоростью свыше 8 м/с.

Важнейшими элементами системы почвозащитных ме­роприятий является противоэрозионная организация терри­тории, включающая введение почвозащитных севооборотов, агротехнические и лесомелиоративные мероприятия.

Таким образом, сельскохозяйственная мели­орация, способствуя улучшению земель, вызы­вает ряд отрицательных последствий для окру­жающей среды. Масштабные осушительные ме­лиорации, проведенные в Республике Беларусь, обуслови­ли изменение микроклимата Полесского региона, вызвали снижение уровня грунтовых вод, уменьшение видового раз­нообразия растений и животных. Ряд экологических про­блем связан также и с оросительными мелиорациями, ко­торые в нашей стране применяются не так широко. Особую тревогу вызывает разрушение торфяно-болотных почв, ко­торые преобладают на осушаемых территориях. Такие почвы являются исчерпаемым и невозобновляемым ресурсом стра­ны. Поэтому для их рациональной эксплуатации и сниже­ния скорости разрушения следует использовать специаль­ную программу мероприятий.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИНТЕНСИВНОГО ЖИВОТНОВОДСТВА

Влияние животноводческих комплексов и ферм на эколо­гическую обстановку. Производство животноводческой про­дукции на промышленной основе обусловливает интенси­фикацию отрасли и ввод в эксплуатацию крупных комп­лексов и ферм. Значительная концентрация животных на относительно ограниченном пространстве способствует ак­тивному загрязнению окружающей среды.

Основными источниками загрязнения являются навоз, моча, техническая вода и дезинфицирующие средства, ис­пользуемые во время ветеринарно-санитарных мероприятий, а также скотомогильники.

Навоз по влажности подразделяется на несколько видов: твердый, или подстилочный (влажность 75—80%), полу­жидкий (влажность до 90%), жидкий (влажность 90—93%) и навозные стоки (влажность свыше 93%).

С экологической точки зрения особую опасность создают жидкие навозные стоки, которые представляют собой смесь экскрементов и остатков корма, сильно разбавленную во­дой. Вследствие значительного содержания воды, наличия аммиака и хлоридов развитие термофильных микроорганиз­мов в стоках подавляется, соответственно тормозятся био­термические процессы, что препятствует естественному обез­зараживанию.

Навоз может содержать свыше 100 видов возбудителей болезней животных, в том числе опасных для человека. Многие их них могут сохранять свою жизнеспособность, особенно в жидком навозе, достаточно длительное время, например, возбудители бруцеллеза 110—170 суток, а споры сибирской язвы несколько десятилетий.

Содержащиеся в навозных стоках микроорганизмы явля­ются основной причиной вспышек инфекционных заболеваний как среди населения, так и среди сельскохозяйствен­ных животных. По данным ФАО, экономический ущерб, причиняемый болезнями скота и птицы, в среднем состав­ляет: в США — 15%, Англии — 15, Италии — 19, Германии — 12% от годовой стоимости продукции животноводства.

Наряду с патогенными микроорганизмами в навозе мо­жет образовываться ряд химических загрязнителей, пред­ставляющих опасность для окружающей среды. В первую оче­редь это производные азота (нитраты и нитриты, аммиак, метан, вторичные амины и др.). Некоторые из этих соедине­ний обладают канцерогенным и мутагенным эффектом, спо­собствуют заболеванию внутренних органов, разрушению гемоглобина и т.д.

Содержащиеся в органических удобрениях биогенные элементы, в первую очередь фосфор и азот, попадая в во­доемы, обусловливают их интенсивную эвтрофикацию. В раде случаев имеет место попадание животноводческих стоков в подземные воды. Загрязненная химическими соединениями и микроорганизмами вода становится небезопасной для пи­тьевого снабжения населения.

Органические удобрения содержат в своем составе также ряд тяжелых металлов, в том числе Mn, Zn, Си, Ni, Со, Pb, Cd, Hg и др. Попадая в организм человека и животных, тяжелые металлы отрицательно сказываются на их жизнеде­ятельности.

Наряду с загрязнением вод и почв животноводческие стоки оказывают отрицательное воздействие на качество ат­мосферного воздуха. Они являются источниками вредных газов и запахов, обусловливают попадание в воздушную среду микроорганизмов, отрицательно влияют на микро­климат животноводческих помещений и окружающих тер­риторий.

Средний по размерам комплекс крупного рогатого скота загрязняет атмосферу в радиусе до 3 км, свиноводческий комплекс с содержанием 100 тыс. голов свиней — свыше 5 км. В воздухе животноводческих помещений содержание аммиака и микроорганизмов может в десятки раз превы­шать ПДК.

К физическим факторам загрязнения атмосферы отно­сится шум, уровень которого на современных комплексах интенсивного типа может составлять от 75 до 95 дБ, что превышает предельно допустимый. Как показывают экспе­рименты, уже при 65 дБ резко снижаются надои молока, уменьшаются привесы свиней, птиц, КРС.

В Республике Беларусь интенсификация животноводства является одним из основных факторов загрязнения окружа­ющей среды. В 1979—1980-е гг. было построено 185 крупных животноводческих комплексов, из них 6 гигантов на 108 тыс. голов свиней. Ежегодный объем навозных стоков составляет около 20 млн-м3. В результате в окружающую среду ежегод­но выбрасывается 33 тыс. т азота, 17 тыс. т фосфора, 23 тыс. т калия. Для утилизации отходов одного комплекса-гиганта необходимо 1500—2000 га земли, для хранения — бетон­ный резервуар объемом 1 млн м3. В ряде мест, прилегающих к крупным животноводческим комплексам, имеет место за­грязнение почв тяжелыми металлами и патогенными мик­роорганизмами. В результате ухудшается качество растение­водческой продукции, она становится непригодной для кор­мления животных и потребления человеком.

Наряду с проблемами животноводческих стоков суще­ствует проблема утилизации трупов животных, а также ней­трализации моющих и дезинфицирующих средств. Скотомо­гильники обусловливают биологическое загрязнение окру­жающей среды, а дезинфицирующие средства относятся к категории биоцидов, т. е. соединений, способных убивать полезные почвенные микроорганизмы.

Методы обеззараживания животноводческих стоков. Су­ществующие методы обеззараживания стоков можно разде­лить на три группы: биологические, химические, физичес­кие.

К биологическим методам обеззараживания животноводческих стоков относятся почвенный метод, аэро- и анаэробное сбраживание, биологическое обеззаражива­ние.

Почвенный метод основан на внесении стоков на земле­дельческие поля орошения (ЗПО), где они подвергаются воздействию разнообразной почвенной микрофлоры, кото­рая утилизирует биогенные элементы и органические веще­ства. Однако при этом в почву могут попадать микроорга­низмы.

Аэро- и анаэробное сбраживание происходит при длитель­ной экспозиции стоков в отстойниках-накопителях, наво­зохранилищах, аэротенках. Наиболее распространены откры­тые пруды-отстойники, аэрируемые путем принудительно­го нагнетания воздуха.

Биологическое обеззараживание основано на использова­нии живых организмов, например личинок мух.

Химические методы обеззараживания животно­водческих стоков включают обеззараживание фумигантами, озонирование и гидролиз.

Они являются более быстродействующими и эффектив­ными и основаны на реакции химикатов с загрязнителями стоков, их связывании и разложении. Наиболее часто для обеззараживания используются фумиганты: формальдегид, негашеная известь и др. Обеззараживание проходит в тече­ние нескольких суток. Стоки теряют запах, снижается ко­личество микроорганизмов и гельминтов.

Озонирование является одним из эффективных методов обеззараживания, при котором количество бактерий в сто­ках уменьшается более чем на 90%.

Гидролиз основан на использовании специальной уста­новки, где навоз подвергается термической обработке при температуре 125—130°С в течение 2—3 ч. При этом инфекци­онные микроорганизмы погибают, а клетчатка расщепляет­ся на простые сахара, пригодные для дальнейшего исполь­зования, например выращивания дрожжей.

К физическим методам обеззараживания живот­новодческих стоков относятся термический, электрический методы, воздействие токами высокой частоты и высокого напряжения, облучение.

Термический метод можно подразделить на следующие виды:

· сжигание зараженного навоза в печах, специальных установках и т.д.;

· высокотемпературная сушка (от 200 до 500°С). Навоз высушивается до

10-процентной влажности, что приводит к частичной потере азота и других питательных элементов;

· стерилизация паром при температуре до 130°С и давлении 200—300 атмосфер в течение 15—20 мин;

· выпаривание, которое основано на предварительном разделении навоза на фракции и его обезвоживании.

Электрический метод подразделяется на электрогидрав­лический и электрофлотацию. Электрогидравлический ме­тод основан на использовании высоковольтных разрядов, а электрофлотация — на разделении фракций с помощью ионитовой мембраны.

Воздействие токами высокой частоты (ТВЧ) и высокого напряжения (ТВН) также позволяет значительно снизить концентрацию патогенных микроорганизмов в навозных сто­ках.

Для обеззараживания стоков также используются раз­личные виды облучения: электромагнитное, гамма-излуче­ние и т.д.

Конкретный выбор одного из представленных методов или их комплекса зависит от состава стоков, технологичес­ких возможностей, условий обеззараживания, экономичес­кой целесообразности и их дальнейшего использования.

Комплекс природоохранных мероприятий на животновод­ческих объектах. Природоохранные мероприятия, направ­ленные на предотвращение загрязнения окружающей среды объектами животноводства, можно условно подразделить на несколько видов.

Профилактические мероприятия направлены на сниже­ние объема стоков, поступающих в окружающую среду. В свою очередь они включают:

· ограничение строительства крупных комплексов, ока­зывающих наиболее негативное воздействие на окружаю­щую среду;

· совершенствование методов удаления навоза, в частно­сти замена гидравлической системы, обусловливающей об­разование значительного объема жидких навозных стоков вследствие их многократного разбавления, на механичес­кую. Это позволяет в десятки раз сократить общее количе­ство навоза, поступающего в окружающую среду, и более экономно расходовать воду;

· проведение санитарно-ветеринарных мероприятий в жи­вотноводческих помещениях, способствующих снижению количества патогенных микроорганизмов;

· создание санитарно-защитных зон вокруг комплексов, размер которых должен соответствовать мощности комплек­са;

· использование многоступенчатой системы очистки жид­ких навозных стоков, позволяющей эффективно обеззара­живать их от биологических и химических загрязнителей.

Агротехнические и санитарно-гигиенические мероприятия направлены на снижение возможных негативных послед­ствий от попадания стоков в окружающую среду. Они пред­полагают:

¨ оптимальный выбор и оборудование земледельческих полей орошения. Участки, на которых планируется внесение стоков, должны быть расположены на расстоянии не менее 300 м от населенного пункта и с учетом преобладающих в данной местности ветров. Уровень залегания грунтовых вод на участке должен быть не менее 1,5—2 м. Участки, приле­гающие к открытым водоемам, должны быть выравнены и иметь специальную обваловку, препятствующую попаданию поверхностных стоков в воду. Внешние границы ЗПО сле­дует обсаживать специальными лесными полосами, способ­ными утилизировать часть загрязнителей;

¨ поддержание оптимальной системы структуры посевных площадей на ЗПО. Животноводческие стоки в период вегетации нельзя вносить под все овощные культуры, под картофель после фазы цветения и свеклу за 3 недели до уборки. Не рекомендуется ежегодное внесение высоких доз навоза на одни и те же участки. Дозы внесения корректиру­ются по азоту в зависимости от типа и гранулометрического состава почвы. Например, для дерново-подзолистых сугли­нистых почв максимальная доза по органическому азоту со­ставляет 250 кг/га, для супесчаных и песчаных — 200 кг/га и т.д.;

¨ животноводческие стоки лучше вносить под однолет­ние культуры с немедленной заделкой и многолетние травы во вневегетационный период;

¨ запрет на внесение стоков в мерзлую почву, обязатель­ный мониторинг состояния загрязненности почв, грунто­вых и поверхностных вод, растительной продукции вблизи животноводческого комплекса.

Таким образом, основными источниками за­грязнения окружающей среды в сфере живот­новодства являются навоз, моча, техническая вода и дезинфицирующие средства. Особо опас­ные — жидкие стоки, в которых из-за высокой влажности тормозятся процессы естественного обеззараживания. Такие стоки нельзя вносить на поля и сливать в водоемы, по­скольку большое количество в них вредных микроорганиз­мов становится причиной вспышки многих инфекционных заболеваний. Кроме микроорганизмов опасны для окружаю­щей среды различные химические соединения, например нитраты и другие производные азота, а также накопление тяжелых металлов. Они оказывают отравляющее действие на здоровье человека и животных, негативно влияют на со­стояние почв.

Попадая в воду, животноводческие стоки вызывают эвтрофикацию, которая способствует появлению избыточно­го количества фосфатов и соединений азота.

Крупные животноводческие комплексы оказывают силь­ное загрязняющее воздействие и на атмосферу. Это связано с попаданием в воздух большого количества разнообразных газов и микроорганизмов. Имеют место и физические фак­торы загрязнения животноводческими комплексами атмос­феры. К физическим факторам загрязнения относится шум. Методы обеззараживания загрязняющих веществ на жи­вотноводческих комплексах можно разделить на три груп­пы — биологические (использование естественных очищаю­щих способностей микроорганизмов почвы, биологических прудов, а также сбраживание стоков), химические (гидро­лиз, озонирование, использование дезинфекторов) и фи­зические (термические, различные виды облучений). Комп­лекс природоохранных мероприятий включает профилак­тические и агротехнические методы.

Экологические проблемы окружающей среды ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ. ДЕФИЦИТ ВОДЫ Вследствие возросшего потребления воды и постоянно усиливающегося загрязнения пресноводных источников в частности рек, ситуация с водой во многих районах

 

 

 

Внимание! Представленный Реферат находится в открытом доступе в сети Интернет, и уже неоднократно сдавался, возможно, даже в твоем учебном заведении.
Советуем не рисковать. Узнай, сколько стоит абсолютно уникальный Реферат по твоей теме:

Новости образования и науки

Заказать уникальную работу

Похожие работы:

Природоохранная деятельность в России
Глобальные проблемы ХХ -ХХI века
Взрыв Чёрного моря. «Правда о море, не по-детски»
Проблемы чистой воды в мире и актуальные задачи гидроэкологии
Тепло-, гидро- и атомная энергетика в Запорожской области и её влияние на экологию края
Оползни
Воздействие атмосферы на организм человека
Экологические проблемы энергетики
Каспий. Проблемы Каспия, решения проблем Каспия на современном этапе
Популяция северных морских котиков на острове Тюлений

Свои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru