МОУ «Средняя общеобразовательная школа №2»
Г. Юбилейный, Московской области
Семинар по курсу экономической и
социальной географии мира
Экологические проблемы человечества
Тема: Сельскохозяйственное загрязнение гидросферы
Исполнитель: ученик 10 А класса
ФИО
Руководитель: учитель географии
ФИО
учебный год
Содержание:
I. Введение.............................................................................................................1
II. Водохозяйственные проблемы: ....................................................................2
1) Загрязнение и эвтрофикация ...............................................................................................2
2) Малые реки ..............................................................................................................................5
III. Проникновение загрязняющих веществ в круговорот воды ...................7
IV. Заключение......................................................................................................8
Список литературы .............................................................................................9
I. Введение
Проблемы чистой воды и охраны водных экосистем становятся все более острыми по мере исторического развития общества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызываемого научно- техническим прогрессом.
Загрязнение воды преимущественно происходит вследствие сброса в нее промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов. В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что произошла их полная деградация как источников водоснабжения.
Небольшое количество загрязнений не может вызвать значительное ухудшение состояния водоема, так как он имеет способность биологического очищения, но проблема состоит в том, что как правило количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в воду, очень велико и водоем не может справиться с их обезвреживанием.
Из-за нарушения экологического равновесия в водоемах создается серьезная угроза значительного ухудшения экологической обстановки в целом. Поэтому перед человечеством стоит огромная задача охраны гидросферы и сохранения биологического равновесия в биосфере.
Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность Земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и удобрений, растут территории свалок. Стоки с полей также поступают в реки и озера. Загрязняются и подземные воды – важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.
II. Водохозяйственные проблемы:
1) Загрязнение и эвтрофикация
Антропогенное эвтрофирование и загрязнение - это основные процессы, вызывающие деградацию рек, водохранилищ, озерных систем и ухудшение качества воды. Хотя главной причиной обоих процессов являются отходы хозяйственной деятельности, поступающие в водоемы с водосбора, каждый из процессов имеет свою специфику.
Загрязнение водоемов токсическими веществами техногенного происхождения зачастую затрудняет либо делает невозможным использование воды для питьевых целей.
Кроме того, загрязняющие вещества накапливаются в донных отложениях, а также в фито - и зоопланктоне, высшей водной растительности и рыбах. При этом нередко образуются новые, более токсичные соединения и возникают очаги вторичного загрязнения воды.
Угроза антропогенного эвтрофирования водоемов стала осознаваться только во второй половине прошлого столетия. Для водоемов, особенно озерных экосистем, избыточное поступление биогенных веществ не менее опасно, чем токсическое загрязнение. Когда содержание в воде фосфора, азота, калия превышает критический уровень, ускоряются жизненные процессы водных организмов. Как следствие, получают массовое развитие планктонные водоросли ("цветение" воды), вода приобретает неприятный запах и привкус, ее прозрачность снижается, увеличивается цветность, повышается содержание растворенных и взвешенных органических веществ. Перенасыщение воды органическими соединениями стимулирует развитие сапрофитных бактерий (в том числе особо опасных болезнетворных), водных грибов, резко обостряя эпидемиологическую обстановку на водных объектах.
При избытке органического вещества в воде образуются устойчивые органоминеральные комплексы с тяжелыми металлами, в некоторых случаях более токсичные, чем сами металлы. На окисление огромного количества новообразованного органического вещества расходуется значительная часть растворенного в воде кислорода - возникает кислородный дефицит, что крайне отрицательно воздействует на ценные породы рыб и их кормовую базу - зообентос. Кроме того, дефицит кислорода приводит к тому, что из донных отложении в воду более активно выделяется ряд веществ, в том числе фосфор, а это, в свою очередь, интенсифицирует процесс эвтрофирования. Таким образом, начиная с какого-то момента, эвтрофирование, получая внутриводоемное ускорение, становится необратимым, вызывая деградацию озерных систем и водохранилищ.
Свою весомую долю в загрязнение подземных вод вносит сельское хозяйство. Азотные удобрения и отходы животноводческих
ферм в избытке насыщают грунтовые воды азотом в форме различных соединений (нитраты, нитриты, аммоний), которые активно включаются в гидрологический цикл подземных вод. Хотя существует не так много свидетельств загрязнения грунтовых вод пестицидами, тем не менее есть опасность просачивания этих веществ через почву и их поступления в более глубокие подземные источники.
Неочищенные стоки сельскохозяйственного производства являются одним из источников загрязнения вод. Сточные воды несут в себе опасные химические соединения, болезнетворные микроорганизмы, инсектициды и гербициды, биогены, входящие в состав удобрений.
Данная проблема вызывает тревогу за здоровье и жизнь людей. Хотя природная среда уже так серьезно заражена, что полностью ликвидировать загрязнения уже стало невозможно.
Пестициды и удобрения, применяемые в сельском хозяйстве, смываются в реки, озера, моря с дождевой водой и становятся пищей для бактерий. При этом бактерии потребляют кислород, растворенный в воде, в результате рыбы и водные животные начинают задыхаться. В ряде мест неочищенные сточные воды смываются в реки и моря и становятся причиной заболеваний, а иногда и смерти, как животных, так и людей.
Чрезмерное количество фосфатов вызывает бурный рост водорослей, которые душат флору и фауну окружающей среды. Нитраты , содержащиеся в азотных удобрениях, проникают во фреатические слои и стекают в ручьи, угрожая качеству воды, питающей наши водопроводные краны..
Промышленное производство азота к 2000 г. предполагается около 120 млн. т. Вынос азота из почвы с общемировым урожаем в 2000 г. ожидается более 200 млн. т. Для сравнения все реки мира выносят азота в растворимом состоянии около 10 млн. т/год и немногим больше в составе твердых взвесей. Но не весь вносимый с удобрениями азот строго сбалансирован с потребностями выращиваемых культур. Избыточные количества нитратов частично поступают в растения, частично выносятся почвенными водами, что вызывает разнообразные отрицательные последствия.
При избытке азота в почве происходит увеличение нитратов не только в поверхностных водах, но и в продукции сельского хозяйства. Поступая в организм человека, нитраты могут частично трансформироваться в нитриты, которые вызывают тяжелое заболевание (метгемоглобинемия), связанное с затруднением транспортировки кислорода по кровеносной системе. Указанная болезнь появилась и в других странах, где вносили большие дозы нитратных удобрений.
Приведенный пример показывает, что применение азотных удобрений должно осуществляться со строгим учетом необходимости азота для выращиваемой культуры, динамики его потребления данной культурой, состава почвы.
Для предотвращения подобных явлений наряду с организацией строгого контроля за технологией внесения удобрений и за содержанием азота в почвах разрабатываются приемы использования биологических источников этого элемента. Таковыми служат азотфиксирующие сообщества высших растений и микроорганизмов. Посевы бобовых культур (люцерны, клевера и др.) сопровождаются связыванием азота до 3 ц/га в год.
Определение источников загрязнения по изотопному составу азота
С урожаем выводится около двух третей фосфора, захваченного сельскохозяйственными культурами из почвы, а возвращается в почву только треть. Потери фосфора с урожаем можно восстанавливать только путем внесения удобрений. Соединения фосфора значительно менее подвижны по сравнению с азотными. Значительная часть (30—50%) внесенных удобрений переходит в труднодоступные соединения или сорбируется почвой, поэтому коэффициент использования фосфора из минеральных удобрений вдвое меньше, чем азота.
Динамика фосфора в сельскохозяйственном производстве весьма сложна. По имеющимся данным из общего количества этого элемента, израсходованного на выращивание корма для скота, 10% поступает человеку с мясными продуктами, 30 закрепляется в почве, а 60% смывается поверхностными водами с экскрементами животных. В итоге, современное интенсивное сельское хозяйство сопровождается загрязнением поверхностных вод растворимыми соединениями фосфора и азота, которые накапливаются в конечных бассейнах стока, способствуя их эвтрофикации. Значительное количество азота и фосфора в доступной форме вызывает бурный рост водорослей и микроорганизмов. Кислород быстро расходуется на дыхание водорослей и окисление их обильных остатков, вскоре создается обстановка дефицита кислорода, погибают рыбы и другие водные животные, начинается их разложение с образованием сероводорода, аммиака и их производных.
2) Малые реки
В гидрографической сети любого водосборного бассейна преобладают ручьи и малые реки. В России насчитывается свыше 2,5 миллионов малых рек, формирующих около половины суммарного объема речного стока, в их бассейнах проживает до 44% городского и почти 90% сельского населения страны.
Главная особенность формирования стока малых рек - их очень тесная связь с ландшафтом бассейна, что и обусловливает их уязвимость при чрезмерном использовании не только водных ресурсов, но и водосбора. Малые реки выполняют функции регулятора водного режима ландшафтов, поддерживая равновесие и перераспределение влаги. Они определяют также гидрологическую и гидрохимическую специфику средних и крупных рек.
Для России использование малых рек всегда имело большое значение. В последние десятилетия отмечался интенсивный рост водопользования на малых реках, что привело к ухудшению качества воды и гидрологического режима. Значительно увеличилось безвозвратное водопотребление, которое в средний по водности год составляет 4% от всех водных ресурсов, а в европейской части России превышает 12%. В остромаловодные годы из малых рек забирается до 22% их стока, а в таких регионах, как Центральный и Центрально-Черноземный, - более 50%. В некоторых регионах из-за бесконтрольного забора воды многие малые реки пересыхают, заиливаются и вообще исчезают.
Антропогенное воздействие на малые реки обусловлено хозяйственной деятельностью, которая осуществляется и в пределах водосборных бассейнов, и на самих водотоках. Так, после проведения осушительных мелиорации в Нечерноземной зоне России русла многих малых рек оказались спрямленными, зарегулированными дамбами. На полностью зарегулированных реках отмечаются заиление и зарастание русла, потеря гидравлической связи с питающими их грунтовыми водами. Сбрасываемые с мелиоративных систем дренажные воды, в основном неочищенные, вызывают "цветение" малых рек в летний период и ухудшают качество воды.
До недавнего времени основным источником загрязнения малых рек были отработанные промышленные и коммунальные сточные воды. Создание отстойников, очистных сооружений снизило степень загрязнения этой категории сточных вод. В то же время возросла доля загрязненных вод, которые формируются в пределах водосборных бассейнов малых рек. Это прежде всего поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий, содержащий минеральные удобрения, ядохимикаты и биогенные вещества.
Для обустройства, возрождения и охраны малых рек, ликвидации источников загрязнения все проводимые мероприятия должны иметь экологическую направленность. Кроме ликвидации сосредоточенных и рассеянных источников загрязнения, необходимо восстановить все основные природные факторы речной системы, в том числе водную фауну и флору. К сожалению, устойчивому функционированию речных экосистем при восстановительных работах на малых реках России не уделяется должного внимания.
III. Проникновение загрязняющих веществ в круговорот воды
Три важных стадии круговорота воды: испарение (А), конденсация (Б) и атмосферные осадки (В). Если в него вовлечено слишком много природных или искусственных загрязняющих веществ из перечисленных ниже источников, естественная система не справляется с очисткой воды.
1. Дождевые воды вымывают химические вещества из почвы и разлагающихся растений, транспортируют их в грунтовые воды, а также смывают со склонов в реки почвенно-грунтовые частицы.
2. Органические инсектициды, фунгициды, гербициды и удобрения, растворенные в водах, дренирующих сельскохозяйственные угодья, поступают в реки.
3. Опыливание полей пестицидами загрязняет воздушную и водную среду.
4. Коровий навоз и другие остатки животного происхождения – основные загрязнители мест больших скоплений животных на пастбищах и скотных дворах.
IV. Заключение
Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В некоторых странах широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод. Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.
Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.
Список литературы
 |
1. Гидробиология, М.
2. Биология и экология водных организмов, Л.
3. Чернова , М.
4. Теоретическая экология, М.
5. Энциклопедия «Мир вокруг нас»
6. «Экология, природопользование, охрана окружающей среды»
