Реферат: Проблемы экологии

Министерство Сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное

Образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Смоленская государственная

Сельскохозяйственная академия

Контрольная работа дисциплине

Экология

Работу выполнила:

Студентка 2-го года обучения

заочной формы

группы № 23

экономического факультета

специальность 080502

Экономика и управление на

предприятии АПК

Измайлова Дарья Александровна

Проверил: преподаватель

Прудников Анатолий Дмитриевич

г. Смоленск

2009

Содержание

1.Проблемы экологии

2.Экологическая безопасность человека

3. Методы оценки загрязнения почв и их охрана

4. ПДК основных загрязнителей питьевой воды

5. Задача

6. Список литературы

Вопрос №1. Проблемы экологии

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Хозяйственная деятельность человека. Человечество является частью биосферы, продуктом ее эволюции. Однако взаимоотношения человека и природных сообществ никогда не были безоблачными. С момента изготовления первого примитивного орудия человек уже не довольствуется предметами, созданными природой, а начинает изготовлять, вводить в свой обиход предметы, вещества и т. д., которые находятся за пределами естественного биологического круговорота. Возникновение цивилизации есть следствие возникновения сферы надбиологических потребностей и материальных технологий. Охотничья деятельность древнего человека, несомненно, ускорила вымирание многих крупных травоядных животных. В охотничьих целях поджигание растительности способствовало опустыниванию территорий. Вместе с тем воздействие племен охотников и собирателей на сообщества обычно не было значительным. Человек начал менять и разрушать целые сообщества с переходом к скотоводству и земледелию. При росте человеческой популяции численность домашних копытных превышает емкость среды, потребляемая ими, степная растительность уже не успевает возобновляться. Степь или саванна сменяются полупустыней. Из-за такого воздействия скотоводства произошло увеличение площади Сахары и соседней полупустынной зоны — Сахеля.

В ходе развития земледелия неправильная распашка приводила к потере плодородного слоя, который уносился водой или ветром, а избыточное орошение вызывало засоление почв.

Переход к пастбищно-кочевому скотоводству и подсечно-огневому земледелию привел к удвоению затрат и при замене собирательства кочевым скотоводством малой экономией площадей. Подсечно-огневое земледелие территориально эффективней на 2—3 порядка. Это позволило снизить подвижность человека и в свою очередь создало предпосылки для формирования общества со свойственным ему разделением функций, культурной специализацией. И в то же время подсечно-огневое земледелие, при котором участок леса выжигают, снимают несколько урожаев и забрасывают, нередко приводило к замене лесов степями, саваннами. Таким образом, уже в древности человек вызывал массовые вымирания, нарушение сукцессионных рядов, замены одного сообщества другим. Человечество, являясь неотъемлемой частью природы, принадлежащей ей и находящейся внутри нее, благодаря развитию общества биологический вид HomoSapiensбыл выведен из-под действия естественного отбора, межвидовой конкуренции, ограничения роста численности, расширило возможности приспособительного поведения и расселения людей. Развитие технологий и достижение индустриализации цивилизации создало стойкий миф о господстве человека над силами природы.

За последние сто лет произошли два важных сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли. Во-вторых, еще более резко выросло промышленное производство, производство энергии и продуктов сельского хозяйства. В результате, потоки вещества и энергии, вызываемые деятельностью человека, стали составлять заметную долю от общей величины биогенного круговорота. Человечество стало оказывать заметное воздействие на функционирование всей биосферы. Критическую ситуацию в конце ХХ - начале XXI столетия образуют следующие негативные тенденции:

1. Потребление ресурсов Земли настолько превысило темпы их естественного воспроизводства, что истощение природных богатств стало оказывать заметное влияние на их использование, на национальную и мировую экономику, привело к необратимому обеднению литосферы и биосферы.

2. Отходы, побочные продукты производства и быта загрязняют биосферу, вызывают деформации экологических систем, нарушают глобальный круговорот веществ и создают угрозу для здоровья человека. Если не будут приняты срочные меры, в ближайшие десятилетия можно ожидать нарушения и гибели многих сообществ, ухудшения среды обитания в целом.

Рост народонаселения. Отклонением от закономерностей равновесия в живой природе стал ускоряющийся рост народонаселения Земли. Число особей какого-либо вида, по биологическим законам, зависит от потенциала размножения, продолжительности жизни, широты приспособительных возможностей и регулируется естественным отбором — совокупностью экологических факторов. Как правило, мелкие животные более многочисленны, чем крупные. Для многих видов существуют в определенной мере нормативные границы колебаний их наиболее вероятной численности в природе. Отсюда считается, число особей одного вида африканских четвертичных гоминид — предков человека — при благоприятных условиях, по всей вероятности, не превышало 500000 или было намного меньше. Сегодня трудно найти ответ, когда произошло превышение этой «нормы». Первобытный человек сам расширил свои приспособительные возможности и тем самым ослабил пресс естественного отбора. Приблизительно до начала XVIII века человечество увеличивалось медленно, со средней скоростью около одного процента за столетие, что соответствует удвоению численности за тысячу лет. В дальнейшем скорость прироста начинает увеличиваться и к середине XX столетия приобретает гиперэкспоненциальный характер. В 1969 году население мира увеличивалось на 2% в год, прирост составил около 70 млн. человек, или 150 человек в минуту. В 1989 году прирост в 1,8 % от численности возросшего населения дал уже 90 млн. человек (179 человек в минуту) или больше, чем когда-либо за всю предыдущую историю человечества. В конце XX века каждое десятилетие добавляет к общей численности еще 1 млрд. человек. В конце 1992 г. население Земли составляло 5,6 млрд. человек, а в 2000 году достигло 6,1 млрд. человек. Этот стремительный рост называют демографическим взрывом.

Тенденция увеличения населения Земли, по всей видимости, будет сохраняться и в первой половине XXI столетия. По разным оценкам, к 2025 году на Земле будет от 7,6 до 9,4 млрд. человек. Основная доля прироста населения приходится и будет приходиться в будущем на развивающиеся страны.

Рост народонаселения требует увеличения производства продуктов питания, создания новых рабочих мест и расширения промышленного производства. Так, в конце XX в. ежедневно требовалось всем людям Земли около 2 млн. т пищи, 10 млн. м3 питьевой воды, 2 млрд. м3 кислорода для дыхания. Всеми отраслями человеческого хозяйства ежедневно добывается почти 300 млн. тонн веществ и материалов, сжигается около 30 млн. т топлива, используется 2 млрд. м3 воды и 65 млрд. м3 кислорода. Так как все это сопровождается расходованием природных ресурсов и массированным загрязнением среды, то главной причиной противоречий оказывается именно количественная экспансия человеческого общества — высший уровень и быстрое нарастание совокупной антропогенной нагрузки на природу, усиление его разрушающего воздействия. Все это имеет очень серьезные не только экологические, но и социально-биологические и экономические последствия.

Изменение состава атмосферы и климата. Наиболее разрушительно из воздействий деятельности человека на сообщества — выделение загрязнителей. Напомним, что загрязнителем является любое вещество, попадающее в атмосферу, почву или природные воды и нарушающее идущие там биологические, иногда и физические или химические, процессы. К загрязнителям нередко относят радиоактивное излучение и тепло. Загрязнение среды — одна из самых острых проблем. Вследствие деятельности человека, в атмосферу поступают углекислый газ СО2 и угарный газ СО, диоксид серы SО2, метан СН4 оксиды азота N02 , N0. Основные источники их поступления — это сжигание ископаемого топлива, выжигание лесов и выбросы промышленных предприятий. При использовании аэрозолей в атмосферу поступают хлорфторуглероды, в результате работы транспорта — углеводороды (бензапирен и др.).

За счет газов антропогенного происхождения образуются кислотные осадки и смог. Кислотные осадки — серная и азотная кислоты, образующиеся при растворении в воде диоксидов серы и азота, и выпадающие на поверхность Земли вместе с дождем, туманом, снегом или пылью. Попадая в озера, кислотные осадки нередко вызывают гибель рыб или всего животного населения. Они также могут вызывать повреждения листвы, а часто гибель растений, ускорять коррозию металлов и разрушение зданий. Кислотные дожди большей частью наблюдаются в районах с развитой промышленностью. Хотя капельки воды и быстро удаляются из атмосферы, они все же распространяются на сотни километров от производящих выбросы теплостанций, промышленных предприятий и т.д.

В результате сложных химических реакций смеси газов (главным образом окислов азота и углеводородов, содержащихся в выхлопных газах автомобилей), протекающих в нижних слоях атмосферы под действием солнечного света, образуются различные вещества, снижающие видимость, которые получили название смога. Смог крайне вреден для живых организмов. Одним из вредных компонентов смога является и озон (О3). В крупных городах при образовании смога его естественная концентрация (1 • 10-8) повышается в 10 и более раз. Озон здесь начинает оказывать вредное воздействие на легкие, слизистые оболочки человека и на растительность.

С антропогенными изменениями атмосферы связано и разрушение озонового слоя, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро процесс разрушения озонового слоя происходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые дыры. В 1987 году зарегистрирована расширяющаяся год от года (темпы расширения — 4% в год) озоновая дыра над Антарктикой (выходящая за контуры материка) и менее значительное аналогичное образование в Арктике

Опасность истощения озонового слоя заключается в том, что может снизиться поглощение губительного для живых организмов ультрафиолетового излучения. Ученые считают, что одной из причин истощения озонового слоя (экрана) является применение людьми хлорфторуглеродов (фреонов), которые широко используются в быту и производстве в виде аэрозолей, дореагентов, пенообразователей, растворителей и т. д. В 1990 году мировое производство озоноразрушающих веществ составляло более 1300 тыс. тонн. Хлорфторуглероды (СРС13 и СР2С12,), попадая в атмосферу, разлагаются в стратосфере с выделением атомов хлора, которые катализируют превращение озона в кислород. В нижних слоях атмосферы фреоны могут сохраняться в течение десятилетий. Отсюда они поступают в стратосферу, где в настоящее время их содержание ежегодно увеличивается на 5 процентов. Предполагается, что причиной истощения озонового слоя может быть и сведение лесов как продуцентов кислорода на Земле.

Быстрыми темпами растет в атмосфере содержание углекислого газа и метана. Эти газы обусловливают «парниковый эффект»

Они пропускают солнечный свет, но частично задерживают тепловое излучение, испускаемое поверхностью Земли. За последние 100 лет концентрация в атмосфере углекислого газа выросла на 25%, а метана — на 100%. Это сопровождалось глобальным повышением температуры. Так, за 80-е гг. XX в. средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась по сравнению с концом XIX столетия на 0,5-0,6°С. А на Земле, по прогнозам, в ближайшие 50 лет — на 2-5°С по сравнению с доиндустриальной эпохой. Потепление может привести к интенсивному таянию ледников и повышению на 0,5-1,5 м уровня Мирового океана, при этом окажутся затопленными многие густонаселенные прибрежные районы. Однако при общем увеличении количества осадков в центральных районах материков климат может стать более засушливым. Например, в 80-90-х годах XX столетия в Африке и Северной Америке участились катастрофические засухи, которые связывают с глобальным потеплением.

Загрязнение природных вод. Человечество практически полностью зависит от поверхностных вод суши — рек и озер. Эта ничтожная часть водных ресурсов (0,016%) подвергается наиболее интенсивному воздействию. Вода рек и озер покрывает потребности человечества в питьевой воде, используется на орошении в сельском хозяйстве, в промышленности, служит для охлаждения атомных и тепловых электростанций. На все виды водопользования тратится 2200 км3 воды в год. Потребление воды постоянно растет, и одна из опасностей — исчерпание ее запасов. К примеру, забор воды на орошение из рек Средней Азии привел к обмелению Аральского моря, которое практически перестало существовать. Со дна высохшего моря соль разносится ветром на сотни километров, вызывая засоление почв. Не менее грозное явление — загрязнение пресных водоемов. В 1991 году в Российской Федерации со сточными водами было сброшено в водоемы (в тыс. тонн): 1200 взвешенных веществ, 190 аммонийного азота, 58 фосфора, 50 железа, 30 нефтепродуктов, 11 СПАВ, 2,1 цинка, 0,8 меди, 0,3 фенолов и т. д. Соли тяжелых металлов (ртути, свинца, цинка, меди и др.) накапливаются в иле на дне водоемов и в тканях организмов, составляющих пищевые цепи. При попадании в организм человека соли тяжелых металлов вызывают тяжелейшие отравления.

Уникальным по запасам пресной воды является озеро Байкал. Это 1/3 мировых запасов пресной воды (исключая льды) и более 4/5 запасов России. При объеме 23 тыс. км3 воспроизводится около 60 км3 чистейшей пресной воды. Неповторимое качество обеспечивается жизнедеятельностью уникального, тонко настроенного биоценоза Байкала, которое содержит в своем составе самое большое в мире количество эндемических форм организмов. Однако тревогу вызывает все возрастающее количество хозяйственных стоков.

В 1990 году объем хозяйственных стоков, поступающих в Байкал, достиг 200 млн. м3. Нередко стоки несут губительные для гидробионтов вещества такие, как ртуть, цинк, вольфрам, молибден.

Загрязнение водоемов происходит не только отходами промышленного производства, но и попаданием с полей в водоемы органики, минеральных удобрений, пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве.

При разложении органики затрачивается кислород, в связи с этим его содержание в воде снижается, и многие животные гибнут. Минеральные удобрения вызывают бурное развитие водорослей, приводящее зачастую к ухудшению качества воды и исчезновению наиболее ценных видов рыб. Многие пестициды обладают высокой устойчивостью и накапливаются в тканях организмов. При этом в организмах каждого следующего трофического уровня их содержание повышается в несколько раз, а иногда в десятки раз

Научные открытия и развитие физико-химических технологий в XX столетии привели к появлению искусственных источников радиации, представляющих потенциальную опасность для человечества и всей биосферы. Например, многолетняя деятельность ПО «Маяк» (Челябинская область) привела к накоплению чрезвычайно больших количеств радионуклидов и загрязнений Уральского региона (районов Челябинской, Свердловской, Курганской и Тюменской областей). Сброс отходов радиохимического производства в 1949-1951 гг. в открытую гидрологическую систему Обского бассейна через реку Теча, а также в результате аварий 1957 и 1967 гг. в окружающую среду было выброшено 23 млн. кюри. Радиационное загрязнение охватило территорию 25 тыс. км2 с населением более 500 тыс. человек

Крупные высотные плотины на горных реках представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью. Известны в мировой практике несколько случаев, когда прорыв таких плотин приводил к большим разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.

Опаснейшими загрязнителями природной среды являются ТЭЦ, на которых сжигаются огромные объемы топлива. Миллионы кубометров вредных и опасных отходов от работы тепловых электростанций практически целиком поступают в природную среду. Долгие годы считалось, что атомные электростанции (АЭС) являются более чистыми, чем ГЭС, ГРЭС, ТЭЦ. Однако они таят в себе большую потенциальную опасность в случае серьезных аварий реактора. Так, взрывы, пожар и извержение продуктов деления при аварии в 1986 году на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС стали катастрофой глобального масштаба. Было выброшено из разрушенного реактора около 7,5 тонны ядерного топлива и продуктов деления с суммарной активностью не менее 50 млн. кюри. Чернобыльским выбросом в разной степени загрязнены 80 % территории Белоруссии, северная часть Правобережной Украины, 17 областей Российской Федерации. Таким образом, энергетика ставит сложнейшие экологические проблемы.

Сведение лесов — так же одна из важнейших глобальных экологических. проблем современности. В функционировании природных экосистем роль лесных сообществ огромна. Лес поглощает атмосферное загрязнение антропогенного происхождения, защищает почву от эрозии, регулирует сток поверхностных вод, препятствует снижению уровня грунтовых вод и т. д.

Уменьшение площади лесов вызывает нарушение круговоротов кислорода и углерода в биосфере. Хотя катастрофические последствия сведения лесов широко известны, их уничтожение продолжается. Леса на нашей планете занимают площадь около 42 млн. км2, но их площадь ежегодно уменьшается на 2%, Несмотря на то, что Россия имеет самую большую в мире площадь лесов (на каждого жителя приходится около 5 га лесных угодий), используется это богатство не эффективно. По мнению академика М. Я. Лемешева, массовые экстенсивные лесозаготовки, базирующиеся на сплошных вырубках, к концу XX столетия охватили по существу весь гослесофонд страны. Эти рубки зачастую подрывают основы лесного воспроизводства, особенно в европейской части России и на Урале.

Сведение лесов влечет за собой гибель их богатейших фауны и флоры. Человек должен помнить, что его существование на планете неразрывно связано с жизнью и благополучием лесных экосистем.

Истощение и загрязнение почвы. Почвы являются еще одним ресурсом, который подвергается чрезмерной эксплуатации и загрязняется. Несовершенство сельскохозяйственного производства — основная причина сокращения площади плодородных почв. Плодородный слой почвы при неправильной распашке часто смывается выпадающими осадками (водная эрозия), или развеивается ветром (ветровая эрозия), происходит образование оврагов. Эрозия почвы в XX столетии стала всемирным злом. Подсчитано, что в результате водной и ветровой эрозий в этот период на планете потеряно 2 млрд. га плодородных земель активного сельскохозяйственного использования.

Распашка обширных степных площадей в России и других
странах стала причиной пыльных бурь и гибели миллионов гектаров плодороднейших земель.

Избыточное орошение, в первую очередь в условиях жаркого климата, может вызывать засоление почв. Это также одна из основных причин выпадения пахотных земель из сельскохозяйственного оборота. Радиоактивное загрязнение почвы несет большую опасность. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них, вызывая различные заболевания. Долгоживущие радиоактивные элементы сохраняются в экосистемах сотни лет. Особую опасность представляют химические средства защиты, особенно органические соединения, применяемые в сельском хозяйстве в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками. Неумелое и бесконтрольное использование пестицидов приводит к их накоплению в почве, воде, донных отложениях водоемов. Важно помнить, что они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека.

Сокращение природного разнообразия. Чрезвычайная эксплуатация, загрязнение, а зачастую и просто варварское уничтожение природных сообществ приводят к резкому снижению разнообразия живого. Вымирание животных, свидетелями которого мы являемся, может стать крупнейшим в истории нашей планеты. С лица Земли за последние 300 лет исчезло больше видов птиц и млекопитающих, чем за предшествующие 10000 лет. Вымирание крупных животных драматично, и они, естественно, подлежат охране. Следует помнить, что главный ущерб разнообразию состоит не в их гибели из-за прямого преследования и уничтожения, а в том, что в связи с освоением новых площадей для сельскохозяйственного производства, развитием промышленности и загрязнением среды площади многих природных экосистем оказываются нарушенными. Это так называемое «косвенное воздействие» приводит к вымиранию десятков и сотен видов животных и растений, многие из которых не были известны и никогда не будут описаны наукой. Значительно ускорился процесс вымирания, например, животных, в связи с уничтожением тропических лесов. За последние 200 лет их площадь сократилась почти вдвое и продолжает сокращаться со скоростью 15—20 гектаров в минуту. Практически полностью исчезли степи в Евразии и прерии в США. Сообщества тундры также интенсивно разрушаются. Во многих районах находятся под угрозой коралловые рифы и другие морские сообщества.

В нарушенных, обедненных из-за воздействия человека сообществах в наше время уже возникают новые виды с непредсказуемыми свойствами. Следует ожидать, что этот процесс будет лавинообразно нарастать. При внедрении этих видов в «старые» сообщества может произойти их разрушение и наступить экологический кризис

экологический безопасность загрязнение почва

Вопрос №2. Экологическая безопасность

На современном этапе развития проблемы охраны окружающей природной среды рождается новое понятие — экологическая безопасность, под которым понимается состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека и прежде всего его прав на благоприятную окружающую природную среду.

Научной основой всех мероприятий по обеспечению экологической безопасности населения и рациональному природопользованию служит теоретическая экология, важнейшие принципы которой ориентированы на поддержание гомеостаза систем и на сохранение экзистенционного потенциала, Экосистемы имеют следующие предельные границы такой экзистенции (существования, функционирования), которые необходимо учитывать при антропогенном воздействии:

——предел антропотолерантности — устойчивости к негативному антропогенному воздействию, например, влиянию пестицидов, вредному для млекопитающих и орнитофауны и т. п.;

— предел стохетолерантности — устойчивости против стихийных бедствий, например, действия на лесные экосистемы ураганных ветров, снежных лавин, оползней и др.;

— предел гомеостаза — способности к саморегуляции;

— предел потенциальной регенеративности, т. е. способности к самовосстановлению.

Экологически обоснованное рациональное природопользование должно заключаться в максимально возможном повышении этих пределов и достижении высокой продуктивности всех звеньев трофических цепей природных экосистем. Другими словами, экологически сбалансированное природопользование возможно лишь при использовании экосистемного подхода, учитывающего все виды взаимосвязей и взаимовлияний между средами, экоценозами и человеком. Нерациональное природопользование в конечном счете ведет к экологическому кризису, а экологически сбалансированное природопользование создает предпосылки для выхода из него.

Экологический кризис не является неизбежным и закономерным порождением научно-технического прогресса, он обусловлен как у нас в стране, так и в других странах мира комплексом причин объективного и субъективного характера, среди которых не последнее место занимает потребительское, а нередко и хищническое отношение к природе, пренебрежение фундаментальными экологическими законами. Анализ как экологической, так и социально-экономической обстановки в России позволяет выделить пять основных направлений, по которым Россия должна выходить из экологического кризиса. При этом необходим комплексный подход в решении этой проблемы, т. е. одновременно должны использоваться все пять направлений.

В качестве первого направления должно быть названо совершенствование технологии — создание экологически чистой технологии, внедрение безотходных, малоотходных производств, обновление основных фондов н др.

Второе направление —развитие и совершенствование экономического механизма охраны окружающей среды.

Третье направление — применение мер административного пресечения и мер юридической ответственности за экологические правонарушения (административно-правовое направление).

Вопрос № 3. Методы оценки загрязнения почв и их охрана

Методы оценки загрязнения почв

Чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности, так как эффективная защита окружающей среды от опасных химических реагентов невозможна без достоверной информации о степени загрязнения почв.

Оценку способностей почвы выполнять функции, обеспечивающие стабильность отдельных биоценозов и биосферы в целом получают при помощи специальных методов исследования загрязненных почв. Рассмотрим некоторые из них. Но прежде чем рассмотреть методы оценки загрязнения почв необходимо познакомиться с некоторыми показателями и положениями, определяющими степень опасности загрязняющих веществ, а также дающих оценку опасности загрязнения почв.

Именно ПДК химических веществ в почве является основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почв вредными веществами.

Для оценки загрязнения опасности почвы выбор химических веществ – показателей загрязнения – проводится с учетом:

- специфики источников загрязнения, определяющих комплекс химических элементов, участвующих в загрязнении почв изучаемого региона (таблица 1);

- приоритетности загрязнителей в соответствии со списком ПДК химических веществ в почве и их классов опасности;

- характер землепользования.

При оценке опасности загрязнения почв химическими веществами следует учитывать следующее:

- опасность загрязнения тем больше, чем выше фактические уровни содержания контролируемых веществ в почве по сравнению с ПДК;

- опасность загрязнения тем больше, чем выше класс опасности контролируемых веществ;

- буферность почвы, влияющую на подвижность химических элементов, что определяет их воздействие на контактирующие среды.

Шкала экологического нормирования ТМ по валовому содержанию в почвах со слабокислой реакцией, мг/кг

Предельно допустимая концентрация ядовитых веществ (ПДК) в воде, почве, продуктах питания в настоящее время является основой мониторинга вредных веществ в окружающей среде. Однако следует отметить, что превышение ПДК химических веществ в исследуемых субструктурах служит лишь косвенным показателем их токсичности.

Наиболее целесообразным методом определения интегральной токсичности почвы является биотестирование. Показателем степени токсичности при биотестировании служит изменение выбранной тест-функции биоиндикаторного организма при его взаимодействии с пробой среды. Успешное применение биотестирования для диагностики состояния экосистемы во многом зависит от правильного подбора тест-объекта.

В качестве биоиндикаторов могут быть использованы животные, растения, микроорганизмы. Уровень организации тестируемой биологической системы может варьировать от доклеточного (макромолекулы) до надорганизменного (сообщества). Большенство исследователей полагает, что применение единственного биологического параметра для целей биотестирования ненадежно из-за разнообразных механизмов отклика тест-организма на различные антропогенные загрязнения. Наиболее полный анализ интегральной токсичности достигается при применении набора биотестов с использованием различных тест-организмов при контроле их биологических параметров.

Наиболее очевидными критериями выбора тест-организмов являются простота работы и точность получаемых в результате тестирования данных. Под простотой понимается легкость выделения тест-организма из природных источников, его хранения, размножения, постановки пробы на токсичность, обработки и интерпретации полученных результатов. Точность в данном случае – это наличие однозначных, ярко выраженных изменений тестируемой функции индикаторного организма в результате воздействия интересующего загрязнителя.

Во некоторых случаях для оценки токсичности почвы необходимо в качестве тест-объектов брать микроорганизмы. Применение микроорганизмов для оценки интегральной токсичности почвы и создание на их основе комплексной системы чувствительных, достоверных и экономичных биотестов является перспективной областью исследований.

К недостаткам микробиологических тестов следует отнести достаточно высокую способность микроорганизмов к образованию устойчивых мутантных штаммов, что может в некоторых случаях приводить к получению недостоверных результатов.

Один из простых в исполнении и информативных способов оценки микроботоксичности загрязненных почв – это учет численности микроорганизмов, которая, как правило, достаточно легко отражает микробиологическую активность почвы, скорость разложения органических веществ и круговорота минеральных элементов. Так, к примеру, в случае загрязнения почвы нефтью на основе данного показателя можно не только судить о степени загрязненности, но и о потенциальной возможности почвы к восстанолению. Но определение общей численности бактерий в этом случае в качестве показателя токсичности может быть рекомендовано для сильнозагрязненных почв, так как в зависимости от своей концентрации, нефть способна как стимулировать, так и угнетать развитие микроорганизмов.

Преимущество использования микроорганизмов является также то обстоятельство, что работы ведуться с объектами, типичными для почвенной среды обитания в естественных условиях. Набор тест-объектов из семян растений, микроорганизмов, почвенных беспозвоночных и ферментов можно использовать как в полном объеме, так и частично в зависимости от целевого назначения исследований.

Кроме этого, существует биодиагностика техногенного загрязнения почв. Высокая чувствительность почвы к любым негативным и позитивным воздействиям позволяет использовать биологические показатели в качестве параметров биомониторинга.

Биологическая активность — производная совокупности абиотических, биотических и антропогенных факторов почвообразования. В почве зоо- и микробоценозы объединяются в единую систему с продуктами их жизнедеятельности— внеклеточными и внутриклеточными ферментами, а также с абиотическими компонентами почвы.

Основные положения предлагаемой методологии следующие:

· одновременное изучение показателей биологической активности почвы;

· выявление наиболее информативных эколого-биологических показателей и возможного интегрального показателя экологического состояния почвы;

· учет пространственной и временной вариабельности биологических свойств почвы;

· использование сравнительно-географического и профильно-генетического подходов для оценки состояния почвы.

Исследование состояния деградированных почв будет наиболее полным в том случае, если будут определены:

- прямые показатели загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами (валовое содержание тяжелых металлов, содержание их подвижных форм, содержание нефтепродуктов, мощность загрязненного слоя);

- показатели устойчивости к загрязнению тяжелыми металлами и нефтепродуктами (емкость катионного обмена, степень насыщенности основаниями, содержание гумуса, реакция среды);

- Биологические показатели изменения свойств почвы под воздействием металлов-загрязнителей и нефтепродуктов (активность почвенных ферментов, например инвертазы, каталазы, интенсивность выделения углекислого газа, целлюлозоразлагающая способность, общая численность почвенных микроорганизмов, структура микробоценоза и др.).

Общие закономерности изменения свойств почвы по мере возрастания содержания загрязняющих веществ могут быть сформулированы только на основе экспериментальных материалов. В результате многолетних исследований установлены наиболее информативные показатели биологической активности почвы для биодиагностики и биомониторинга. К ним относятся, прежде всего, биохимические показатели, поскольку они лучше коррелируют с уровнем загрязнения и имеют меньшее варьирование в пространстве и во времени по сравнению с микробиологическими. Из изученных рекомендуется использовать ферментативную активность—активность каталазы, которая является одним из показателей стабилизации почвенных условий. Ее изменение связано с загрязненностью и буферной способностью почвы

Различные типы почв при одинаковом характере и степени загрязнения проявляют различную устойчивость. Для серой лесной почвы средний уровень загрязнения уже очень опасен, в этом случае восстановление биоценотических функций затруднено или практически невозможно. В черноземе выщелоченном снижение ИПБС на 50% происходит только при высоком уровне загрязнения.

Результаты биомониторинга техногенно загрязненных почв могут широко применяться при оценке воздействия на окружающую среду, экологическом нормировании загрязнения почв, прогнозировании экологических последствий какой-либо хозяйственной деятельности на данной территории, проведение экологической экспертизы, аудита и сертификации предприятий.

Охрана почв.

Защита почв от прогрессирующей деградации и необоснованных потерь — наиболее острые экологические проблемы в земледелии, которые еще далеки от своего решения.

В число основных звеньев экологической защиты почв входят:

— защита почв от водной и ветровой эрозии;

— организация севооборотов и системы обработки почв с целью повышения их плодородия;

— мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием, засолением почв и др.);

— рекультивация нарушенного почвенного покрова

— защита почв от загрязнения, а полезной флоры и фауны от уничтожения;

— предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота.

Защита почв должна осуществляться на основе комплексного подхода к сельскохозяйственным угодьям как сложным природным образованиям (экосистемам) с обязательным учетом региональных особенностей.

Для борьбы с эрозией почв необходим комплекс мер: землеустроительных (распределение угодий по степени их устойчивости к эрозионным процессам), агротехнических (почвозащитные севообороты, контурная система выращивания сельскохозяйственных культур, при которой задерживается сток, химические средства борьбы и т. д.), лесомелиоративных (полезащитные и водорегулирующие лесные полосы, лесные насаждения на оврагах, балках и т. д.) и гидротехнических (каскадные пруды и т. д.).

При этом учитывают, что гидротехнические мероприятия останавливают развитие эрозии на определенном участке сразу же после их устройства, агротехнические — через несколько лет, а лесомелиоративные — через 10—20 лет после их внедрения.

Для почв, подверженных сильной эрозии, необходим весь комплекс противоэрозионных мер: 1) полосное земледелие, т. е, такая организация территории, при которой прямолинейные контуры полей чередуются с полезащитными лесными полосами; 2) почвозащитные' севообороты (для защиты почв от дефляции); 3) облесение оврагов; 4) бесплужные системы обработки почв (применение культиваторов, плоскорезов и т. п.); 5) различные гидротехнические мероприятия (устройство каналов, валов, канав, террас, сооружение водотоков, лотков и др.) и другие меры.

Великий русский ученый-естествоиспытатель, основоположник почвоведения В. В. Докучаев (1846—1903), впервые разработал учение о взаимодействии всех элементов природы (рельефа, климата, почв и т. д.) и на этой основе обосновал выбор оптимальных соотношений сельскохозяйственных угодий, севооборотов и их рационального территориального размещения.

Впечатляющий пример успешной борьбы с эрозией почв — Каменная степь в Воронежской области, которую по праву называют докучаевским бастионом. Известно, какое огромное количество оврагов в этой области. По данным А. И. Тульчинского (1990), в Каменной степи на площади более 12000 га за последние 50 лет не было ни одного оврага. В 1946 г. в результате жестокой засухи сильно пострадали Поволжье, Северный Кавказ, Украина, хозяйства окрест не собрали семян, а поля Каменной степи дали почти стопудовый урожай. Все дело в правильном соотношении между водой и лесом, лугами и другими сельскохозяйственными угодьями.

Для борьбы с заболачиванием почв в районах достаточного или избыточного увлажнения в результате нарушения природного водного режима применяют различные осушительные мелиорации. В зависимости от причин заболачивания это может быть понижение уровня грунтовых вод с помощью закрытого дренажа, открытых каналов или водозаборных сооружений, строительство дамб, спрямление русла реки для защиты от затопления, перехват и сброс атмосферных склоновых вод и др. Однако чрезмерное осушение больших площадей может вызвать нежелательные изменения в экосистемах — переосушение почв, их дегумификацию и декальцинирование, а также вызвать обмеление малых рек, усыхание лесов и т. д.

Для предупреждения вторичного засоления почв необходимо устраивать дренаж, регулировать подачу воды, применять полив дождеванием, использовать капельное и прикорневое орошение, выполнять работы по гидроизоляции оросительных каналов и т. д.

При проведении строительных и иных работ, связанных с механическим нарушением почвенного покрова, предусматривается снятие, сохранение и нанесение почвенного плодородного слоя на нарушенные земли. Снятие почвенного слоя осуществляется в соответствии с ГОСТ 17.5.3.06—85 «Охрана природы. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ». Для разных типов почв толщина плодородного слоя колеблется от 0,2 (дерново-подзолистые) до 1, 2 м (черноземы). Плодородный слой вывозится и складируется в специальных временных отвалах (буртах). Нанесение почвенного плодородного слоя на нарушенные земли производят не позднее одного года с момента окончания земляных работ.

К сожалению, все эти методы и технические новинки для предупреждения вторичного засоления почв применяются лишь на небольшой части орошаемых территорий. Причины везде одинаковы: 1) высокая стоимость и трудоемкость мелиоративных работ; например, дренажные работы и гидроизоляция каналов почти вдвое удорожают строительство оросительных систем; 2) надежда на то, что «неблагоприятные последствия орошения скажутся когда-то в будущем, когда будет больше средств. Но результат всегда и везде был один и тот же: катастрофически быстрый подъем грунтовых вод, вторичное засоление, падение урожаев, потери капиталовложений, в конечном итоге испорченные земли» (Страны и народы, 1985). Именно таким путем происходит формирование многих зон повышенного экологического риска как у нас в стране, так и за рубежом,

Для предотвращения загрязнения почв пестицидами и другими вредными веществами используют экологические методы зашиты растений (биологические, агротехнические и др.), повышают природную способность почв к самоочищению, не применяют особо опасные и стойкие инсектицидные препараты и др.

Например, широко используется разведение и выпуск в агроэкосистемы насекомых-хищников: божьей коровки, жужелицы, муравьев и др, (биологическая защита), внедрение в природные популяции видов или особей, не способных давать потомство (генетический метод защиты), оптимизация размеров отдельных полей для подавления нежелательных видов (агротехнический метод) и т. д.

В США и ряде стран Западной Европы организована система биологического земледелия, при которой полностью исключено применение пестицидов и минеральных удобрений и где получают «экологически чистые» продукты. Только в США в 1987 г. таких ферм насчитывалось более 30 тыс. В ряде районов нашей страны (Краснодарский край, Омская область и др.) также появляются очаги беспестицидного земледелия. Интенсивно ведутся работы по созданию пестицидных препаратов на основе природных ингредиентов (смесь зеленого перца с чесноком и табаком, пудра из ромашки, настои из багульника, живокости, софоры, лука и др.).

Изъятие пахотных земель для капитального строительства и других целей может быть допущено лишь в исключительных случаях в соответствии с действующим законодательством. Для сохранения продуктивности земель необходимо вводить научно обоснованные нормы земельных площадей, расширять использование для строи

Почва, как и вся земля в целом, охраняется законом. Землепользователи обязаны эффективно и рационально использовать земель ные богатства, повышать плодородие земельных угодий , не допускать порчу, загрязнение, засорение и истощение земель. Особой охране подлежат редкие и находящиеся под угрозой исчезновения почвы. В целях их учета и охраны учреждена Красная книга почв Российской Федерации.

Вопрос № 4. ПДК основных загрязнителей питьевой воды

Качество питьевой воды определяется ее органолептическими, химическими и бактериологическими показателями, которые регламентируются в соответствии с международным и государственным стандартами.

Органолептические показатели питьевой воды. Питьевая вода должна быть бесцветной, прозрачной и не иметь несвойственных ей запаха и привкуса. Эти качества воды определяются ее физическими свойствами и степенью минерализации. Поэтому стандартизация органолептических свойств воды ведется по двум направлениям: по интенсивности восприятия человеком запаха, привкуса, цветности и прозрачности и по концентрации в воде химических веществ, влияющих на ее органолептические свойства. К химическим веществам, способным ухудшить органолептические свойства воды, относятся природные минеральные элементы (хлориды, сульфаты, железо, медь, цинк, соли кальция и магния), а также некоторые химические вещества, добавляемые к питьевой воде в процессе ее обработки (алюминий, марганец, полифосфаты).

Изменение органолептических показателей воды может быть результатом ее почвенных загрязнений, разложения растений на дне водоемов, загрязнения бытовыми и промышленными сточными водами. Цветность природных вод, как правило, обусловливается присутствием в них гумусовых веществ растительного и планктонного происхождения, мутность и необычный запах — фекальным загрязнением водоемов.

Изменение органолептических показателей воды оказывает неблагоприятное влияние на человека (вода вызывает чувство отвращения и рефлекторно угнетает секреторную деятельность желудка). Кроме того, оно может привести к ухудшению санитарного состояния воды: например, повышение мутности воды снижает бактерицидное действие хлорирования (в отношении энтеровирусов — возбудителей кишечных заболеваний).

Установлены ПДК для 13 токсических веществ, что гарантирует безвредность воды по химическим показателям.

Химический состав питьевой воды должен быть безвредным. В этой связи гигиеническое значение имеют три группы химических веществ: 1) химические вещества, встречающиеся в природных водах; 2) химические вещества, попадающие в воду при загрязнении ее сточными, атмосферными водами и из других источников; 3) химические вещества, добавляемые в воду в процессе ее обработки.

Ниже я привожу таблицы ПДК основных загрязнителей питьевой воды.

1. ПДК тяжелых в металлов в воде (Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения СанПиН 2.1.4.1047-01, утв. 26.09.2001)

2. ПДК пестицидов и других ксенобиотиков в воде водных объектов хозяйственно-питьевого назначения и культурно-бытового водопользования.

Вопрос №5. Задача

Задание: Предприятие сбрасывает в реку 190 м3/сут сточных вод, которая является источником хозяйственно-питьевого водоснабжения.

В воде содержится нитратов (по азоту) 15; аммиака (по азоту) 12; железа 4; кобальта 0,4; кадмия 0,5; цинка 0,074 мг/л.

Рассчитать какие количества загрязняющих веществ сбросит в водоем предприятие за год.

Решение:

1. Расчитаем годовой сброс сточных вод предприятием:

190 м3/сут 365 дн/год = 69350 м3/год

2. 1 л воды занимает объем равный 1дм3. Составим отношение:

=. Отсюда найдем Х.

Х = = 69350000 л

3. Количество загрязняющих веществ:

— нитратов

15 мг/л 69350000 л = 1040250000 мг =1040,25 кг

— аммиака

12 мг/л 69350000 л = 832200000 мг = 832,2 кг

— железа

4 мг/л 69350000 л = 277400000мг = 277,4 кг

— кобальта

0,4 мг/л 69350000 л = 27740000 мг = 27,74 кг

— кадмия

0,05 мг/л 69350000 л = 3467500 мг = 3,468 кг

— цинка

0,074 мг/л 69350000 л = 5131900 мг = 5,132 кг

Ответ: предприятие за год сбрасывает 69350000 л сточных вод содержащих: нитратов – 1040,25 кг ,аммиака – 832,2 кг, железа – 277,4 кг, кобальта – 27,74 кг, кадмия – 3,468 кг, цинка – 5,132

Список литературы

1. Коробкин В.М. , Передельский Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: издательство «Феникс», 2000. – 576 с.

2. Мамедов Н.М. и др. Основы общей экологии. Учебник для старших классов общеобразовательной школы/ Н.М. Мамедов, И.Т. Суравегина, С.Н. Глазачев. – М.: Устойчивый Мир, 2000 – 272 с.

3. Передельский Л.В. и др. Экология. Учебник/ Л.В. Передельский, В.И. Коробкин, О.Е.Приходченко. – М.: Проспект, 2008. – 512 с.

4. Степановских А.С. Общая экология. Учебник для ВУЗов. 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Юнити-Дана, 2005. – 687 с.