Нефть. Курс лекций для студентов спо дневной и заочной форм обучения
 Скачать 0.6 Mb.
|
|
Лекция 10. Основные пути миграции и накопления в биосфере токсичных и радиоактивных веществ Загрязнение среды — сложный процесс накопления вредных веществ, связанный с деятельностью человека. Биосфера едина — реки пересекают границы государств с различными социальными системами, леса оказывают влияние на территории, выходящие за пределы государственных границ, атмосфера их не знает совсем, поэтому вредные вещества распространяются по всей планете. Пищевые цепи представляют собой одну из форм взаимосвязи между организмами, каждый из которых питается другим видом. В биосфере происходит непрерывный процесс превращения веществ в последовательности “жертва — хищник”. Пример водной пищевой цепи: растворенные вещества—фитопланктон—рачки—рыбы—хищные рыбы—теплокровные животные, питающиеся рыбой. В случае потребления чужеродных веществ, которые не усваиваются или не выводятся из организма, происходит их накопление по ходу пищевой цепи. Именно таким образом происходит накопление токсичных веществ, при котором первичные звенья пищевой цепи получают лишь незначительные количества токсиканта, а конечные звенья уже отравляются. Коэффициент накопления неразлагающихся ядов, особенно биоцидов, в большинстве случаев составляет около 10 на каждую ступень пищевой цепи. Таким образом, рыбы могут содержать во много тысяч раз больше инсектицидов, чем окружающая их водная среда. Например, в озере Мичиган было обнаружено следующее накопление ДДТ в пищевых цепях: 0,014 мг/г в донном иле озера; 0,41 мг/кг в ракообразных, питающихся на дне; 3—6 мг/кг в различных рыбах; > 2400 мг/кг в жировой ткани чаек, питающихся рыбой. К загрязняющим атмосферу веществам относятся радиоактивные вещества. Источниками радиоактивного загрязнения внешней среды являются взрывы при испытаниях атомных и водородных бомб, атомные электростанции. Радиоактивные продукты в стратосфере могут находиться от 3 до 9 лет, а в нижних слоях атмосферы — до трех месяцев. Основное количество радиоактивных веществ поступает из атмосферы на землю с атмосферными осадками. Распространение атмосферных токсикантов определяется горизонтальным и вертикальным движением воздушных течений и потоков. Дальность распространения зависит от времени существования того или другого загрязнителя в воздухе и метеорологических условий, скорости и направлении потоков в атмосфере. Минздрав России определил предельно допустимый уровень облучения для населения на всю жизнь 35 бэр при продолжительности жизни 70 лет (0,5 бэр · 70 лет = 35 бэр). “Зеленая революция” и ее последствия “Зеленая революция” представляет собой одну из форм проявления НТР (научно-технической революции), т. е. интенсивное развитие сельского хозяйства путем: технизации сельского хозяйства (использование машин и техники); применения искусственно выведенных сортов растений и животных; химизации (использование удобрений и ядохимикатов); мелиорации (расширение орошаемых земель). “Зеленая революция” — это преобразование сельского хозяйства на основе современной агротехники и селекции, это период кардинальной смены подходов к выращиванию растений и животных. В результате этой революции урожайность зерновых культур возросла в 2—3 раза и вдвое увеличился ассортимент продукции. Более половины пищевых продуктов, которые производятся сейчас, до 1950 г. не производились. Некоторые из развивающихся стран, например Индия, стала удовлетворять свои потребности в зерне путем собственного производства. Несмотря на то что “зеленая революция” позволила удовлетворить потребности растущего населения планеты в пище, она вызвала ряд отрицательных последствий: деградацию почв, сни- жение качества сельскохозяйственной продукции и т.д. Основной целью “зеленой революции” было увеличение производства сельскохозяйственной продукции. Но активное вмешательство человека в жизнедеятельность природных экосистем и создание агроэкосистем привело к ряду негативных последствий. Агроэкосистема (агроценоз) — это искусственная экосистема (биогеоценоз), основные функции которой поддерживаются системой агрохимических мероприятий (вспашка, внесение удобрений, ядохимикатов и т.д.). Отрицательные последствия “зеленой революции” и ее причины Деградация почв. Деградацией называется постепенное ухудшение свойств почвы, вызванное изменением условий почвообразования в результате естественных причин или хозяйственной деятельности человека и сопровождающееся уменьшением содержания гумуса, разрушением почвенной структуры и снижением плодородия. Плодородием называют способность почвыобеспечивать растения необходимым количеством питательных элементов, воды и воздуха. Загрязнение биосферы ядохимикатами.За последние 50 лет применение минеральных удобрений возросло в 43 раза, пестицидов в 10 раз, что привело к загрязнению отдельных компонентов биосферы: почвы, воды, растительного покрова. Из-за этого загрязнения обедняется живое население почвы — снижается численность почвенных животных, водорослей, микроорганизмов. Кроме того, воздействия этого загрязнения могут быть косвенными. Ярким примером косвенного влияния на человека загрязнений окружающей среды служит известная история с ДДТ — дихлордифенилтрихлорметилметаном (в просторечии—дуст). Впервые ДДТ был успешно применен для борьбы с переносчиками малярии и сыпного тифа в Италии в конце Второй мировой войны. Затем его стали применять в качестве средства борьбы с вредителями растений. Однако впоследствии было обнаружено, что он накапливается в пищевых цепях и в организме человека. Например, в США ДДТ был обнаружен в молоке кормящих матерей, во многих странах у людей обнаружены его отложения в жировых тканях. Те- перь ДДТ снят с производства во всем мире, но в настоящее время еще сохранилось 2/3 рассеянного вещества. Нарушение природного равновесия экосистем. На Земле практически не осталось экосистем, не подвергающих в той или иной мере влиянию человека. Человек вынужден проникать в них и извлекать жизненно необходимые для него компоненты. Вместе с тем человек создал новые формы домашних и культурных растений. Введением в культуру новых декоративных, лекарственных и иных растений человек обогащает флору той или иной территории. Но наряду с культурными растениями он заносит и сорные. Некоторые из них быстро распространяются и находят новую родину в новых районах, внедряясь и грубо нарушая природное равновесие местных экосистем. Известно немало случаев, когда в некоторых районах Земли люди своей деятельностью поставили под угрозу собственное здоровье и даже само существование. Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов Питание — это основа жизни любого живого организма, в том числе и растений. Без питания невозможны процессы роста и развития. Удобрения — это органические и неорганические вещества, применяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растений и рыбопродуктивности прудов. Они бывают: минеральные, органические и бактериальные. Минеральные удобрения, добытые из недр, или промышленно полученные химические соединения содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы. Минеральные удобрения подразделяются на азотные, фосфорные, калийные. Органические удобрения — это перегной, торф, навоз, птичий помет (гуано), органические отходы городского хозяйства, зеленое удобрение. Действие органических удобрений на урожай культур сказывается в течение 3—4 лет и более. Бактериальные удобрения — это препараты, содержащие полезные для растений бактерии. Они способны улучшать питание сельскохозяйственных культур и не содержат питательных веществ. Последствия внесения удобрений. Минеральные удобрения оказывают прямое и косвенное воздействие на сельскохозяйственные культуры, на почву, на развитие биологических процессов в природных водах. Наиболее безопасными с точки зрения влияния на биосферу являются органические удобрения, хотя их избыточное применение приводит к следующим отрицательным последствиям: загрязнение почвы и сельскохозяйственных растений патогенными микроорганизмами и семенами сорных трав, перенасыщение питательными веществами пахотного слоя удобряемых угодий, загрязнение водоемов стоками с полей, накопление избыточного азота в почве и кормовых структурах, что вызывает нарушение обмена веществ у животных. Пестициды (pestis — зараза, разрушение, cide — убивать) — химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т. п. Пестициды, в зависимости от объекта воздействия, подразделяются на: гербициды — для уничтожения сорной растительности; инсектициды — для уничтожения вредных насекомых; зооциды — для борьбы с грызунами; фунгициды — против возбудителей грибковых заболеваний; дефолианты — для удаления листьев; дефлоранты — для удаления цветков. Пестициды распространяются на больших пространствах, весьма удаленных от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет). Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами. Способы ликвидации последствий заражения окружающей среды токсичными и радиоактивными веществами Загрязнение токсичными и радиоактивными веществами окружающей среды может происходить в результате хозяйственной деятельности человека — промышленного и сельскохозяйственного производства, повседневного потребления, а также в результате стихийных бедствий и аварий. При этом прежде всего страдает земля. Земельные ресурсы выполняют две основные функции в процессе их использования: во-первых, земля является основным средством сельскохозяйственного производства, во-вторых — территорией для размещения населенных пунктов, промышленных объектов. После выбора зараженного участка земли, предназначенного для изъятия, производится снятие плодородного слоя почв. Снятую почву укладывают в бурты по 5—10 м и засевают одно- и многолетними травами во избежание эрозии. Ликвидация последствий аварийного загрязнения жидкими токсичными веществами. Прежде всего, ограничивают растекание токсичных веществ на местности с целью уменьшения площади испарения. Чтобы сдержать процесс испарения химических загрязнителей, применяют несколько способов: поглощение слоем сыпучих адсорбентов (грунта, песка, шлака и т.п.); изоляция пенами; разбавление водой или растворами нейтрализующих веществ. Ликвидация последствий аварийного загрязнения радиоак- тивными веществами. Прежде всего, необходимо принять все меры для прекращения выброса радиоактивных веществ (РВ) в окружающую среду, обеспечить тушение возникающих пожаров, дезактивацию участков с наиболее высоким уровнем радиации. Для этого проводятся следующие работы: ограничение и приостановление выброса РВ путем перекрытия кранов и задвижек на магистралях подачи РВ к месту аварии; ограничение мест разлива РВ, устройство ловушек или дополнительных емкостей; сбор разлившихся РВ в закрытые резервные емкости; создание водяных завес на пути распространения облака зараженного воздуха (для снижения глубины его распространения); изоляция поверхности разлива РВ пеной; поглощение ядовитых веществ адсорбентами; обеззараживание территории. Весь этот комплекс мероприятий был реализован на практике при ликвидации последствий чернобыльской аварии. Вопросы для самопроверки Почему происходит накопление токсичных веществ в пищевых цепях? Приведите примеры миграции и накопления в биосфере токсичных и радиоактивных веществ. Какова цель проведения “зеленой революции”? Назовите пути осуществления “зеленой революции”. Назовите отрицательные последствия “зеленой революции”. В каких случаях и почему мелиорация оказывает пагубное влияние на почву? Назовите основные группы пестицидов. Почему пестициды оказывают негативное влияние на окружающую среду? Назовите методы ликвидации последствий аварийного загрязнения жидкими токсичными веществами. Назовите методы ликвидации последствий аварийного загрязнения радиоактивными веществами. Лекция 11. Экологический мониторинг Экологический мониторинг — это система наблюдения, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия. Задачами мониторинга являются: количественная и качественная оценка состояния воздуха, поверхностных вод, климатических изменений, почвенного покрова, флоры и фауны, контроль стоков и пылегазовых выбросов на промышленных предприятиях; составление прогноза о состоянии окружающей среды; информирование граждан об изменениях в окружающей среде. Мониторинг чаще всего ведут областные комитеты по гидрометеослужбе через сеть пунктов, проводящих следующие наб- людения: приземные метеорологические, теплобалансовые, гидрологические, морские и т.д. В настоящее время в мире насчитывается 344 станции по мониторингу воды в 59 странах, которые образуют глобальную систему мониторинга окружающей среды. Эта система находится в ведении ЮНЕП — специального органа по охране окружающей среды при ООН. Виды и методы мониторинга Виды мониторинга. По масштабам обобщения информации различают: глобальный, региональный, импактный мониторинг. Глобальный мониторинг — это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и с осуществление прогноза возможных изменений. Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в которых наблюдаются процессы и явления, отличающиеся от естественных по природному характеру или из-за антропогенного воздействия Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ. По методам ведения выделяются следующие виды мониторинга: биологический (с помощью биоиндикаторов); дистанционный (авиационный и космический); аналитический (химический и физико-химический анализ). По объектам наблюдения выделяются: мониторинг отдельных компонентов окружающей среды (почвы, воды, воздуха); мониторинг биологический (флоры и фауны). Методы контроля. Состав загрязняющих веществ определяют методами физико-химического анализа (в воздухе, почве, воде). Степень устойчивости природной экосистемы проводят методом биоиндикации. Биоиндикация — это обнаружение и определение антропоген- ных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Сущность биоиндикации заключается в том, что определенные факторы среды создают возможность существования того или иного вида. Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального мониторинга. Например, аэрофотосъемка является эффективным методом для определения масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море или на суше, т.е. при аварии танкеров или при разрыве трубопровода. Физико-химические методы используются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы основаны на анализе отдельных проб. Почвенный мониторинг предусматривает определение кислотности, потери гумуса, засоления. Атмосферное загрязнение анализируется газоанализаторами, которые позволяют получить информацию о концентрации в воздухе газообразных загрязнителей. Вопросы для самопроверки С какой целью проводится экологический мониторинг? Какие существуют виды мониторинга? Приведите примеры физико-химических методов мониторинга. Какие методы используются для ведения глобального мониторинга? Лекция 12. История Российского природоохранного законодательства Охрана окружающей природной среды в нашей стране регулируется на государственном уровне. Россия стала одной из первых стран, в которой была создана нормативно-правовая база регулирования охраны окружающей природной среды и рационального использования природных ресурсов. Первый закон об охране природы был принят в РСФСР в 19560 г. В США подобный закон был принят на 10 лет позже. Первое официальное международное мероприятие, посвященное вопросам охраны окружающей среды, — Стокгольмская конференция ООН — состоялась в 1972 г. Система экологического законодательства в России состоит из двух подсистем: природоресурсного и природоохранного. В приро- доресурсное законодательство входят нормативные акты, регулирующие охрану и использование отдельных видов природных ресурсов: Земельный кодекс РФ (2001 г.), Лесной кодекс РФ (1997 г.), Водный кодекс РФ (1995 г.), Закон РФ “О недрах” от 21 февраля 1992 г. № 2395-I (в ред. Федерального закона от 3 марта 1995 г. № 27-ФЗ), Федеральный закон от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ “Об охране атмосферного воздуха”, Федеральный закон от 24 апреля 1995 г. № 52-ФЗ “О животном мире”. В природоохранное законодательство входят нормативные акты, регулирующие охрану окружающей среды в целом: Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ “Об охране окружающей среды”, Федеральный закон от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ “О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения”, Федеральный закон от 23 ноября 19955 г. № 174-ФЗ “Об экологической экспертизе”, Федеральный закон то 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ “Об отходах производства и потребления”. Формирование российского экологического законодательства состоит из трех основных этапов: возникновение, становление и развитие в рамках земельного права; развитие в рамках природоресурсных отрослей; выход за рамки природоресурсных отрослей. |