Реферат: Проблемы экологии

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:

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

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

ü  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.