чем опасны для почвы и воды стоки сельскохозяйственных предприятий

Загрязнение почвы: причины, последствия и пути решения

Источники загрязнения почвы – это химические вещества и микроорганизмы, присутствие которых изменяет физические, химические и биологические свойства почвы, что приводит к снижению плодородия почвы, то есть её полезности. Ухудшение состояния и качества почвы также вызвано чрезмерной эксплуатацией и неправильным ее использованием фермерами.

Типы и источники загрязнения и деградации почв

Загрязнение почвы в России вызывается всеми химическими соединениями, радиоактивными элементами и микроорганизмами, присутствующими в почве в повышенных количествах. Результат –изменения характеристик почвы, что препятствует ее нормальному использованию.

Причины загрязнения почвы отмечаются в следующем:

Другие факторы, разрушающие почву, – это природные явления, происходящие без вмешательства человека. К ним относятся такие естественные виды загрязнения почвы, как землетрясения, эрозия, засуха, пожары.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – это процесс вымывания или растворения поверхностного слоя почвы. Другое определение – перемещение, сортировка и осаждение в другом регионе частиц почвы, вызванное вымыванием поверхностного слоя почвы дождевой или речной водой (водная эрозия) или сдуванием — ветровой эрозией.

Эрозия также может быть вызвана деятельностью человека, а именно:

Все это вместе или по отдельности приводит к постепенному ухудшению качества земли. Когда почва на участке полностью теряет свою потребительскую ценность, происходит ее опустынивание.

Почвы, на которых невозможно выращивание сельскохозяйственных культур, называют мертвыми почвами. В естественных условиях они встречаются:

Нередко этот процесс необратим, сопровождается сильным преобразованием земель. Строительство домов, укладка асфальта, тротуаров, выкапыванием карьеров, все это пример человеческой деятельности, полностью разрушающей определенные элементы окружающей среды.

Химическое загрязнение почвы

Однако наибольшее влияние на нарушение биологического баланса почвы оказывает химическое загрязнение. Его основные источники – промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Воздействие этих отраслей человеческой деятельности может привести к усталости почвы, снижению ее плодородия.

В крайних случаях загрязнение приводит к деградации почвы и растительности — опустыниванию. Примером такой деградации является техническое разрушение почвы.

Промышленные предприятия выбрасывают пыль, содержащую тяжелые металлы (например, свинец, ртуть) и газы (например, соединения серы, азота, хлора). Также источником загрязнения являются сырая нефть и ее производные, радиоактивные вещества. Наконец, на загрязнение в значительной степени влияет захоронение промышленных отходов.

Сельское хозяйство и транспорт, как источники загрязнения почвы

Современные сельскохозяйственные технологии также оказывают значительное влияние на химическое загрязнение почв. Причина – химическая обработка сельскохозяйственных культур. Применяются средства защиты растений – пестициды и токсичные компоненты, содержащиеся в удобрениях и средствах для роста растений.

Особенно негативно влияет на качество почв автомобильный транспорт:

Последствия загрязнения почвы

Загрязнение изменяет состав и состояние почвы химически, физически и биологически. Чрезмерное использование искусственных удобрений и использование средств защиты растений нарушают течение вегетации растений и ухудшают структуру почвы. Это приводит к снижению плодородия почвы, что, в свою очередь, снижает урожайность. Следствием этого является снижение качества пищи и качества кормов для животных.

Основные последствия загрязнения почвы:

Химические загрязнители почвы в результате промышленной деятельности могут проникать через сельскохозяйственные культуры, а затем попадать в организмы животных и людей. Они также могут оказывать прямое влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод в результате вымывания вредных веществ из почв.

Техническое и химическое загрязнение разрушает экологическую и эстетическую ценность растительного покрова. Химическое воздействие на состояние почвы изменяет ее pH, вызывая закисление. Подкисление почв приводит к угнетению развития микроорганизмов, а под влиянием процессов разложения органических веществ, выделяются ядовитые вещества.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.

Источник

Сельскохозяйственное загрязнение окружающей среды

Большинству из нас хорошо известно о том, что промышленность и транспорт сильно загрязняют окружающую среду. О том, насколько неблагоприятна экологическая обстановка в крупных промышленных центрах, известно каждому. На их фоне сельская местность с ее лесами лугами и, конечно же, сельскохозяйственными полями выглядит настоящим экологическим раем. Однако сельское хозяйство также наносит ощутимый ущерб природе, хотя, разумеется, и не такой сильный как промышленность.

Суть проблемы

Даже если вынести за скобки тот невосполнимый урон экосистеме, который наносит сам факт распашки огромных пространств под поля и искусственные сенокосы, остается еще огромный пласт проблем, связанных с широкомасштабным применением агрохимии. Впрочем, одной лишь химией сельскохозяйственные загрязнения не ограничиваются. Общий список видов загрязнения таков:

Масштабы сельскохозяйственного загрязнения

В то время как проблема негативного влияния промышленности на биосферу изучена достаточно хорошо, о сельскохозяйственном загрязнении окружающей среды известно гораздо меньше. Однако даже того, что известно, достаточно, чтобы считать угрозу реальной.

Например, совершенно очевидно, что пестициды, активно используемые лишь со второй половины прошлого века, уже стали мощным фактором, оказывающим значительное влияние на состояние внешней среды. Ежегодно аграрии по всему миру применяется более 1 млн. т пестицидов и масштабы их использования постоянно растут.

Практически любое поле, которое активно обрабатывается пестицидами, является источником их распространения на несколько километров вокруг за счет грунтовых вод, в которые просачивается химия. И хотя такие источники загрязнения являются относительно локальными, в сельскохозяйственных регионах, где под сельхозугодья распахано более половины всей имеющейся земли, зона поражения де-факто охватывает весь регион в целом.

Сельскохозяйственное загрязнение среды приобретает совсем не локальный характер, когда пестициды и химудобрения с полей попадают в ручьи и реки. В этом случае загрязнению подвергается не только небольшая площадь вокруг поля, но, по сути, весь рукав реки ниже по течению. При этом концентрация химии в воде с каждым следующим километром лишь повышается, поскольку притоки приносят всё новые и новые порции опасных веществ с других полей. И это без учета промышленного загрязнения, которое также вносит свою лепту.

Методы борьбы с загрязнением среды

Снижение нагрузки на экосистему должно происходить, прежде всего, за счет снижения количества используемых агрохимикатов, поскольку именно они — основные источники сельскохозяйственного загрязнения. При этом речь не идет о полном отказе от них; предлагается по мере возможности заменять их альтернативными средствами, которые не наносят столь серьезного вреда природе.

В частности можно использовать:

Нехимические методы истребления вредителей

Насекомые и грызуны являются самыми древними вредителями в сельском хозяйстве. С тех пор как человек научился обрабатывать землю и сеять культурные растения, он вел изнурительную борьбу с ними. В XX веке, казалось бы, достигнута решительная победа: вредителей можно легко и быстро истреблять пестицидами. Однако химия на поверку оказалась куда более опасной.

Сегодня в России применяется около дюжины видов хищных насекомых для борьбы с двумя десятками вредителей растений. Например, очень эффективны рыжие лесные муравьи, которые, будучи агрессивными хищниками, практически полностью истребляют насекомых-вредителей.

Довольно широкое применение находят и бактериальные препараты. Например, дендробациллин используется против гусениц сибирского шелкопряда, уничтожающих хвойные деревья.

Не стоит недооценивать и диких птиц. В период выкармливания птенцов пара синиц или трясогузок приносит своим подопечным несколько десятков тысяч насекомых и их личинок. Соответственно, предприняв определенные усилия для привлечения этих птиц (развесив кормушки, оборудовав искусственные гнезда), можно эффективно и недорого защитить поле от вредителей. И при этом загрязнение земель сельскохозяйственного назначения полностью отсутствует.

Принципиально альтернативным способом борьбы с вредителями является не их уничтожение, а предотвращение их массового размножения. Во-первых, здесь поможет более тщательный подбор здорового посевного/посадочного материала. Во-вторых, в полеводстве следует более строго придерживаться правил севооборота, который является абсолютно безопасным и в то же время весьма эффективным методом сдерживания роста популяции вредителей.

Натуральные удобрения

На роль удобрений для сельскохозяйственных растений подходит любая органика. Распадаясь под воздействием микроорганизмов на исходные элементы, она становится той питательной средой, в которой отлично растут культурные растений. Гумус, процентное содержание которого, является одним из важнейших показателей плодородности почвы, формируется именно из биологических остатков погибших растений и животных. Внося на поля биологические удобрения, мы просто повторяем то, что делает сама природа.

Натуральные удобрения хороши еще и тем, что на их роль подходят практически любые органические остатки, в том числе различный мусор, непригодный ни для каких иных целей. Основными видами биологических удобрений являются:

Источник

3. Экологические проблемы сельскохозяйственного производства

Л.В. Мисун, И.Н. Мисун, В.М. Грищук
Инженерная экология в АПК
пособие / под ред. проф. Л.В. Мисуна. – Мн.: БГАТУ, 2007. – 302с.

3. Экологические проблемы сельскохозяйственного производства

3.4. Экологические последствия загрязнения природных вод объектами агропромышленного комплекса

Согласно рекомендациям Всемирной организации здоровья (ВОЗ) вода в водоеме (водотоке) считается загрязненной, если в результате изменения ее состава или состояния она становится менее пригодной для любых видов водопользования, в то время как в природном состоянии она соответствовала бы предъявляемым требованиям. Определение касается физических, химических и биологических свойств, а также наличия в воде посторонних жидких, газообразных, твердых и растворенных веществ.

В настоящее время все источники загрязнения гидросферы принято делить на четыре группы [10]:

1 Атмосферные воды. Они приносят в гидросферу массу загрязнителей промышленного происхождения; вымывают из воздуха оксиды серы и азота, образуя кислотные дожди; при стекании по склонам увлекают с собой массу загрязняющих веществ (мусор, нефтепродукты, кислоты, фенолы и др.);

2 Промышленные сточные воды. Внутри предприятий сточные воды подразделяются на сильно загрязненные стоки, слабо загрязненные воды, условно чистые (охлаждающие воды), специфические чрезвычайно концентрированные стоки (например, маточные растворы), бытовые и хозяйственно-фекальные стоки, направляемые на биологическую очистку.

3 Сельскохозяйственные стоки. Содержат частицы почвы, биогены, входящие в состав удобрений, пестициды, помет сельскохозяйственных животных и ассоциированные с ним бактерии, остатки нефтепродуктов и др.

4 Городские сточные воды. Включают преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, моющие средства (детергенты), микроорганизмы, в том числе патогенные.

Все эти загрязнения, так или иначе, являются результатом деятельности человека, всей человеческой популяции (таблица 3.2). Каждый организм, каждая популяция производит отходы. Однако в естественных экосистемах отходы одних организмов становятся пищей или «сырьем» для других и не накапливаются до уровня, вызывающего неблагоприятные изменения в среде.

Таблица 3.2 – Фракционный состав взвешенных веществ и нефтепродуктов в сточных водах, образующихся после мойки машин

диаметр частиц, мкм

диаметр частиц, мкм

диаметр частиц, мкм

По химическому характеру примеси сточных вод разделяются на газовые, минеральные и органические.

В таблице 3.3 представлена классификация сточных вод по их действию на водоемы.

Ингредиенты сточных вод после мойки машинно-тракторных агрегатов и других передвижных источников разнообразны и зависят от характера загрязнений на поверхностях машин: почвенно-растительными остатками, нефтепродуктами, ядохимикатами, органическими и минеральными удобрениями. Наиболее распространенным ингредиентом сточных вод, образующихся после мойки техники, являются взвешенные минеральные вещества и нефтепродукты. Способы и эффективность их удаления определяются фракционным составом частиц.

Таблица 3.3 – Классификация сточных вод по их воздействию на водоемы

Характер действия примесей

на водоемы и водные

Неорганические со специфическими

Изменение органолептических и физико-химических свойств воды, отравление водных организмов, жаберные заболевания рыб и т. д.

Производства химической промышленности, электрохимические производства, тепловые электрические станции и др.

Неорганические без специфических токсических свойств

Производство керамической, силикатной промышленности, углеобогатительные фабрики, тепловые электрические станции и др.

Органические со специфическими свойствами

Отравляют водные организмы, ухудшают качество воды, создают дефицит кислорода

Химические и нефтехимические производства, тепловые электрические станции и др.

Органические без специфических токсических свойств

Создают дефицит кислорода

Пищевая промышленность, тепловые электрические станции и др.

Например, наличие в сточной воде значительного количества частиц диаметром более 100 мкм указывает на целесообразность использования метода отстаивания. Высокая концентрация полидисперсных взвешенных частиц нефтепродуктов способствует образованию эмульгированных нефтепродуктов, способных создавать в воде устойчивые эмульсии, практически неотделимых при безреагентном отстаивании. Фактором, обуславливающим процесс разделения эмульсий, является наличие эмульгаторов, которые можно разделить на поверхностно-активные, растворимые, нерастворимые (твердые эмульгаторы).

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) содержатся в нефтепродуктах и синтетических моющих средствах, применяемых для мойки машин (щелочные соли, полифосфаты). Они уменьшают поверхностное натяжение на границе раздела фаз и образуют сольватную прослойку, препятствующую сближению капель нефтепродуктов.

К эмульгаторам второй группы относятся высокодисперсные частицы глины, ила и др., которые прилипают к поверхности нефтепродуктов, препятствуя их слиянию, укрупнению и всплыванию.

Твердые минеральные удобрения, являющиеся источником загрязнения сточных вод, из-за повышенной плотности и размеров частиц, способны быстро осаждаться, а относительно небольшая их растворяемость в воде обеспечивает равномерное насыщение всего объема воды электролитами. Следует также отметить, что минеральные удобрения, будучи солями различных кислот, являются коррозионно-активными компонентами сточных вод.

К токсичным ингредиентам сточных вод относятся ядохимикаты. Различают хлорорганические, фосфорорганические и ртутно-органические ядохимикаты.

Хлорорганические соединения, попадая в отстойник, сорбируются взвешенными веществами и осаждаются вместе с ними на дно.

Фосфорорганические соединения быстро разлагаются в сточной воде, поэтому методы сорбции неприемлемы. В сточных водах после мойки зерновых сеялок содержатся в виде коллоидных растворов ртутно-органические соединения (РОС). При отсутствии эффективных очистных сооружений рассмотренные ингредиенты сточных вод становятся опасным источником загрязнения окружающей среды.

Сточные воды подразделяются на четыре категории:

— загрязненные почвенно-растительными остатками;

— контактируемые с минеральными удобрениями;

— контактируемые с ядохимикатами.

В санитарном отношении сточные воды, относящиеся к первой и второй категориям, не содержат патогенных бактерий и вирусов, что позволяет использовать их в оборотных системах водоснабжения.

Сточные воды, относящиеся к третьей категории, могут использоваться в оборотной системе при условии ограниченного коррозионного влияния удобрений на оборотную среду.

Объем сточных вод четвертой категории не превышает 10 % суточного расхода. Они отводятся и очищаются отдельно от воды, предназначенной для оборотного водоснабжения.

Сточные воды, образующиеся после мойки оборудования животноводческих комплексов, загрязнены органическими веществами и бактериями. В целях снижения загрязнения окружающей среды, уменьшения потребления воды необходимо использовать технологии обеззараживания стоков и использование осветленной части их на технологические нужды. При этом важнейшая задача, чтобы сточные воды не попадали в водоемы, представляющие собой сложные экосистемы, формировавшиеся в течение длительного времени эволюции. В них постоянно идет процесс адаптации биоценоза к изменяющимся условиям существования, в том числе и к изменению состава примесей. Состояние равновесия может быть нарушено в результате многих причин, но особенно в результате сброса сточных вод. Отклонение экосистемы от равновесного состояния, вызванное сбросом сточных вод, может привести к отравлению и гибели определенных популяций гидробионтов, угнетению всего биоценоза. Отклонение от равновесия отрицательно сказывается на процессах самоочищения, приводящих водоем в оптимальное (равновесное) для него состояние. Важнейшие из них: осаждение грубодисперсных и коагуляция коллоидных примесей; окисление (минерализация) органических примесей; окисление минеральных примесей кислородом; нейтрализация кислот и оснований; гидролиз ионов тяжелых металлов, приводящий к образованию их малорастворимых гидроокисей и выделению их из воды [10]. Санитарные и гигиенические требования к количественному составу сточных вод с почв наружной очистки сельскохозяйственной техники приведены в таблицах 3.4–3.5.

Процессы самоочищения зависят и от температуры воды, состава примесей, концентрации кислорода, ее рН, концентрации вредных примесей, препятствующих или затрудняющих протекание процессов самоочищения водоемов. Особенно значим в процессах самоочищения – кислородный режим водоемов. Расход кислорода на минерализацию органических веществ определяется через биохимическое потребление кислорода (БПК), которое выражается количеством О₂, использованного в биохимических (при помощи бактерий) процессах окисления органических веществ за определенное время инкубации пробы (мг О₂/сутки). Пользуются или пятисуточной (БПК₅) или полной (БПК_п) биохимической потребностью кислорода. При большом сбросе органических веществ наступает дефицит кислорода, дестабилизируется биоценоз, развивается анаэробная (бескислородная) минерализация органических веществ, что вызывает значительное ухудшение качества воды.

Заметим, что нарушение и даже разрушение биоценоза в водоеме возможно при значительном сбросе в него органических веществ, совершенно не относящихся к вредным веществам. Столь же тяжелые экологические последствия наступают в водоеме при сбросе в него других веществ, не относящихся к вредным или ядовитым (биогенов), то есть веществ, необходимых для существования живых организмов: соединения (соли) фосфата, азота, калия, кальция, серы, магния [10]. Биогены во все увеличивающихся объемах поступают в гидросферу из всех вышеназванных источников, но особенно из стоков сельскохозяйственного производства.

Таблица 3.4 – Санитарные требования к качественному составу сточных вод с постов наружной мойки сельскохозяйственных машин

к сточным водам, сбрасываемым в канализацию

Источник

Как сельское хозяйство загрязняет природу?

Сельское хозяйство — отрасль, которая обеспечивает сырьем предприятия легкой, фармацевтической, пищевой промышленности. Для увеличения объемов производства агрокомплексы применяют химические средства, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду. Данная экологическая проблема классифицируется как сельскохозяйственное загрязнение.

Влияние агропромышленной деятельности на экосистему

Основные виды загрязнения распространяются на воздух и почву, что влечет за собой ухудшение их качественных характеристик.

Загрязнение атмосферного воздуха предприятиями сельского хозяйства происходит в результате выброса аммиачного газа. Он выделяется из отходов животного происхождения, при испарении удобрений. В атмосфере газ соединяется с продуктами горения (оксид азота, сульфаты), что приводит к образованию мелкодисперсных частиц. Такие взвеси вызывают бронхо-легочные, сердечные заболевания.

Загрязнение почвы в процессе сельскохозяйственной деятельности возникает от применения химических средств в объемах, превышающих нормы.

Высокие дозы провоцируют рост в почве токсинообразующих микроорганизмов и элементов, которые негативно отражаются на растениях, животных, насекомых.

Причины загрязнений

В сельском хозяйстве используются удобрения и пестициды, которые улучшают количественные и качественные характеристики продукции. Обратная сторона применения химических веществ — нарушение экобаланса. Отходы жизнедеятельности животных — еще один тип негативного влияния на природу.

Пестициды

Группа ядохимикатов, действие которых направлено против бактерий, грибков, насекомых, сорняков и грызунов. Они не имеют избирательной направленности. От токсичных соединений гибнут безвредные птицы и животные, полезные микроорганизмы. Часть ядов остается в культурных растениях, может попасть в организм человека. Постепенно накапливаясь, они несут вред здоровью.

Возникает цепная реакция, которая мешает восстановлению природного равновесия: пестициды замедляют разложение тел, растения не получают питательных веществ (гумус) для роста. Происходит обеднение флоры и фауны. Токсичные элементы, попадая в водоемы, нарушают биоценоз.

Удобрения

Роль минеральной подкормки заключается в восполнении питательных веществ почвы. Удобрения делятся на калийные, фосфорные, азотные. Отрицательное воздействие на экосистему оказывают балластные компоненты (хлор, сера).

Токсины, тяжелые металлы накапливаются в растениях. Вредные соединения, попадая в организм животного и человека, могут вызывать онкологические заболевания. Большие концентрации приводят к отравлениям.

Нитраты (элементы азотного удобрения) легко растворяются в воде и вымываются из почвы. Попадая в водоемы, приводят к росту водорослей и прибрежной флоры. В результате происходит заболачивание рек и озер, сокращение их площади.

Животноводческие стоки

Сельскохозяйственные комплексы, занимающиеся разведением животных (свиней, крупного рогатого скота) и птиц, накапливают и утилизируют продукты их жизнедеятельности (навоз, помет). Нарушение технологий обращения с отходами приводит к тому, что они попадают в грунтовые воды, озера, реки. В стоках содержатся органические и неорганические соединения, болезнетворные микробы. Патогенная флора может включать до 100 возбудителей заболеваний. Это грозит эпидемическими вспышками.

Методы борьбы с агропромышленным загрязнением

В основе сельскохозяйственной деятельности должен лежать принцип охраны окружающей среды, который предполагает минимальное отрицательное воздействие на экосистему.

Борьба с загрязнениями почвы

Чтобы противостоять загрязнению грунта необходимо следовать следующим рекомендациям:

Результативные средства избавления от вредных насекомых — микробиологические препараты, репелленты, привлечение энтомофагов (организмы, питающиеся насекомыми).

Современным методом является биотехнология, которая основана на использовании микроорганизмов для переработки растений, продуктов жизнедеятельности животных.

Защита атмосферы

Сельскохозяйственный аммиак приобретает токсичные свойства, соединяясь с продуктами горения (образуются в результате работы автотранспорта, промышленных предприятий, электростанций). Снижение выбросов оксида азота, сульфатов приведет к уменьшению мелкозернистой взвеси в воздухе. Не вступая в реакции, газ растворится в нижних слоях атмосферы, не причиняя вреда.

Сельскохозяйственному загрязнению подвергаются почва, водоемы, воздух. Борьба с ним заключается в отказе от использования удобрений, пестицидов или в снижении их концентраций.

Источник