Приир. Учебники и учебные пособия для высших учебных заведений в. А. Медведский Т. В. Медведская сельскохозяйственная экология
 Скачать 1.54 Mb.
|
|
Водные источники и ресурсы Беларуси В 2005 г. по отношению к 2000 г. объем использования свежей воды с учетом роста ВВП увеличится на 7-8%. Процент ее экономии вследствие внедрения в промышленности систем оборотного и по- вторно-последовательного водоснабжения ожидается на уровне 90- 93%, а общий объем в этих системах будет приближаться к 80-83% от полного водопотребления страны. Прогнозируется, что к 2005 г. увеличиться объем сброса сточ- ных вод в поверхностные источники на 9-10% (1415-1420 млн. м 3 ) за счет стоков, отнесенных к категории нормативно очищенных и недос- таточно очищенных. Объем сброса сточных вод, отнесенных к катего- рии загрязненных, уменьшится в 5 раз (в 2000 г. – 25 млн. м 3 , в 2005 г. – 4,8). Однако проблема охраны вод будет оставаться острой, так как величина загрязнений водных ресурсов зависит не только от сосредо- точенных, но и от рассредоточенных источников загрязнения. Поступ- ление в водные источники загрязняющих веществ вследствие смыва удобрений с полей, стоков животноводческих комплексов, поверхно- стного стока урбанизированных территорий, транспортных магистра- лей, а также вследствие загрязненности выпадающих осадков сопоста- вимо, а в отдельных случаях превышает нагрузку от сбросов комму- нально-бытовых и производственных сточных вод. Речная сеть Беларуси хорошо развита. Средняя густота ее со- ставляет 25 км на 100 км 2 . На территории Беларуси 20,8 тыс. рек и ре- чушек. Их общая длина – 90,6 тыс. км. Однако свыше 90% их количе- ства – это водотоки, длина которых не превышает 10 км (так называе- мые малые реки). К числу крупных относятся такие речные артерии, как Западная Двина, Неман, Западный Буг, Вилия, Днепр, Сож, При- пять. Максимальная густота речной сети отмечается на севере Белару- 117 си – в бассейне западной Двины. В условиях пересеченного рельефа (более 45 км на 100 км 2 ), минимальная – на юге республики в бассей- нах Буга и Припяти. В Беларуси насчитывается свыше десяти тысяч озер (10800). Среди них – озеро Нарочь (80 км 2 ), Освейское (58 км 2 ), Дрисвяты (45 км 2 ), Червоное (40 км 2 ), Дривяты (38 км 2 ). Большинство озер располо- жено в северной части Беларуси – в Белорусском Поозерье. Озера здесь образовались в ледниковый период. Движущиеся огромные лед- никовые глыбы выпахивали перед собой углубления, которые после таяния ледника заполнялись водой. Озера Беларуси играют огромную роль в удовлетворении про- мышленных и бытовых нужд. Запасы содержащейся в них пресной воды идут в непосредственное использование человеком. Озера явля- ются средоточением рыбных богатств и скоплениями такого ценного сырья, как сапропеля. В Беларуси, на первый взгляд, с питьевой водой дело обстоит не так уж плохо. На каждого жителя республики (учитывая всю пре- сную воду) приходится 20 м 3 пресной воды в сутки. Однако беда в том, что в большинстве своем эта вода загрязнена. Давление антропогенного пресса сказалось и на состоянии водных ресурсов Беларуси. Белорусская вода содержит нефтепродук- ты, аммонийный и нитратный азот, фенолы, органические и биогенные вещества, соли тяжелых металлов. Минерализация воды крупных бе- лорусских рек, таких как Неман, Днепр, Припять, возросла за послед- ние 15 лет на 20%. В каждом пятом колодце вода превышает предель- но допустимые концентрации (ПДК) по многим микробиологическим показателям и содержанию ядохимикатов. Повсеместно наблюдается значительное увеличение в воде концентрации минерального азота, фосфора, нитратов, меди, цинка, хрома, формальдегида, нефтепродук- тов. Список можно было бы продолжить. Такое положение сложилось при обстоятельствах всем хорошо известных. Это, прежде всего, от- сутствие очистных сооружений на промышленных предприятиях, чрезмерная химизация сельскохозяйственного производства, поступ- ление сточных вод из городов. И хотя статистика показывает, что в последние годы качественный состав вод некоторых рек стал улуч- шаться (уменьшается содержание соединений азота, нефтепродуктов), оснований для оптимизма пока нет. Такое видимое «улучшение» сле- дует расценивать в первую очередь как следствие повсеместного спада 118 промышленного производства. В тоже время в наиболее эксплуати- руемых транспортных водных артериях состояние воды не улучшается. Серьезные экологические нарушения связаны с деятельностью животноводческих комплексов, где технологии основаны на беспод- стилочном выращивании животных и смыве нечистот водой. Многие комплексы размещены в близости от водотоков, что приводит к за- грязнению водной системы. Многие крупные и средние реки по комплексной оценке отне- сены к классу загрязненных. Наиболее загрязненной на территории республики является река Свислочь ниже г.Минска (ниже выпуска сточных вод Минской станции аэрации). По данным Госкомэкологии, в реку в 1992 г. ежесуточно сбрасывалось 705 тыс.м 3 сточных вод. По состоянию на 2000 г. к классу загрязненных отнесены сле- дующие участки рек Беларуси («Состояние природной среды Белару- си»): р. Свислочь (г. Минск), р. Мухавец (г. Кобрин), р. Мухавец (г.п. Жабинка), р. Мухавец (г. Брест), р. Рыта (с. М.Радваничи), р. Лесная (г. Каменец), р. Лесная правая (г. Каменюки),р. Ясельда (г. Береза), р. Уза (г. Гомель), р. Днепр (г. Могилев), р. Улла (г.п. Чашники), водохрани- лище Лошица (г. Минск). Такому же антропогенному загрязнению подвергаются и наши голубые озерные жемчужины. В Заславльском водохранилище зареги- стрировано повышенное содержание меди, фенолов, нефтепродуктов, аммонийного и нитритного азота. Увеличилось содержание этих за- грязнителей в Лукомльском озере, куда сбрасываются воды местной ГРЭС. Таблица 2. Состояние водных объектов в местах водопользования населе- ния Наименование Водоемы Количество по- стоянных створов Удельный вес проб воды, не отвечающих ги- гиеническим нормативам По сан.-хим. показателям По микробиол. показате- лям 119 областей 1999 2000 1999 2000 1999 2000 г. Минск 29 32 65,4 44,0 10,7 9,9 Брестская 117 143 27,0 21,2 19,6 15,4 Витебская 127 127 9,6 15,7 15,0 11,2 Гомельская 95 95 44,6 39,9 13,6 12,2 Гродненская 219 221 25,5 29,8 20,9 17,9 Минская 107 106 10,8 15,0 20,7 16,1 Могилевская 70 71 11,9 26,4 6,7 6,9 РБ 764 795 24,0 25,2 15,6 13,1 Не исключение здесь и знаменитое озеро Нарочь, где отмечено повышение концентраций аммонийного азота, меди, нефтепродуктов. Из-за чрезмерной концентрации в озерах биофильных элементов в них идут процессы эвтрофикации – повышения биологической продуктив- ности водных обитателей под действием антропогенных факторов. Разрастаются колонии цианобактерий («цветение воды»), и в связи с этим уменьшается количество доступного кислорода. В результате происходит крупномасштабное заглеение озер и уменьшение поголо- вья рыбного племени. 120 8. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Существование воздушной среды является необходимым условием поддержания жизни на земном шаре. Без воздуха немыслимо сколько- нибудь продолжительное сохранение жизненных функций организма. Воздушная среда не только необходима для дыхания человека, живот- ных и растений, она является также резервуаром, принимающим газо- образные продукты их обмена веществ. Воздушная среда позволяет человеку и животным ориентироваться в окружающей обстановке, воспринимать органами чувств различные сигналы, чтобы судить о состоянии окружающей среды. Воздушная среда оказывает сущест- венное влияние на многие энергетические, геологические и гидрологи- ческие процессы, происходящие на поверхности земли. Состояние воз- душной среды в значительной степени определяет количество и каче- ство солнечной радиации у поверхности земли. Атмосфера является местом образования осадков, которые наряду с ветрами способствуют механическому разрушению горных пород. Кроме того, атмосфера служит одним из факторов климатооборазования. Через воздушную среду совершаются процессы теплообмена организма с внешней сре- дой. Атмосфера является источником некоторых видов сырья, запасы которого практически неисчерпаемы: из воздуха добывают азот, ки- слород, аргон и гелий. Резкие изменения физических и химических свойств воздушной среды, загрязнение токсическими веществами и патогенными микроорганизмами могут способствовать развитию в организме неблагоприятных процессов, нарушающих здоровье и сни- жающих работоспособность. Потому перед специалистами сельского хозяйства стоит задача обоснования мероприятий по оздоровлению воздушной среды с целью защиты организмов от изменений, связан- ных с ее неблагоприятным состоянием. Земля окружена газовой оболочкой (атмосферой), строение которой различно и определяется удаленностью от еѐ поверхности. В состав атмосферы входят следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера, экзосфера и магнитосфера. Наиболее плотные воздушные слои, прилегающие к земной поверхности, называются тропосферой. Толщина тропосферы над различными широтами земно- го шара и в различные времена года неодинакова: в средних широтах 121 она составляет 10-12 км над уровнем моря, на полюсах – от 7 до 10 км и над экватором – от 16 до 18 км. Тропосфера отделена тонким слоем – тропопаузой – от холод- ной стратосферы, которая переходит на высотах около 40 км в мезо- сферу. Мезосфера содержит около 5% всей атмосферы. Выше мезосферы находится ионосфера, границы которой под- вержены колебаниям в зависимости от времени суток и времени года. Верхняя граница ионосферы колеблется о 500 до 1000 км. В ионосфере воздух сильно ионизирован, причем степень ионизации воздушных масс и температура увеличиваются с высотой. Слой атмосферы, лежащий выше ионосферы, называется экзо- сферой. Нижняя граница ее изменяется в зависимости от времени су- ток, времени года и широты находится на расстоянии 500-1000 км от поверхности земли. В экзосфере газовые частицы в своем беге практи- чески не сталкиваются друг с другом. Еще сильнее разреженность в магнитосфере, для газа здесь высокая степень ионизации. Физическое состояние атмосферы в данной местности в тече- ние короткого периода времени называется погодой. Погода характе- ризуется определенным комплексом метеорологических факторов: интенсивностью солнечной инсоляции, электрическим состоянием ат- мосферы, температурой, влажностью, давлением воздуха, скоростью и направлением ветра, наличием атмосферных осадков. Источники загрязнения атмосферного воздуха Концентрация дымовых газов в атмосфере при неблагоприят- ных метеорологических условиях возрастает и приводит к образова- нию густых токсических туманов. Известны катастрофические случаи скопления токсических веществ, сопровождающиеся тяжелыми забо- леваниями и летальными исходами. Так, неоднократно в Лос- Анджелесе, на юге Калифорнии, в Великобритании, Германии и дру- гих странах отмечались густые туманы с повышенной концентрацией вредных веществ из смеси пыли и газов – смог. В январе 1956 г. смог, висевший 96 ч над Лондоном, унес около тысячи жизней. В пылегазовых выбросах промышленности насчитывают око- ло 140 вредных веществ. Многие из них, не имея запаха и цвета, порой невидимы, неощущаемы, не сразу воздействуют на организм. В их 122 числе всевозможные органические растворители, альдегиды, другие вещества. Загрязнители воздуха могут вызывать общее недомогание, снижение работоспособности, кашель, головокружение, спазмы голо- совых связок, различные заболевания легких, глаз, общее отравление организма, ослабление сопротивляемости заболеваниям. Промышленные выбросы, выхлопные газы, сажа, копоть, пыль в воздухе крупных городов образуют своего рода дымовые колпаки и ослабляют проникновение ультрафиолетовой части солнечного спек- тра. Например, в окрестностях Парижа, где нет промышленных пред- приятий, ультрафиолетовые лучи составляют около 3% излучения, в районах с заводами и фабриками – 0,3%. Недостаток ультрафиолето- вых лучей приводит к развитию рахита и авитаминоза у детей. Отмечаются мутагенное, канцерогенное, аллергенное, атеро- склеротическое, эмбриотоксическое воздействие химических веществ на организм человека, вплоть до половой мутации. Установлено, что в районах, в которых интенсивность применения пестицидов выше в 3-4 и в 9 раз, уровень заболевания сердечно-сосудистой системы возраста- ет в 1,2 и 2,2 раза. Существует прямая достоверная связь между коли- чеством применяемых средств защиты растений и числом случаев за- болевания печени и желчевыводящих путей. В будущем прогнозирует- ся значительное увеличение заболеваемости в результате использова- ния пестицидов, и в частности рост спонтанных абортов, бронхитов, бронхиальной астмы, авитаминозов и др. Причина бронхитов, бронхи- альной астмы, других легочных заболеваний, сердечно-сосудистых болезней в значительной степени заключается в загрязнении атмо- сферного воздуха. В последние годы усилились острые респираторные заболевания верхних дыхательных путей (ОРЗ), которые приводят к развитию хронического бронхита. Вредные примеси в атмосфере задерживают ультрафиолето- вые лучи. В крупных городах ослабляется прямое солнечное излуче- ние. Загрязнение атмосферного воздуха ведет к изменению его элек- трических свойств, ионного состава. Наблюдения, проведенные в ряде штатов США, показали, что во всех обследованных городах дети стра- дали выраженными приступами единичных и повторных заболеваний легких чаще, чем дети, живущие в районах с более чистым воздухом. Это объясняется вредным влиянием сернистого газа и сульфатов на организм человека. Во всех странах увеличивается количество боль- 123 ных эмфиземой легких, возрастает число аллергических заболеваний, что связано в основном с промышленными выбросами. Считают, что около 10% человечества подвержено воздействию аллергенов. Большое распространение получил рак. Это также в значи- тельной степени связано с тем, что атмосферный воздух содержит кан- церогенные и мутагенные вещества. Большую опасность представляют полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Отмечается прямая связь между загрязнением атмосферного воздуха канцероген- ными углеводородами и степенью развития промышленности, транс- порта, величиной городских агломераций. В сельской местности, где воздух чище, заболеваемость раком отмечается реже, чем в городах, особенно крупных. Вероятность заболевания раком легких для горо- жанина-курильщика в 10 раз выше, чем для некурящего сельского жи- теля, а загрязнители воздуха в городе, отравляя кровь оксидами угле- рода, наносят некурящему человеку такой же вред, как выкуривание курильщиком пачки сигарет в день. Загрязнение атмосферного воздуха ведет также к отравлению и гибели животных, птиц и насекомых. Массовая гибель пчел, овец, крупного рогатого скота и домашней птицы отмечена в ряде стран вследствие выбросов предприятиями фторидов. У животных в случае воздействия повышенных концентраций фтора стареют зубы, что вы- зывает заболевание органов пищеварения, и кости скелета. При вскры- тии павших животных часто выявляют поражения дыхательных путей и эмфизему легких. Загрязнение атмосферы приводит также к сниже- нию плодовитости и продуктивности скота, уменьшению численности насекомых, в том числе пчел, гибели рыбы в водоемах. Интенсивно загрязняется воздух на животноводческих ком- плексах, не оборудованных средствами его очистки. Такие комплексы с высокой концентрацией животных в них способствуют резкому по- вышению содержания в воздухе помещений и вокруг них аммиака, сероводорода и многих других веществ. Установлены зоны влияния комплекса на состояние атмосферного воздуха: свиноводческого на 216 тыс. голов – на 4 км, 54 тыс. голов – 2,15 - 27 тыс. голов – на 1,5 км; предприятий по выращиванию и откорму молодняка крупного ро- гатого скота, выращиванию нетелей до 5 тыс. голов – на 500 м, по про- изводству молока на 800 и 1200 голов – 300, по производству говядины на 1200 и 2000 голов – на 500 м. 124 Валовой выброс загрязнений атмосферного воздуха только из организованных источников (система вентиляции) комплекса крупного рогатого скота на 10 тыс. голов в пересчете на аммиак составляет 57 кг в сутки, а суммарный в пересчете на органическое вещество – более 2000 кг в сутки. Свинокомплекс на 108 тыс. голов выбрасывает ежесу- точно 28 млрд. микробных тел, около 50 кг сероводорода, более 600 кг пыли от кормов и другие вредные для человека и животных компонен- ты. Комплекс на 35 тыс. голов крупного рогатого скота или на 108 тыс. свиней обусловливает примерно такое же загрязнение воздуха и воды, как город с населением в 400-500 тыс. человек. В ветеринарии известны отравление овец и крупного рогатого скота выбросами алюминиевых заводов, содержащими много фтори- дов. Оседая из воздуха, эти соединения попадают на траву, и пасущий- ся на ней скот заболевает фтористой кахексией. В Швейцарии вблизи такого завода за 9 лет погибла треть местного скота. Фториды и арсениды, содержащиеся в промышленных выбро- сах, вызывают высокую смертность пчел. Мышьяковые отравления – причина образования язв на теле крупного рогатого скота. В различных странах мира неоднократно отмечалась гибель диких животных, в том числе косуль, оленей, зайцев, фазанов и другой дичи, в результате заражения атмосферы сернистым газом, мышьяком, сурьмой. Загрязнение воздуха внутри животноводческих помещений аммиаком и высокая концентрация диоксида углерода оказывают вредное влияние и на обслуживающий персонал, и на животных. Для растений вредны такие загрязнители воздуха, как соеди- нения серы, фтора, оксид углерода, хлор и углеводороды. Они причи- няют значительный ущерб сельскохозяйственным и лесным угодьям, садам и паркам, нарушая процесс фотосинтеза, замедляя рост и разви- тие растений, которые постепенно чахнут и гибнут. Установлено, что даже незначительные дозы сернистого ангидрида отрицательно сказы- ваются на растениях. Из зерновых культур наиболее чувствительны к этому газу ячмень и овес, из овощных – шпинат, капуста, салат, редис. Вследствие загрязнения атмосферы заметно снижается урожайность таких культур, как картофель, сахарная свекла, томат, бобы, табак, арахис, соя, люцерна, виноград, апельсин. У ряда плодовых пород под влиянием загазованности воздуха уменьшаются размеры листьев, от- мечается ранний листопад, что в сочетании с нарушением обмена ве- 125 ществ приводит на следующий год к замедлению роста побегов, фор- мирования плодов, снижению их качества. Данные научно-исследовательских учреждений свидетельст- вуют о том, что в зоне действия предприятий цветной металлургии урожай пшеницы снижается на 40-45%, содержание белка в зерне уменьшается на 25-35%, а количество крахмала увеличивается. В ра- диусе 25-50 км от них резко падает содержание витамина С в овощах и картофеле. Вокруг промышленных предприятий, в выбросах которых со- держатся соединения серы, фтора и мышьяка, леса заметно угнетены, а часть деревьев усыхает даже на значительном расстоянии от источника загрязнения. Вредному действию промышленных газов наиболее под- вержены хвойные породы. Продуктивность фотосинтеза выше у тех растений, листья ко- торых очищены от пыли, сажи и промыты водой (4,155-4,372 г/м 2 ). В листьях деревьев, которые не были подвергнуты предварительной очи- стке и промывке, продуктивность фотосинтеза составила всего 3,022- 3,245 г/м 2 , т.е. снизилась примерно на 25%. Установлено, что каждый квадратный метр листовой поверхности, находясь на расстоянии 350 м от источника выбросов отходов производства, удерживает 95-129 мг пыли и сажи в сутки, которые со временем смываются дождем. Во многих городах вокруг предприятий и вдоль магистралей концентрация сернистого газа, диоксида азота, оксида углерода и пыли превышает ПДК (в расчете на человека) и представляет для него боль- шую опасность. Для растительности такое количество газов, особенно SО 2 , и пыли еще более вредоносно: допустимая максимальная разовая норма загрязнения воздуха диоксидом серы ниже 0,02 мг/м 3 , оксидами азота – 0,05, аммиаком – 0,1 мг/м 3 . Следовательно, токсичность SО 2 для растений в 25 раз выше, чем предусмотрено нормой для человека (0,5 мг на 1 м 3 воздуха). Тревогу вызывают кислотные дожди. Наблюдается ярко вы- раженный очаг подкисления осадков, связанный с антропогенным за- грязнением атмосферы, выбросами серы и азота в основном предпри- ятиями Германии и Великобритании, которые господствующими за- падными ветрами переносятся в Скандинавию, страны Балтии и на значительную часть северо-запада России. Подкисление особенно опасно для подзолистых кислых почв, в результате чего нарушается круговорот веществ. При этом происхо- 126 дит вымывание тяжелых металлов из почв, повышается их токсич- ность, уменьшается содержание кальция и угнетается рост растений. В Центральной Европе уже повреждено около 1 млн. га хвойных пород, а около 100 тыс. га погибает. Экологически мертвы многие озера Кана- ды, Швеции. Анализы показывают, что вода в ряде озер в странах Скандинавии по кислотности сравнима с томатным соком и молочной сывороткой, а выпадающие здесь осадки приравниваются по кислотно- сти к столовому уксусу и кислому виноградному вину. В драматиче- ской ситуации оказалась Норвегия. В стране не выбрасываются в атмо- сферу соединения серы, так как электроэнергию в основном выраба- тывают на гидроэлектростанциях, но горы, представляя своего рода орографическую ловушку, способствуют конденсации подкисленных загрязненных осадков. В результате в связи с изменением химического состава воды жизнь в половине озер Норвегии прекратилась. Поэтому очень важно соблюдение всеми странами Европы, США и Канадой подписанной в 1979 г. Конвенции об уменьшении переноса трансгра- ничных потоков антропогенных загрязненных веществ, ибо природные процессы не знают государственных границ. Сернистый ангидрид, взаимодействуя с водой и парами возду- ха, уже в виде сернистой кислоты попадает на строительные материа- лы и способствует старению и разрушению зданий. Кислотосодержа- щие дожди и пары вызывают коррозию железных и оцинкованных крыш. Оксиды азота особенно токсичны для человека и животных. В воздух больших городов мира ежегодно поступает 53 млн. т этих со- единений. Они вызывают головокружение, рвоту, потерю сознания, респираторные болезни, понижают кровяное давление и т.д. Предполагаются и другие, косвенные, факторы опасности для здоровья, оказывающиеся результатом кислотного дождя. Они связаны с высвобождением тяжелых металлов из почвы и осадочных пород вследствие усилившегося окисления. Эти металлы могут попадать в подземные воды, озера и реки, откуда берут питьевую воду, в продук- ты питания и, в конечном счете, в организм человека. В условиях повышенной концентрации вредных веществ в воздухе зоны действия химических предприятий скорость коррозии железа и его сплавов выше в 20, алюминиевых сплавов – в 100 раз, чем в сельской местности. Увеличение уровня загрязнения атмосферы в 2 раза способствует сокращению срока эксплутационной службы про- 127 мышленного оборудования до первого капитального ремонта в 1,5 раза. В Италии от загрязнения воздуха сильно страдают бесценные памятники культуры. Способы защиты от кислотных дождей сводятся к снижению содержания серы в различных видах топлива, запрету производства фреонов. Количество оксидов азота можно уменьшить снижением температуры горения, т.е. изменением технологии. Строительство вы- соких труб, сокращающее выбросы соединений серы и азота вблизи источников их выделения, безнравственно по отношению к другим странам. Для уменьшения загрязнения озер и почвы их известкуют, т.е. добавляют в воду и вносят в почву щелочные вещества (например, карбонат кальция). |