|
Читайте также: |
НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕДАЦІЇ
ДО НАПИСАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ
з навчальної дисципліни
«МІЖНАРОДНІ КРЕДИТНО-РОЗРАХУНКОВІ ТА ВАЛЮТНІ ОПЕРАЦІЇ»
для студентів спеціальності 7.03060104 «Менеджмент зовнішньоекономічної діяльності»
Укладачі: Остапенко Тетяна Геннадіївна
Кузнєцова Тетяна Вікторівна
Редактор ____________
Технічний редактор ______________
Коректор ___________
Комп’ютерна верстка ______________
Підг. До друку «__»_____ 20___р.
Офіс. друк. Ум. друк. арк. 1,86. Обл.-вид. арк. 2,0
Тираж 200 пр. Замовлення № 101-1. Вид. № 19/ІІІ
Видавництво НТУУ «Політехнічний університет»
03056, Україна, Київ, проспект Перемоги, 37
Свідоцтво про внесення до Державного реєстру
ДК № ___ від «___»_______2014р.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ЛИТОСФЕРЫ
Литосфера - верхняя твердая оболочка Земли, постепенно с глубиной переходящая в сферы с меньшей площадью вещества. Включает земную кору и верхнюю мантию Земли. Мощность литосферы 50 - 200 км, в том числе земной коры - до 50 -75 км на континентах и 5 - 10 км на дне океана. Верхние слои литосферы (до 2 - 3 км, по некоторым данным, - до 8,5 км) называются литобиосферой. Химический состав земной коры представлен в табл. 9.1.
Таблица 9.1
Природные химические соединения элементов земной коры называют- ся минералами. Из них состоят многочисленные типы горных пород. Ос- новными группами горных пород являются магматические, осадочные и метаморфические.
Человек практически не воздействует на литосферу, хотя верхние гори- зонты земной коры подвергаются сильной трансформации в результате эксплуатации месторождений полезных ископаемых.
Природные ресурсы - это тела и силы природы, которые используются человеком для поддержания своего существования. К ним относятся сол- нечный свет, вода, воздух, почва, растения, животные, полезные ископае- мые и все остальное, что не создано человеком, но без чего он не может существовать ни как живое существо, ни как производитель. Природные ресурсы классифицируют в соответствии со следующими признаками:
- по их использованию - на производственные (сельскохозяйственные и промышленные), здравоохранительные (рекреационные), эстетические, научные и др.;
- по принадлежности к тем или иным компонентам природы - на зе- мельные, водные, минеральные, животного или растительного мира и др.;
- по заменимости - на заменимые (например, топливно-минеральные энергетические ресурсы можно заменить ветровой, солнечной энергией) и незаменимые (кислород воздуха для дыхания или пресную воду для питья заменить нечем);
- по исчерпаемости - на исчерпаемые и неисчерпаемые.
Приведенные выше признаки позволяют представить несколько классификаций природных ресурсов, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки. Большой интерес для науки и практики представляет деление природных ресурсов по признаку исчерпаемости.
Неисчерпаемые (неистощимые) ресурсы - количественно неиссякаемая часть природных ресурсов (солнечная энергия, морские приливы, текущая вода, атмосфера, хотя при значительных загрязнениях она может перехо- дить в категорию исчерпаемых).
Исчерпаемые - ресурсы, количество которых неуклонно уменьшается по мере их добычи или изьятия из природной среды. Они в свою очередь делятся на возобновимые (растительность, животный мир, вода, воздух, почва) и невозобновимые (минеральные). Они могут быть истощены как потому, что не восполняются в результате природных процессов (медь, железо, алюминий и др.), так и потому, что их запасы восполняются медленнее, чем происходит их потребление (нефть, уголь, горючие сланцы). Поэтому в будущем человечеству потребуется поиск средств и методов более эффективного использования невозобновимых ресурсов, в том числе методов переработки вторичного сырья.
В настоящее время используются почти все элементы периодической системы Д.И.Менделеева. Степень применения и переработки многочисленных видов минерального сырья определяет прогресс и благосостояние общества. Основными сырьевыми ресурсами служат металлы, вода, минеральное и органическое сырье.
Темпы эксплуатации земных недр ускоряются из года в год. За последние 100 лет ежегодное потребление угля, железа, марганца и никеля увеличилось в 50-60 раз, вольфрама, алюминия, молибдена и калия в 200 - 1000 раз.
В последние годы возросла добыча энергетических ресурсов - нефти, природного газа. Возросла в мире добыча золота и алмазов.
Современная эпоха характеризуется все возрастающим потреблением минерально-сырьевых ресурсов. Поэтому возникает проблема более рационального использования минеральных ресурсов, которую можно решить следующими методами:
- создание новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых, ресурсосберегающих методов добычи; - комплексное использование минерального сырья;
- сокращение потерь сырья на всех этапах освоения и использования запасов недр, особенно на стадиях обогащения и переработки сырья;
- создание новых веществ, органический синтез минерального сырья.
Кроме того, важная роль в рациональном использовании природных ресурсов принадлежит ресурсосберегающим технологиям, позволяющим обеспечить прежде всего энергетическую эффективность - соотношение между затрачиваемой энергией и полезным продуктом, получаемым при этих затратах. Как отмечает Т. Миллер (1993), использовать высококачественную энергию, извлекаемую из ядерного топлива, в низкокачественную для обогрева жилищ - «это все равно, что резать масло циркулярной пилой или бить мух кузнечным молотом». Поэтому основным принципом использования энергии должно быть соответствие качества энергии поставленным задачам.
Для обогрева жилищ можно использовать солнечную энергию, энергию термальных источников, ветра, что уже применяется в некоторых странах. На рис. 9.1 показаны модели двух типов общества: общество одноразового потребления, создающее отходы, и природосберегающее общество. Второй тип общества - это общество будущего, в основе которого лежит разумное использование энергии и рециркуляции вещества, вторичное использование невозобновимых ресурсов, а также (что особенно важно) не должно происходить превышение порога экологической устойчивости окружающей среды.
Например, значительно проще и дешевле предотвратить попадание загрязняющих веществ в природную среду, чем пытаться очистить ее от этого загрязнения. Отходы производства, быта, транспорта и т.д. могут реально и потенциально использоваться как продукты в других отраслях народного хозяйства или в ходе регенерации. Вредные отходы должны подвергаться нейтрализации, а неиспользуемые считаются отбросами.
Основные виды отходов делятся на бытовые, отходы производства и производственного потребления.
1. Бытовые (коммунальные) твердые (в том числе твердая составляю- щая сточных вод - их осадок) отбросы, не утилизированные в быту, обра- зующиеся в результате амортизации предметов быта и самой жизни людей (включая бани, прачечные, столовые, больницы и пр.). Для уничтожения бытовых отходов сооружают мощные мусоросжигательные установки или заводы, которые дают электроэнергию или пар, идущие на обогрев предприятий и жилья.
2. Отходы производства (промышленные) - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции. Они могут быть безвозвратными (улетучивание, угар, усушка) и возвратными, подле- жащими переработке. По данным зарубежных источников, в странах ЕЭС 60% бытовых отходов подвергается захоронению, 33% сжигается и 7% компостируется, Что же касается промышленных и сельскохозяйственных отходов, то свыше 60 и 95% соответственно подвергаются интенсивной переработке.
3. Отходы производственного потребления - непригодные для даль- нейшего использования машины, механизмы, инструменты и др. Они могут быть сельскохозяйственными, строительными, производственными, радиоактивными. Последние весьма опасны и нуждаются в тщательном захоронении или дезактивации.
В последние годы увеличилось количество опасных (токсичных) отходов, способных вызывать отравления или иные поражения живых существ. Это прежде всего не использованные различные ядохимикаты в сельском хозяйстве, отходы промышленных производств, содержащие канцерогенные и мутагенные вещества.
В России к опасным отходам относят 10% от массы твердых бытовых отходов, в США - 41%, в Великобритании - 3%, в Японии - 0,3%. На территории многих стран имеются так называемые «ловушки», то есть давно забытые захоронения опасных отходов, на которых со временем построили жилые дома и другие объекты, дающие о себе знать появлением странных заболеваний местного населения.
К таким «ловушкам» можно отнести и места проведения ядерных испытаний в мирных целях. Существующие проекты захоронения (отчасти реализованные), а также подземные ядерные испытания могут иниицировать так называемые «наведенные» землетрясения. Наибольшей трансформации подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы в пределах суши.
Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва. Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Важнейшим свойством почвы является плодородие - способность обеспечивать рост и развитие растений.
Почва является гигантской экологической системой, оказывающей, наряду с Мировым океаном, решающее влияние на всю биосферу. Она активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы Земли. Посредством почвы - важнейшего компонента биоценозов - осуществляются экологические связи живых организмов с литосферой, гидросферой и атмосферой.
Основателем научного почвоведения является выдающийся русский ученый В.В. Докучаев (1846 - 1903), который раскрыл сущность почвообразовательного процесса. К факторам почвообразования относятся материнские (почвообразующие) породы, растительные и животные организмы, климат, рельеф, время, вода (почвенная и грунтовая) и хозяйственная деятельность человека. Развитие почвы неразрывно связано с материнской породой (гранит, известняк, песок, лёссовидные суглинки и др.). Образование рыхлой почвенной массы связано как с процессами химического выветривания, так и с биологическими - образованием специфических органических веществ (гумуса или перегноя) под воздействием растений.
В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: мине-ральная основа (обычно 50 - 60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15 - 25%) и вода (25 - 35%). Структура почвы определяется относительным содержанием в ней песка, ила и глины. Химизм почв частично определяется минеральным скелетом, частично - органическим веществом.
Большая часть минеральных компонентов представлена в почве кристаллическими структурами. Преобладающими почвенными минералами являются силикаты. Большую роль в удержании воды и питательных веществ играет особенно многочисленная и важная группа глинистых минералов, большинство из которых образуют в воде коллоидную суспензию. Каждый кристалл глинистого минерала содержит слои силиката, объединенные со слоями гидроксида алюминия, обладающими постоянным отрицательным зарядом, который нейтрализуется катионами, адсорбированными из почвенного раствора. Благодаря этому катионы не выщелачиваются из почвы и мо- гут обмениваться на другие катионы из почвенного раствора и раститель- ных тканей. Эта катионообменная способность служит одним из важных индикаторов плодородия почвы.
Органическое вещество почвы образуется при разложении мертвых организмов, их частей, экскретов и фекалий. Конечным продуктом разложения является гумус, находящийся в коллоидном состоянии, подобно глине, и обладающий большой поверхностью частиц с высокой катионообменной способностью. Одновременно с образованием гумуса жизненно важные элементы переходят из органических соединений в неорганические, например азот в ионы аммония, фосфор в ортофосфат-ионы, сера в сульфат- ионы. Этот процесс называется минерализацией. Углерод высвобождается в виде СО2 в процессе дыхания.
Почвенный воздух, так же как почвенная вода, находится в порах меж-ду частицами почвы. Порозность (объем пор) возрастает в ряду от глин к суглинкам и пескам. Между почвой и атмосферой происходит свободный газообмен, и в результате этого воздух обеих сред имеет сходный состав, но в воздухе почвы из-за дыхания населяющих ее организмов несколько меньше кислорода и больше диоксида углерода.
Почвенные частицы удерживают вокруг себя некоторое количество воды, которая подразделяется на три типа:
- гравитационная вода, способная свободно просачиваться вниз сквозь почву, что ведет к выщелачиванию, то есть вымыванию из почвы различных минеральных веществ;
- гигроскопическая вода, адсорбирующаяся вокруг отдельных коллоид-ных частиц за счет водородных связей и являющаяся наименее доступной для корней растений. Наибольшее содержание ее в глинистых почвах;
- капиллярная вода, удерживаемая вокруг почвенных частиц силами поверхностного натяжения и способная подниматься по узким порам и ка-нальцам от уровня грунтовых вод и являющаяся основным источником во- ды для растений (в отличие от гигроскопической она легко испаряется).
Почвы по внешним признакам резко отличаются от горных пород, вследствие протекающих в них физико-химических процессов. Они вклю-чают такие показатели, как цвет (черноземы, буроземы, серые лесные, каштановые и др.), структура (зернистая, комковатая, столбчатая и пр.), новообразования (в степях - карбонаты кальция, в полупустынях - скопление гипса).
Толщина почвенного слоя в умеренных районах на равнинах не превышает 1,5 - 2,0 м, в горных - менее метра. В почвенном профиле, где преобладают движения почвенных растворов сверху вниз, чаще всего выделяют три главных горизонта:
- перегнойно-аккумулятивный (гумусовый) горизонт;
- элювиальный, или горизонт вымывания, характеризующийся пре- имущественно выносом веществ;
- иллювиальный горизонт, куда из вышележащих горизонтов вымыва- ются вещества (легкорастворимые соли, карбонаты, коллоиды, гипс и др.).
Ниже располагается материнская (почвообразующая) порода.
Типы почв характеризуются определенным строением почвенного профиля, однотипным направлением почвообразования, интенсивностью процесса почвообразования, свойств и гранулометрического состава.
На территории России выделено около 100 типов почв. Среди них можно выделить несколько основных типов:
- арктические и тундровые почвы, мощность покрова которых составляет не более 40 см. Эти почвы характеризуются переувлажнением и развитием анаэробных микробиологических процессов, распространены на северных окраинах Евразии и Северной Америки, островах Северного Ледовитого океана;
- подзолистые почвы, в формировании их преобладающее значение имеет подзолообразовательный процесс в условиях умеренного влажного климата под хвойными лесами Евразии и Северной Америки;
- черноземы распространены в пределах лесостепной и степной зон Ев- разии, формируются в условиях засушливого климата и нарастающей кон- тинентальности, характеризуются большим количеством гумуса (> 10%) и являются наиболее плодородным типом почв;
- каштановые почвы характеризуются незначительным содержанием гумуса (< 4%), формируются в засушливых и экстраконтинентальных условиях сухих степей, широко используются в земледелии, так как обладают плодородием и содержат достаточное количество элементов питания;
- серо-бурые почвы и сероземы типичны для равнинных внутриконти- нентальных пустынь умеренного пояса, субтропических пустынь умеренного пояса, субтропических пустынь Азии и Северной Америки, развиваются в условиях сухого континентального климата и отличаются высокой засоленностью и малым содержанием гумуса (до 1,0 - 1,5%), низким плодородием и пригодны к земледелию только в условиях орошения;
- красноземы и желтоземы формируются в условиях субтропического климата под влажными субтропическими лесами, распространены в Юго- Восточной Азии, на побережье Черного и Каспийского морей, этот тип почвы при сельскохозяйственном использовании требует внесения минеральных удобрений и защиты почвы от эрозии;
- гидроморфные почвы формируются под воздействием атмосферной влаги поверхностных и грунтовых вод, распространены в лесной, степной и пустынной зонах. К ним относятся болотистые и засоленные почвы.
Основными химическими и физическими свойствами, характеризую-щими плодородие почв являются:
- содержание и состав гумуса, его запасы, мощность гумусового слоя;
- содержание доступных элементов питания;
- показатели физических свойств почвы - плотность, агрегированность, полевая влагоемкость, водопроницаемость, аэрация;
- морфологическое строение профиля почв - мощность пахотного гори- зонта и в целом гумусового профиля;
- физико-химические свойства почв - реакция почвы, емкость поглоще-ния, состав обменных катионов, степень насыщенности основаниями, уро-вень токсических веществ - подвижных форм алюминия и марганца, пока-затели солевого режима.
Химическое загрязнение почв приводит к деградации почвенно-растительного покрова и снижению почвенного плодородия.
Почвенный раствор - это раствор химических веществ в воде, находя-щийся в равновесии с твердой и газообразной фазами почвы и заполняющий ее поровое пространство. Его можно рассматривать как гомогенную жидкую фазу, имеющую переменный состав. Состав почвенного раствора зависит от его взаимодействия с твердыми фазами в результате процессов осаждения-растворения, сорбции-десорбции, ионного обмена, комплексообразования, растворения газов почвенного воздуха, разложения животных и растительных остатков.
Количественными характеристиками состава и свойств почвенного раствора служат ионная сила, минерализованность, электропроводность, окислительно-восстановительный потенциал, титруемая кислотность (щелочность), активности и концентрации ионов, рН.
Химические элементы могут находиться в составе почвенного раствора в форме свободных ионов, аквакомплексов, гидроксокомплексов, комплексов с органическими и неорганическими лигандами, в виде ионных пар и других ассоциатов.
Почвенные растворы разных типов почв имеют карбонатный, гидрокарбонатный, сульфатный или хлоридный анионный состав с преобладанием среди катионов Ca, Mg, K, Na.
В зависимости от степени минерализованности, которую находят как сумму сухих солей после выпаривания почвенного раствора (в мг/л), почвы классифицируют на пресные, солоноватые и соленые (табл. 9.2).
Таблица 9.2
Важной характеристикой почвенного раствора является актуальная ки-слотность, которая характеризуется двумя показателями: активностью ионов Н+ (степень кислотности) и содержанием кислотных компонентов (количество кислотности). На величину рН почвенного раствора влияют свободные органические кислоты: винная, муравьиная, масляная, коричная, уксусная, фульвокислоты и другие. Из минеральных кислот большое значение имеет угольная кислота, на количество которой влияет растворение в почвенном растворе СО2. Только за счет СО2 рН раствора может снижаться до 4 - 5,6.
По уровню актуальной кислотности почвы классифицируются на: сильнокислые рН=3-4; слабощелочные рН=7-8; кислые рН=4-5; щелочные рН=8-9; слабокислые рН=5-6; сильнощелочные рН=9-11. нейтральные рН=7;
Избыточная кислотность токсична для многих растений. Уменьшение рН почвенного раствора вызывает увеличение подвижности ионов алюми-ния, марганца, железа, меди и цинка, что обусловливает снижение актив-ности ферментов и ухудшение свойств протоплазмы растений и ведет к повреждению корневой системы растений.
Ионообменные свойства почвы связаны с процессом эквивалентного обмена находящихся в почвенном поглощающем комплексе катионов и анионов взаимодействующего с твердыми фазами почвы раствора.
Основная часть обменных анионов находится в почвах на поверхности гидроксидов железа и алюминия, которые в условиях кислой реакции имеют положительный заряд. В обменной форме в почве могут присутствовать анионы Cl-, NO3 -, SeO4 -, MoO4 2-, HMoO4 -. Обменные фосфат-, арсенат- и сульфат-ионы могут содержаться в почвах в небольших количествах, так как эти анионы прочно поглощаются некоторыми компонентами твердых фаз почвы и не вытесняются в раствор при воздействии других анионов. Поглощение анионов почвами в неблагоприятных условиях может приводить к накоплению ряда токсичных веществ.
Обменные катионы находятся на обменных позициях глинистых минералов и органического вещества, их состав зависит от типа почв. В тундровых, подзолистых, бурых лесных почвах, красноземах и желтоземах среди этих катионов преобладают ионы Al3+, Al(OH)2+, Al(OH)2 + и H+. В черноземах, каштановых почвах и сероземах обменные процессы представлены преимущественно ионами Ca2+ и Mg2+, а в засоленых почвах - также ионами Na+. Во всех почвах среди обменных катионов всегда есть небольшое количество ионов К+. Некоторые тяжелые металлы (Zn2+, Pb2+, Cd2+ и др.) могут присутствовать в почвах в качестве обменных катионов.
Для улучшения почвы в целях сельскохозяйственного производства проводят систему мероприятий, называемую мелиорацией. К мелиорации относятся: осушение, орошение, окультуривание пустошей, заброшенных земель и болот. В результате проведения мелиорации потеряно особенно много водно-болотных угодий, что способствовало процессу вымирания видов.
Проведение мероприятий по коренной мелиорации часто приводит к столкновению интересов сельского хозяйства и охраны природы. Решение о проведении мелиорации должно приниматься лишь после составления комплексного экологического обоснования и сравнения краткосрочных выгод с долгосрочными народнохозяйственными затратами и экологическим ущербом.
Мелиорации сопутствует так называемое вторичное засоление почв, происходящее вследствие искусственного изменения водно-солевого режима, чаще всего при неправильном орошении, реже - при неумеренном выпасе на лугах, при неправильном регулировании паводков, неправильном осушении территории и т.д.
Засоление - это накопление в почвах легкорастворимых солей. В естественных условиях оно происходит за счет выпадения солей из засолённых грунтовых вод или в связи с эоловым привносом солей из морей, океанов и с территорий, где широко распространены соленые озера. На орошаемых массивах существенным источником солей могут быть оросительные воды и выпадение солей в почвенной толще из минерализованных грунтовых вод, уровень которых при орошении часто поднимается.
При недостаточном дренаже вторичное засоление может иметь катастрофические последствия, так как обширные массивы земель становятся непригодными для земледелия из-за большого накопления солей в почвах, сопровождающегося загрязнением почв тяжелыми металлами, пестицидами, гербицидами, нитратами, соединениями бора.
Пестицидами являются химические вещества, применяемые для унич-тожения тех или иных вредных организмов. В зависимости от направления использования они подразделяются на несколько групп.
1. Гербициды (диурон, симазин, атразин, монурон и др.), использую- щиеся для борьбы с сорными растениями.
2. Альгициды (сульфат меди и его комплексы с алканоаминами, акро- леин и его производные) - для борьбы с водорослями и другой водной рас- тительностью.
3. Арборициды (каяфенон, кусагард, фанерон, ТХАН, трисбен, лонтрел и др.) - для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой расти- тельности.
4. Фунгициды (цинеб, каптан, фталан, додин, хлорталонил, беномил, карбоксин) - для борьбы с грибковыми болезнями растений.
5. Бактерициды (соли меди, стрептомицин, бронопол, 2-трихлорметил- 6-хлорпиридин и др.) - для борьбы с бактериями и бактериальными болез- нями.
6. Инсектициды (ДДТ, линдан, дильрин, альдрин, хлорофос, дифос, карбофос и др.) - для борьбы с вредными насекомыми.
7. Акарициды (бромпропилат, дикофол, динобутон, ДНОК, тетради- фон) - для борьбы с клещами.
8. Зооциды (родентициды, ратициды, авициды, ихтиоциды) - для борь- бы с вредными позвоночными - грызунами (мыши и крысы), птицами и сорной рыбой.
9. Лимациды (метальдегид, метиокарб, трифенморф, никлосамид) - для борьбы с моллюсками.
10. Нематоциды (ДД, ДДБ, трапекс, карбатион, тиазон) - для борьбы с круглыми червями.
11. Афициды - для борьбы с тлями.
К пестицидам относятся также химические средства стимулирования и торможения роста растений, препараты для удаления листьев (дефолианты) и подсушивания растений (десиканты).
Собственно пестициды (действующие начала) - природные или чаще всего синтетические вещества, применяющиеся не в чистом виде, а в виде различных комбинаций с разбавителями и ПАВ. Известно несколько тысяч действующих веществ, постоянно используется около 500. Ассортимент их постоянно обновляется, что связано с необходимостью создания более эф-фективных и безопасных для людей и окружающей среды пестицидов, а также развитием у насекомых, клещей, грибов и бактерий резистентности при длительном применении одних и тех же пестицидов.
Основными характеристиками пестицидов являются активность по от- ношению к целевым организмам, избирательность действия, безопасность для людей и окружающей среды. Активность пестицидов зависит от их способности проникать в организм, передвигаться в нем к месту действия и подавлять жизненно важные процессы. Избирательность зависит от различий в биохимических процессах, ферментов и субстратов у организмов разных видов, а также от применяемых доз.
Экологическая безопасность пестицидов связана с их избирательностью и способностью сохраняться какое-то время в среде, не теряя своей биологической активности. Многие пестициды токсичны для людей и теплокровных животных. Химические соединения, применяемые в качестве пестицидов, относятся к следующим классам: фосфороорганические соединения, хлорпроизводные углеводороды, карбаматы, хлорфенольные кислоты, производные мочевины, амиды карбоновых кислот, нитро- и галогенфенолы, динитроанилины, нитродифениловые эфиры, галогеналифатические и алифатические кислоты, арилоксиалканкарбоновые кислоты, ароматические и гетероциклические кислоты, производные аминокислот, кетоны, пяти- и шес-тичленные гетероциклические соединения, триазины и др.
Применение пестицидов в сельском хозяйстве способствует повыше-нию его продуктивности и снижению потерь, однако сопряжено с возмож- ностью остаточного попадания пестицидов в продукты питания и экологи- ческой опасностью. Например, накопление пестицидов в почве, попадание их в грунтовые и поверхностные воды, нарушение естественных биоценозов, вредное влияние на здоровье людей и фауну.
Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и их метаболиты, способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет. При определенных условиях из метаболитов пестицидов образуются метаболиты второго порядка, роль, значение и влияние которых на окружающую среду во многих случаях остаются неизвестными.
Последствия неумеренного применения пестицидов могут быть самы-ми неожиданными, а главное, биологически непредсказуемыми. Поэтому за ассортиментом и техникой применения пестицидов установлен жесткий контроль. Пестициды поражают различные компоненты природных систем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для человека. Подсчитано, что 98% инсектицидов и фунгицидов, 60 - 95% гербицидов не достигают объектов подавления, а попадают в воздух и воду. Зооциды создают в почве безжизненную среду. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи (табл. 9.3). Даже в ничтожных количествах пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая, таким обра- зом, его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти вещества оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. Поэтому в последнее время наибольшее применение находят пестициды с низкими нормами расхода (5-50 г/га), распространение получают безопасные синтетические феромоны и другие биологические методы защиты.
Таблица 9.3
Мировое производство пестицидов около 5 млн. тонн.
Возрастание объемов применения пестицидов объясняется тем, что экологически более безопасные альтернативные методы защиты растений недостаточно разработаны, особенно в области борьбы с сорняками. Все это обусловливает особую актуальность детального и всестороннего изучения и прогнозирования всевозможных изменений, возникающих в биосфере под влиянием этих веществ. Необходима разработка эффективных мероприятий по предупреждению нежелательных последствий интенсивной химизации, либо по управлению функционированием экосистем в условиях загрязнения.
Для повышения урожайности культурных растений в почву вносят не-органические и органические вещества, называемые удобрениями. В при-родном биоценозе господствует естественный круговорот веществ: мине- ральные вещества, забираемые растениями из почвы, после отмирания рас- тений снова возвращаются в нее. Если же в результате отчуждения урожая для собственного потребления или на продажу система нарушается, стано-вится необходимым применение удобрений.
Удобрения подразделяют на минеральные, добытые из недр, или про-мышленно полученные химические соединения, содержащие основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец и др.), а также органические составляющие (перегной, навоз, торф, птичий помет, компосты и др.), способствующие развитию полезной микрофлоры почвы и повышающие ее плодородие. Однако часто удобрения вносят в количествах, не сбалансированных с потреблением сельскохозяйственными растениями, поэтому они становятся мощными источниками загрязнения почв, сельскохозяйственной продукции, почвенных грунтовых вод, а также естественных водоемов, рек, атмосферы.
Применение избыточных минеральных удобрений может иметь следующие негативные последствия: - изменение свойств почв при длительном внесении удобрений; - внесение больших количеств азотных удобрений приводит к загрязнению почв, сельскохозяйственной продукции и пресных вод нитратами, а атмосферы - оксидами азота.
Все сказанное касается и фосфорных удобрений; - минеральные удобрения служат источником загрязнения почв тяжелыми металлами. Наиболее загрязнены тяжелыми металлами фосфорные удобрения. Кроме того, фосфорные удобрения являются источником загрязнения другими токсичными элементами - фтором, мышьяком, естественными радионуклеидами (ураном, торием, радием).
Существенное количество тяжелых металлов попадает в почвы и с органическими удобрениями (торфом, навозом), за счет высоких доз (по сравнению с минеральными) внесения. Переудобрение приводит к высоким содержаниям нитратов в питьевой воде и некоторых культурах (корнеплодах и листовых овощах). Сами по себе нитраты относительно нетоксичны. Однако бактерии, обитающие в организме человека, могут превращать их в гораздо более токсичные нитриты. Последние способны реагировать в желудке с аминами (например из сыра), образуя весьма канцерогенные нитрозоамины. Вторая опасность повышенных доз нитритов связана с развитием цианоза (грудничковая метгемоглобинемия или синюшность) у грудных и маленьких детей. Предельно допустимые количества (ПДК) нитратов для человека, по рекомендации ВАО, не должны превышать 500 мг N - NO3 - в сутки.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) допускает содержание нитратов в продуктах до 300 мг на 1 кг сырого вещества. Таким образом, избыточное вовлечение соединений азота в биосферу весьма опасно. Чтобы снизить негативные последствия, целесообразно использовать совместное внесение органических и минеральных удобрений (при уменьшении нормы минеральных и увеличении доли органических удобрений). Необходимо запрещать внесение удобрений по снегу, с самолетов, сбрасывать отходы животноводства в окружающую среду. Целесообразно разрабатывать формы азотных удобрений с небольшой скоростью растворения.
Для предотвращения загрязнения почв и ландшафтов различными элементами, в результате внесения удобрений, следует применять комплекс агротехнических, агролесомелиоративных и гидротехнических приемов в сочетании с интенсификацией природных механизмов очистки.
К таким приемам можно отнести полезащитную агротехнику, минимальную обработку почв, совершенствование ассортимента средств химизации, мало - и микрообъемное внесение удобрений вместе с семенами, оптимизацию сроков и доз внесения. Кроме того, этому будет способствовать создание агролесомелиоративных систем и организация системы химического контроля за составом минеральных удобрений, содержанием тяжелых металлов и токсических соединений.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 23 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Додаток Б | | | Никифорак М.В. |