Биогенное загрязнение | Вода и ее значение
Один из поразительных фактов курса школьной билологии это то, что вода, содержащаяся в организме человека, должна обновляться каждые 5-10 дней! Поэтому насколько качественна питьевая вода — настолько здоров наш организм.
Если в питьевую воду попадают возбудители инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа, дизентерии и др.), она может явиться фактором их распространения.
Возбудители кишечных инфекций сохраняю жизнеспособность в воде в течение длительного времени. Например, палочка брюшного тифа может сохраняться в речной воде свыше 180 дней.
Бактерии размножаются внутри бытовых очистителей на фильтрах некоторых конструкций в течение их эксплуатации. Могут попадать в отфильтрованную воду, особенно прошедшую через устройство, пережившее свой срок использования.
В воде обычно встречаются три группы микроорганизмов, вызывающих заболевания: бактерии, вирусы и простейшие. Спектр заболеваний, вызываемых ими, чрезвычайно широк — от раздражений кожи до смертельно опасных инфекций, вспышки которых даже в наше время способны вызывать эпидемии.
Анализ воды на присутствие всех болезнетворных микроорганизмов — задача дорогостоящая и чрезвычайно трудоемкая. В настоящее время уже разработаны специальные тесты. С их помощью выявляют группу бактерий, присутствие которых в воде сопряжено с наличием многих иных групп болезнетворных микроорганизмов. Если эта группа отсутствует или плотность популяции мала в исследуемой пробе воды, вероятность обнаружения патогенных биологических агентов минимальна. Речь идет, например, о кишечной палочке.
Представители группы кишечной палочки не патогенны в естественных условиях, они населяют кишечник теплокровных животных. Присутствие их в воде является свидетельством интенсивного загрязнения воды сточными водами и малой эффективности мер по дезинфекции.
В каждом десятом источнике питьевой воды превышен ГОСТ плотности популяции кишечной палочки, а следовательно, любых других микроорганизмов из обширного перечня патогенных агентов, содержащихся в питьевой воде. Большая часть (до 75%) серьезных нарушений санитарного состояния относится к системам водоснабжения частных хозяйств и малых населенных пунктов.
Вода автономных источников водоснабжения (скважины, колодцы) содержит кишечную палочку в количестве, превышающем ГОСТ, более чем в 30% случаев.
В сточных водах могут обнаруживаться паразиты различных биологических классов, в том числе и гельминты.
Н.А.Романенко и Н.И.Хижняк указывают, что в сточных водах могут быть яйца 15 различных видов гельминтов. Количество их может колебаться от 1 до 500 на 1 литр жидкости в зависимости от распространения гельминтозов среди населения. Постепенно яйца оседают на дно и погружаются в ил, откуда вновь могут попасть в воду.
По данным ученых, в 1 л обычных сточных вод городов находят до 5000-6000 яиц гельминтов, хотя при хорошо проводимых санитарно-гигиенических мероприятиях количество яиц может быть значительно меньшим. Так, по материалам того же автора в 1948-1949 гг. в сточных водах Берлина в 1 л содержалось 35 яиц аскарид, в 1952-1953 гг. — 15, в последующие годы не выше 10. Даже после камер гниения яйца аскарид обнаруживались в 38% проб, широкого лентеца — в 99%. В Ташкенте в пробах сточных вод канализационных выпусков яйца гельминтов находили в 40-50% проб. В 1 литре сточных вод в Калининградской области содержалось от 2 до 21 яиц гельминтов, в Киевской от 3 до 12, в Кустанайской — от 1 до 18, в Московской от 3 до 13.
В тропических странах в сточных водах находят яйца тех гельминтов, которые не встречаются в странах умеренного пояса. Так в сточных водах населенных пунктов Пуэрто-Рико наряду с яйцами аскарид (в 70% проб) обнаруживались и яйца шистосомы (60% проб). Почти вся территория России и сопредельных государств загрязнена яйцами гельминтов и простейших. Эта проблема очень остро стоит особенно в странах с жарким климатом (Казахстан, Узбекистан, Туркменистан, Киргизия и др.) Высокие среднегодовые температуры способствуют активному размножению гельминтов, а вода является для них естественной средой обитания.
www.coral-club34.ru
биологическое загрязнение
Биологическое загрязнение — загрязнение вод патогенными микроорганизмами бактериями, вирусами, простейшими, грибами, мелкими водорослями и др.[ …]
Биологические загрязнения вызваны проникновением (естественным или благодаря деятельности человека) в эксплуатируемые экосистемы и технологические установки видов организмов, чуждых данным сообществам и установкам и обычно там отсутствующих. Выделяют биотические и микробиологические загрязнения. Биотические (биогенные) загрязнения связаны с распространением определенных, как правило нежелательных, с точки зрения людей, биогенных веществ (выделений, мертвых тел и т.п.) на территории и (или) в акватории, где они ранее не наблюдались. Микробиологические (микробные) загрязнения возникают из-за появления в среде необычно большого количества микроорганизмов, связанного с массовым их размножением в средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека.[ …]
Биологическое загрязнение — привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов. Например, распространение патогенных микроорганизмов (вирусов, бактерий и др.), сорной растительности, животных, наносящих вред хозяйственной деятельности человека (мышевидных грызунов, крыс, саранчи и т.д.).[ …]
Биологические загрязнения (водоросли, бактерии, вирусы и др.) в значительной степени могут быть удалены и при очистке воды электрокоагуляцией и электрофлотацией в электролизерах с алюминиевыми или железными электродами. В этом случае загрязнения сорбируются электрохимически образующимися гидроокисями алюминия и железа, а затем отделяются отстаиванием, флотацией и фильтрованием. В связи с наличием у частиц биологических загрязнений электрического заряда имеется возможность их удале; ния из воды и с использованием инертных электродов. Исследования в этих интересных направлениях разворачиваются в Секторе химии и технологии воды ИКХХВ АН УССР.[ …]
Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения. Химические загрязнители изменяют естественные химические свойства воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, пестициды). Биологические загрязнители: вирусы, бактерии, другие болезнетворные организмы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибы; Физические: радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, тепло, шлам, песок, ил, глина, органолептические (цвет, запах).[ …]
Биологическое загрязнение связано с внесением в среду и размножением в ней нежелательных для человека организмов, с проникновением или интродукцией в природные экосистемы новых видов, что вызывает негативные изменения в биоценозах.[ …]
Биологические загрязнения, в основном, являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, промышленность, транспорт, действия вооруженных сил). Производство строительных материалов дает до 10% всех загрязнений. Большое количество загрязнений поступает в атмосферу при работе цементной промышленности, при добыче и обработке асбеста.[ …]
Биологическое загрязнение подземных вод может быть вызвано различными микроорганизмами — водорослями, бактериями,-вирусами. Наиболее опасным является загрязнение болезнетворными микроорганизмами, поступающими в грунтовые воды на участках интенсивной и длительной фильтрации фекальных и хозяйственно-бытовых вод — с полей фильтрации, выгребных ям, скотных дворов, дефектной канализационной сети и т. д. В прибрежные водозаборы биологические загрязнения могут поступать из речных вод, привлекаемых водозабором.[ …]
Биологическое загрязнение среды — усиление конкурентных отношений; — возможности нарушения генофонда; возникновение эпизоотий.[ …]
Биологическое загрязнение может быть не менее опасным: достаточно вспомнить эпидемии таких болезней, как холера, грипп или чума, возбудителями которых являются микроорганизмы, вирусы. Недостаточно, очищенные и обезвреженные бытовые сточные воды содержат большой комплекс патогенных микроорганизмов, вызывающих кожные, кишечные и иные заболевания. В ряде случаев случайно интродуцированные (переселенные) в новые экосистемы животные или растения (макробиологическое загрязнение) могут приносить большой ущерб хозяйству. Так случилось, например, в Европе с американским колорадским жуком, ставшим здесь массовым вредителем пасленовых. Европа «отплатила» Америке случайным заносом в дубовые леса непарного шелкопряда, который быстро размножился, найдя свою экологическую нишу, и на долгие годы стал опасным вредителем.[ …]
Биологическое загрязнение воды. Природные воды обильно заселены бактериями, водорослями, простейшими, червями и другими организмами. Биологические загрязнители развиваются тем интенсивнее, чем больше в воде питательных веществ. Самыми распространенными из микроорганизмов являются бактерии, которые принимают активное участие в образовании всех водных сообществ. Они в изобилии развиваются в иле и других грунтах, входя в состав донного населения; бактерии могут образовывать весьма обильные обрастания подводных предметов (перифитон). В виде бактериопланктона они входят в состав планктонного сообщества, относящегося к наиболее мелкой части планктона (наннопланктон). Бактерии образуют устойчивые взвеси, так как они по плотности близки к плотности воды из-за содержания в клетке высокой влажности (около 85% воды).[ …]
Биологическое загрязнение заключается в изменении свойств водной среды в результате увеличения количества не свойственных ей видов микроорганизмов, растений и животных (бактерии, грибы, простейшие, черви), привнесенных извне.[ …]
Биологические загрязнения в сточных водах представлены бактериями, яйцами гельминтов (глистов), дрожжевыми и плесневыми грибками, мелкими водорослями, вирусами, в связи с чем сточные воды представляют существенную эпидемиологическую опасность для человека и животного мира.[ …]
Биологическое загрязнение среды или сообществ, в свою очередь, подразделяется на биотическое (биогенное) и микробиологическое (микробное).[ …]
Биологическое загрязнение является не менее опасным, чем химическое загрязнение. Эпидемии гриппа, других болезней являются примерами проявления микробиологического загрязнения, вызванного микроорганизмами. Распространение патогенных организмов со сточными водами часто являлись и продолжают являться причинами эпидемий.[ …]
Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия нехарактерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека.[ …]
Тепловое загрязнение. Этот вид влияния на водоемы и водотоки в последние 20-30 лет стал сильно возрастать за счет строительства крупных по мощности тепловых и атомных станций. У энергетиков существует представление, что используемая станциями дая охлаждения вода никаких изменений не претерпевает /3, 5/. Однако установлено, что вода при прохождении через агрегаты ТЭС под действием высоких температур изменяет свой солевой, газовый и биологический состав /108/. Поступление этих вод в рыбохозяйственные водоемы вызывает в них существенные изменения гидротермического, гидрохимического и биологического режимов /109-112/. Повышение температуры в водоеме оказывается на его газовом режиме и балансе органического вещества. Зимой это влияние усиливается. Сохранение открытых участков способствует аэрации и насыщению воды кислородом, что предотвращает зимние заморные явления. Под влиянием нагрева усиливаются физико-химические и биологические процессы очищения воды от первичного загрязнения, активизируется развитие микроорганизмов, фитопланктона, возрастает фотосинтез и минерализация органического вещества. В то же врзмя отмирание и накопление новообразуйцегося органического вещества (водорослей, микроорганизмов) приводит к усилению вторичного (биологического) загрязнения и, как следствие, к ухудшению кислородного режима, особенно в придонных горизонтах /110/. При сильном прогреве (более 5-6°) наблюдается перестройка гидробиоценозов: вытесняются холодолюбивые форта организмов, снижается продуктивность флоры и фауны, особенно протококковых диатомовых водорослей, усиливается цветение воды, сокращается видовой состав зоопланктона, зообентоса. Как следствие — снижается интенсивность питания и замедаяетоя рост рыб, изменяется их видовой состав (увеличивается численность малоценных рыб). Отрицательное влияние теплых вод сказывается на уоилении трофности водоемов, которш. возрастает при продолжительности срока эксплуатации водоема /108, 110/. При превышений порогов температур, (например, с 25°С до 35°С) возникает гибель водных организмов.[ …]
Категории биологических загрязнений сточных вод и их значение для оценки эпидемиологической опасности сточных вод. Передача некоторых инфекций водным путем приобретает особую актуальность вследствие всевозрастающей роли водоемов в жизни людей. Увеличение микробиологического загрязнения водоемов связано с поступлением большого количества сточных вод, возрастанием водопользования, использованием их для купания и проведения спортивных мероприятий. Ряд бактериальных инфекций (брюшной тиф, дизентерия, холера, туляремия) имеют водный путь передачи. Для вирусных инфекций (полиомиелита) тоже доказана возможность передачи через водную среду.[ …]
Механические загрязнения — это аэрозоли, твердые тела и частицы, содержащиеся в воде и почве. Химические загрязнения — разнообразные газовые, жидкие и твердые химические соединения, которые вступают во взаимодействие с биосферой. Биологические загрязнения — микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. К энергетическим загрязнениям относят все виды энергии — тепловую, механическую, световую, электромагнитную, энергию ионизации.[ …]
К механическим загрязнениям относят нейтральные вещества, не вступающие в обычных условиях в химическую реакцию с элементами биосферы (вода, воздух, почва). Химические загрязнения -химические соединения, вступающие во взаимодействие с биосферой. Биологические загрязнения —микроорганизмы и продукты их низяе-деятельности. К энергетическим загрязнениям относятся все еиды энергии — теплбвая, механическая (вибрация, шум, ультразвук), световая (видимое, инфракрасное, ультрафиолетовое и лазерные излучения), электромагнитные поля и ионизирующие излучения (альфа-, бета-, гамма-, рентгеновское и нейтронное). Некоторые виды загрязнений, например, радиоактивные отходы, являются одновременно материальны!® а энергетическими.[ …]
Бактериальные и биологические загрязнения представляют собой различные микроорганизмы: дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли и бактерии, в том числе болезнетворные — возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии и др. Этот вид загрязнений свойствен в основном бытовым водам и некоторым видам производственных сточных вод (сточным водам боен, кожевенных заводов, шерстомоек, биофабрик и т.п.). По своему химическому составу они относятся к органическим загрязнениям, но выделяются в отдельную группу ввиду особого взаимодействия с другими видами загрязнений.[ …]
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ (С.з.) — привнесение в среду токсичных химических соединений или патогенных микроорганизмов (см. Биологическое загрязнение) в процессе сельскохозяйственного производства. Основными источниками С.з. являются пестициды, удобрения, животноводческие стоки. Загрязнение почвы пестицидами и их остатками обедняет ее живое население и тем самым замедляет процесс рециклинга питательных элементов при разложении органических остатков. Попадание пестицидов в пищу может вызвать тяжелые заболевания человека, включая рак. В РФ сельскохозяйственные продукты наиболее часто оказываются загрязненными пестицидами группы 2,4-Д.[ …]
Основными источниками биологического загрязнения являются сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды. По данным санэпидстанций, патогенные кишечные палочки обнаруживаются в подземных водах на глубине до 300 м от поверхности земли.[ …]
Все перечисленные виды загрязнения взаимосвязаны и каждый и? них может явиться толчком для возникновени» других видов загрязнения. В частности, химическое загрязнение атмосферы монет способствовать повышен.,« вирусной активности, а слеговательно, биологическому загрязнению. СПИДа являются результате • антропогенного загрязнения био« еры.[ …]
Серьезное значение имеет биологическое загрязнение почв, связанное с возможностью распространения эпидемиологических заболеваний. Основной причиной биологического загрязнения почв являются неусовершенствованные свалки, места захоронения (полигоны) бытовых отходов. Санитарная оценка этого фактора загрязнения ’ почв предусматривает , определение норм накопления отходов и категории их токсичности, а также характеристики их сбора, удаления (местоположения на территории города), обезвреживания и переработки2 [15].[ …]
Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, входящих в состав экосистем, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение (рис. 12.1 по Н. Ф. Реймерсу, 1990; с изменениями).[ …]
В зависимости от формы материи загрязнения подразделяют на вещественные (ингредиентные), энергетические (параметрические) и вещественно-энергетические. К первым относят механические, химические и биологические загрязнения, которые обычно объединяют общим понятием — примеси, ко вторым — тепловые, акустические, электромагнитные и ионизирующие излучения, а также излучения оптического диапазона, к третьим — радионуклиды.[ …]
Особую опасность представляет биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней. Значительные изменения окружающей среды в результате антропогенного воздействия приводят к непредсказуемым последствиям в поведении популяций возбудителей и переносчиков опасных для человека и животных болезней. .[ …]
При неуклонном возрастании техногенного загрязнения поверхностных вод в мировой практике питьевого водоснабжения в последние десятилетия наметилась тенденция к переходу на использование артезианских (подземных) вод. Артезианские воды выгодно отличаются от поверхностных: уровень их минерализации, органического, бактериального и биологического загрязнения намного ниже. В ряде случаев такие воды вполне отвечают гигиеническим требованиям и могут подаваться потребителям, минуя традиционную подготовку. Однако, если артезианские воды по своей гидрохимической природе бескислородные (не содержат растворенного кислорода), то они могут содержать ингредиенты — восстановители (ионы Мп2+, Ре2+ и сероводород) в концентрациях, превышающих допустимые. Тогда необходима очистка, которая сводится к обработке воды сильными окислителями, например, перманганатом калия, озоном, кислородными соединениями хлора. В результате обработки названные примеси переходят в нерастворимое состояние и затем легко удаляются фильтрованием.[ …]
Исключительно серьезной является проблема биологического загрязнения окружающей среды, борьба с которым и его последствиями имеет чрезвычайно важное значение для здравоохранения, так как это — профилактика различных массовых инфекционных и паразитарных заболеваний.[ …]
Причиной появления соединений азота в воде кроме биологических загрязнений является и прямая фиксация азота из атмосферы клубеньковыми бактериями. Источником обогащения воды нитратами являются также ■окислы азота, образующиеся при грозовых разрядах и попадающие в водоемы с дождевыми водами.[ …]
Общая характеристика химического, радиоактивного и биологического загрязнений. В сущности, основным загрязнением подземных вод является химическое. Оно ведет к изменению общего химического и газового состава подземных вод и их окислительно-восстановительных и кислотно-щелочных характеристик. Все загрязнения сопровождаются привносом в подземные воды тех или иных концентраций, новых химических элементов и органических веществ. Концентрации этих элементов в загрязненных неочищенных подземных водах в десятки и более раз могут превышать ПДК.[ …]
Попадание бытовых вод в производственные сточные воды приводит к биологическому загрязнению последних.[ …]
Предупреждение, своевременное выявление, локализация и устранение биологического загрязнения достигается комплексными мерами, связанными с противоэпидемической защитой населения. В число мер входят санитарная охрана территории, введение в необходимых случаях карантина, постоянный эпиднадзор за циркуляцией вирусов, эколого-эпидемиологические наблюдения, слежение и контроль за очагами опасных вирусных инфекций.[ …]
Авторы глубоко уверены в том, что как XIX век завершился всеобщим признанием значимости для экологии биологического загрязнения воды, а XX век — пониманием актуальности ее химического загрязнения, так и XXI век станет эпохальным в плане всеобщего осознания чрезвычайной важности физической составляющей воды, ее структурных особенностей и энергоинформационных свойств.[ …]
Если предметом права окружающей среды являются отношения по охране окружающей среды от вредных химических, физических и биологических воздействий, то закономерно поставить вопрос о выделении в качестве подотраслей тех правовых норм, которые регулируют охрану от химических воздействий, физических воздействий и биологических воздействий. Такой подход к структуризации права окружающей среды, являющегося сложной, комплексной отраслью, имеет большое научное и практичекое значение. Так, требования об охране окружающей среды от биологического загрязнения содержатся в Законе «Об охране окружающей природной среды», лесном законодательстве, законодательстве о животном мире, санитарном, аграрном и ином законодательстве. Предметный подход к анализу структуры права позволяет дать комплексную оценку состояния законодательства в данной сфере, выявить пробелы и сформулировать предложения по его совершенствованию. Если подотрасль права окружающей среды, касающаяся охраны от химического загрязнения, исследована достаточно полно, то анализу правового регулирования охраны окружающей среды от физического и биологического загрязнения в науке уделялось незаслуженно мало внимания.[ …]
К дополнительным показателям экологического состояния почв селитебных территорий относят генотоксичность и показатели биологического загрязнения (число патогенных микроорганизмов — коли-титр и содержание яиц гельминтов).[ …]
В оценке экологического состояния почв основными показателями степени экологического неблагополучия являются критерии физической деградации, химического и биологического загрязнений (табл. 67).[ …]
Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные системы загрязняющих веществ, которые могут находиться в растворенном, коллоидном и нерастворенном состоянии. Загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные, биологические. Минеральные представлены песком, частицами глины, шлака, руды, минеральных солей. Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные, животные, химические вещества. Бактериальное и биологическое загрязнения присущи бытовым и животноводческим водам и стокам некоторых промышленных предприятий. Бытовые сточные воды включают воды от банно-прачечных предприятий, предприятий общественного питания, больниц и др. Они поступают из жилых и общественных зданий, канализационных стоков. Органическое вещество в них составляет около 58%, минеральные вещества — 42%.[ …]
В одни стаканчики наливают одинаковое количество дистиллированной воды (контроль), в другие стаканчики наливают также дистиллированную воду, но разбавленную на 1/3 водой из пруда, водохранилища, реки с тихим течением, т.е. из водоемов, загрязненных органикой. В случае сильного биологического загрязнения разбавление следует увеличить.[ …]
Нижа перечисляются в виде выводов различные аспекты обсуждаемого понятия ”8колог’ чесная ниша»,объясняющие механизмы сосуществования видов и образование искусственных экологических ниш в результате хозяйственно? деятельности человека,провоцирующе биологическое загрязнение окружающей среды (см. шасси икацию антропогенных загрязнений.[ …]
Предельно допустимые концентрации определяются в результате медицинских исследований и утверждаются Министерством здравоохранения РФ. В настоящее время установлены ПДК более чем 1000 химических веществ в воде, более 200 — в атмосферном воздухе, более 30 — в почве. Регламентируется также загрязнение продуктов питания человека. Установлены нормативы для физических факторов воздействия — шума, вибрации, магнитного и электромагнитного излучения, радиационного воздействия, теплового загрязнения и биологического загрязнения патогенной микрофлорой [100].[ …]
Сложныг процессы пргвращгния претерпевают химические соединения, поступающие различными путями в почву. Почва является важнейшим объектом биосферы, где происходит обезвреживание и разрушение с образованием нетоксичных соединений преобладающего большинства экзогенных органических, неорганических и биологических загрязнений окружающей среды (рис. 7). В свою очередь, уровень загрязнения почвы оказывает заметное влияние на контактирующие с ней среды: атмосферный воздух, подземные и поверхностные воды, растения. В этой связи опасность загрязненной почвы для здоровья человека может проявляться не только при прямом контакте, но и через контактирующие с ней среды. В последнем случае попадание химических загрязнений в организм человека возможно по нескольким экологическим цепочкам: почва — атмосферный воздух—человек; почва—вода—человек; почва—растение— человек; почва—растение—животное—человек; почва—вода—рыба—человек и др.[ …]
Для этого в опытах используют воду из разных источников (прудов, водохранилища, родников), в которую помещают листья одинаковых растений небольшой или средней устойчивости. При использовании листьев наиболее устойчивых видов (например, тополей) время опыта значительно удлиняется. После экспозиции в темноте выявляют наиболее биологически загрязненный водоем, в воде которого листья разрушаются особенно быстро.[ …]
Подобную точку зрения можно разделить лишь отчасти, и надо признать, что охрана окружающей среды является ключевым понятием экологического права: в процессе жизнедеятельности, удовлетворения разнообразных потребностей человека и антропогенных воздействий на природу имеют место различные формы ее неблагоприятных изменений, деградации, в частности ее химическое, физическое и биологическое загрязнение и истощение природных ресурсов.[ …]
Вопрос о функциях природы по отношению человеку является юридически значимым. Он положен в основу правового регулирования природопользования и охраны окружающей среды от вредных воздействий человеческой деятельности. Так, чтобы поддержать экономическую функцию природы и предупредить истощение природных ресурсов, современное право окружающей среды устанавливает требования, касающиеся рационального использования земли, вод, лесов, других природных богатств; направленные на охрану природы от химического, физического и биологического загрязнения с целью обеспечения оптимальной возможности для реализации экологической функции природы. В рамках законодательства об особо охраняемых природных территориях регулируются отношения, связанные с удовлетворением эстетических, рекреационных, научных, культурных потребностей человека при его общении с природой.[ …]
Зоологами и ботаниками давно отмечен факт приспособляемости диких животных и растений к городским условиям. Отдельно нужно сказать о домашних и синантропных видах. В последнее время появилось много экзотики, и это уже не совсем нормально (обезьяны, южноамериканские древесные еноты кинкажу и др.), а часто — совсем ненормально (например, бурый медведь в тесной клетке на бензоколонке). Это и база для международной браконьерской, преступной торговли редкими видами. Остра проблема бездомных животных. Число интродуцентов, вселенных как преднамеренно, так и непреднамеренно, к сожалению, растет, т. е. растет биологическое загрязнение окружающей среды, угрожающее аборигенным природным сообществам и видам.[ …]
Таким образом, почва оказывает огромное влияние на здоровье населения, имеет большое гигиеническое значение и является: 1) главным фактором формирования естественных и искусственных провинций, играющих ведущую роль в возникновении и профилактике эндемических заболеваний; 2) средой, обеспечивающей циркуляцию в системе «внешняя среда — человек» химических и радиоактивных веществ, а также экзогенных химических веществ, поступающих в почву с выбросами промышленных предприятий, автотранспорта, со сточными водами и т. д., и в связи с этим фактором, влияющим на здоровье населения; 3) одним из источников химического и биологического загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, а также растений, используемых человеком для питания; 4) фактором передачи инфекционных заболеваний; 5) естественной, наиболее подходящей средой для обезвреживания жидких и твердых отходов.[ …]
К основным в праве окружающей среды относится также понятие «охрана окружающей среды» («охрана природы»). Отношения по охране окружающей среды образуют предмет правового регулирования данной отрасли. Охрана окружающей среды, наряду с природопользованием и обеспечением экологической безопасности, является в соответствии со ст. 72 Конституции РФ предметом совместного ведения Российской Федерации и субъектов Федерации. В процессе жизнедеятельности, удовлетворения разнообразных потребностей человека и антропогенных воздействий на природу имеют место разные формы ее неблагоприятных изменений, деградации, в частности, ее химическое, физическое и биологическое загрязнение и истощение природных ресурсов. Соответственно — окружающая среда охраняется от деградации, от неблагоприятных изменений ее качественных характеристик и истощения природных ресурсов.[ …]
ru-ecology.info
|
ТОП 10: |
Приток питательных веществ как фактор изменения экологического равновесия в водоемах. Возможности определения биогенной нагрузки. Интенсификация сельскохозяйственного производства существенно меняет хозяйственно-биологический круговорот веществ, что нередко приводит к обострению экологических проблем, связанных с функционированием агроэкосистем, в том числе обусловленных состоянием поверхностных и подземных вод, которые не только загрязняются токсичными веществами, но и находятся под воздействием процессов усиленного эвтрофирования (от греч. еutrophe – тучность, жирность, усиленное питание). Под эвтрофированием нередко понимают обогащение вод питательными веществами, вызывающее массовое развитие водорослей. Однако это всего лишь видимая часть сложного естественно-антропогенного процесса, в котором превалируют природные процессы, а воздействие человека играет роль мощного катализатора. Таким образом, эвтрофирование (эвтрофикация, эвтрофия) вод – это повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под воздействием антропогенных или естественных (природных) факторов. Начальным этапом процесса эфтрофирования признано избыточное поступление биогенных элементов в водотоки и водоемы. Однако этот процесс не ограничивается поверхностыми водами, поэтому в последние годы термин «эвтрофирование» применяют и для характеристики состояния подземных вод, а также загрязнения зон морей и Мирового океана. На рис. 10.2 показаны основные процессы развития эвтрофирования. В геологических масштабах времени водоемы постепенно обогащаются биогенами и заполняются поступающими с суши наносами, т.е. эвтрофирование — часть природного процесса, естественный процесс «старения» водоемов, проявляющийся в повышенной продукции органического вещества. Однако хозяйственная деятельность человека значительно ускоряет процесс эвтрофирования: за несколько десятилетий антропогенный фактор эвтрофирования привел к изменениям, которые в естественном ритме произошли бы в водоемах за десятки тысяч лет. Этому способствовало строительство каскадов ГЭС и водохранилищ, рекреационные мероприятия, судоходство, сбросы промышленных, коммунально-бытовых и животноводческих сточных вод, ливневые стоки селитебных территорий и т.д. (рис. 10.3). Наиболее быстро процесс антропогенного эвтрофирования развивается в водоемах, площади водосборов которых осваиваются сельскохозяйственным производством. Факторы интенсификации растениеводства и животноводства (механизация, мелиорация и особенно химизация и промышленное производство) стали мощным ускорителем процесса эвтрофирования вод. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации — фосфор и азот, главным образом, в виде фосфатов и нитратов. Основные антропогенные источники фосфора и азота: необработанные сточные воды (в особенности из животноводческих комплексов) и смыв удобрений с полей.
Явным признаком эфтрофирования как процесса нарушения экологического равновесия водоема следует считать изменение соотношения между двумя жизненными формами водных растений: бентосной и фитопланктонной. Рис. 10.4
Основное условие устойчивого фотосинтеза бентосных растений (укореняющихся на дне) – проникновение сквозь толщу воды достаточного количества света, что находится в прямой зависимости от фитопланктона (свободно плавающие водоросли). Несбалансированная эвтрофикация может приводить к бурному развитию водорослей (цветение воды), и появлению в воде цианобактерий, которые в период цветения выделяют токсины (алкалоиды и низкомолекулярные пептиды) способные вызвать отравление людей и животных, а также приводит к дефициту кислорода, заморам рыб и животных. Этот процесс можно объяснить малым проникновением солнечных лучей вглубь водоёма и, как следствие, отсутствием фотосинтеза у надонных растений, а значит и кислорода. (рис. 10.5 и 10.6).
В упрощённом виде процесс эвтрофирования имеет следующие базовые стадии:
Оценка распространения биогенных веществ в водном объекте может быть проведена на основе определения удельной (по объему) биогенной нагрузки (Н) на водоем по следующей формуле:
По удельным показателям биогенной нагрузки составляют территориальную характеристику степени опасности антропогенного поступления биогенных веществ в водные объекты. Основную сложность при этом представляет оценка суммарного поступления биогенных веществ (∑Wni). Для определения этого показателя предложено множество подходов, разработаны различные модели, описывающие поведение биогенных веществ в пределах водосборов с количественной оценкой их поступления от различных источников. Задача несколько упрощается, если каждый фактор – участник биогенной нагрузки на площади данного водосбора рассматривать отдельно. Если в качестве такого фактора выбрать воздействие сельскохозяйственного производства, то удельную биогенную нагрузку (Нс.-х) можно определить по формуле:
Анализ удельных показателей биогенной нагрузки позволяет установить особенности сельскохозяйственного производства в бассейне и биогенного загрязнения как всего водотока, так и отдельных его частей. Косвенным показателем интенсивности выноса биогенных веществ в водоемы является удельная сельскохозяйственная нагрузка , определяемая как отношение площади сельскохозяйственных угодий к длине сопряженного участка водного объекта:
Для определения биогенной нагрузки на водные объекты зарубежными и отечественными исследователями предложены различные методы расчета, в том числе и на основе оценки выноса биогенных веществ с аграрных территорий. В Гидрохимическом институте Роскомгидромета на основании результатов полевых наблюдений разработано около 60 частных моделей выноса азота в форме NH4+ и более 90—в форме NO2—, а также установлены зависимости смыва NO3— и PO43- с аграрных территорий. Особый интерес представляют модели прогнозирования биогенной нагрузки, ориентированные на решение оптимизационных задач с помощью методов линейного и динамического программирования. При расчете поступления биогенных веществ от рассредоточенных источников рекомендуется рассматривать три основных комплекса: гидрологический, почвенно-эрозионный и почвенно-химический. Гидрологический комплекс включает характеристики, отражающие зависимость выноса биогенов от поверхностного и почвенного стоков, инфильтрации, испарения, густоты гидрографической сети (рис 1 и 2), особенностей гидрологического режима, интенсивности осадков, изменчивости снеготаяния, уклонов рельефа, водно-физических свойств почв, степени покрытия водосборов растительностью и множества других факторов.
Почвенно-эрозионный комплекс включает систему характеристик, отражающих изменчивость гранулометрического состава почв (рис 3), их физических свойств и различных зон накопления биогенных веществ (поверхностной, верхней, нижней и зоны грунтовых вод). Многочисленные исследования миграции загрязняющих веществ по вертикали позволили выявить особенности распространения биогенных веществ в реальных условиях. Имеются также уравнение для расчета транспорта выносов с поверхностным стоком. Почвенно-химический комплекс включает характеристики, учитывающие трансформацию загрязняющих биогенных веществ в ходе их миграции (рис. 10.10).
Анализ существующих подходящих определению выноса биогенных веществ в водные объекты показывает, что рассмотренные модели не может быть использованы для прогнозирования и оптимизации биогенного загрязнения вод на этапе проектирования, так как для этих целей необходимы подходящие данные об экологическом состоянии изучаемых систем, получаемых на основе укрупненных показателей как в пространстве, так и во времени (месяц, сезон, год). Расчеты основываются на большом числе данных (начальная концентрация вещества в стоке, интенсивность поверхностного стока, концентрация вещества в потоке, количество биогенных веществ в пахотном слое почвы, слой поверхностного стока за расчетный интервал времени, глубина на пахотного слоя и его активной зоны, полная влагоемкость почвы и т. д.). Для ориентировочной оценки поверхностного сноса и выноса биогенных веществ из почвы рекомендуется агрохимический подход, основанный на зависимости их потерь от процессов вымывания и выщелачивания, а также от выноса с урожаем. |
infopedia.su
Территориальные особенности смыва биогенов хорошо прослеживаются при рассмотрении условий поверхностного смыва дождевыми водами. В этой связи на территории Нечерноземной зоны России выделяют три пояса: слабого смыва (характеризуется модулем смыва менее 0,1 т/га), умеренного (от 0,1 до 1,0 т/га) и интенсивного (более 1,0 т/га). Водоемы Нечерноземья находятся в условиях интенсивного эвтрофирования из-за эрозионного разрушения почв. Промывной тип водного режима, при котором количество выпадающих осадков превышает количество испаряемой из почвы влага, является важным фактором вымывания элементов из почвы. Чем больше воды просачивается через корнеобитаемый слой почвы, тем выше потери растениями элементов питания и тем большее их количество попадает в подземные воды. Инфильтрацию атмосферных осадков в связи с процессом усиления биогенной нагрузки исследуют в различных условиях, что позволяет выявить факторы снижения интенсивности данного процесса. В центральной части Нечерноземья в среднем выпадает около 670 мм осадков, что формирует примерно 60-миллиметровый слой почвенного стока. В таких условиях осадки в виде гравитационной влаги могут проникать в почву вплоть до грунтовых вод. Просачивание, а следовательно, и вымывание элементов зависят от многих факторов: времени года, количества осадков, их интенсивности и вида, температуры воздуха и почвы, свойств почвы, вида растений, их урожайности и степени обеспеченности удобрениями. Наибольшее количество инфильтрационных вод образуется в ранневесен-ний период, когда насыщенность почвы влагой превышает полную полевую влагоемкость. Аналогичная ситуация складывается в осенне-зимний период, когда почва свободна от растительности. В поздневесенний и летний периоды основная масса выпадающих осадков расходуется на транспирацию и образование фитомассы. Эта закономерность атмосферно-почвенно-водных процессов, как и использование противоэрозионной роли растений, является основополагающей при обосновании агрохимических приемов. Четкая связь между устойчивостью агроэкосистем и состоянием водных ресурсов выявляется и при рассмотрении инфильтрационных процессов: количество просачивающейся воды меняется в зависимости от гранулометрического состава почвы, что обусловлено различиями во влагоемкости и водоудерживающей способности. Чем выше плодородие почвы и содержание в ней гумуса; тем больше ее гигроскопичность, а следовательно, и такие показатели, как влагоемкость и водоудерживающая способность. В то же время обеспеченность растений биогенами и влагой в наиболее критические фазы развития способствует максимальному усвоению питательных веществ и снижению их вымывания, т. е. состояние растений играет достаточно важную роль в развитии этих процессов играет так же совершенствование посевных площадей путем введения травосеяния, использования промежуточных и пожнивных культур и т. д. Пожнивные посевы в севообороте уменьшают вымывание азота на 50 %, фосфора — на 30 %; на площадях, занятых под многолетние травы, потери азота снижаются на 30—40 %. В условиях использования интенсивных технологий в растениеводстве снижение вымывания достигается комплексом мероприятий, включающих в частности, оптимальное внесение удобрений в периоды активного потребления биогенов растениями, применение слаборастворимых, медленнодействующих видов минеральных удобрений, пользование таких их форм, которые содержат несорбируемых почвой ионов, применение ингибиторов нитрификации, соблюдение нормативов по дозам и способам внесения удобрений, особенно жидких органических, и т. д. Благодаря многочисленным исследованиям установлены числовые значения средних ежегодных выносов биогенов в водные источники для различныхтипов почв. Дерново-подзолистые и серые лесные пахотные почвы характеризуются следующими средними значениями вымывания (кг/га в год): N—N0 — 10…30, Са- 140.. .180, Mg-25…40, К-10…20, P2O5-0,4.-1,0, S-S04-40…60. В этих показателях отражается воздействие как естественных, так и антропогенных циклов круговорота веществ, в основном регионального характера, но с определенным наложением глобального из-за поступления биогенов с атмосферными выпадениями (сухое осаждение, дожди или снегопады). Наряду с растениеводством немаловажным источником биогенного загрязнения вод является животноводство. Степень его воздействия на водные объекты в каждом конкретном регионе определяется общим поголовьем скота, особенностями расположения животноводческих ферм и комплексов на водосборах, а также принятой в хозяйствах технологией содержания животных. На значительной части территории России большую часть года скот находится в стойлах. Лишь в поздневесенний и летний периоды животных переводят на пастбища. Поступление загрязняющих веществ в водотоки с животноводческих ферм и комплексов зависит от способа удаления навоза. Оно происходит при прямом смыве сточных вод после очистки, а также в результате потерь, возникающих в процессе утилизации отходов животноводства. При стойловом содержании скота накапливаются большие массы навоза. Из-за его несовершенной утилизации в водные системы выносятся немалые количества грубодисперсной малоразложившейся органики и биогенных веществ. По оценкам некоторых специалистов, потери органических отходов на фермах и комплексах составляют в среднем 20—40 % их объема. При выпасе скота на пастбищах также происходит вынос биогенных веществ в водотоки, поскольку пастбищные угодья чаще всего размещают в речных долинах. Влияние животноводства на биогенное загрязнение вод обусловлено и тем, что фермы и комплексы располагаются преимущественно в непосредственной близости от рек и озер. Поскольку продолжительность миграционного пути биогенов от их источников до водных объектов невелика, они не успевают закрепиться в почве и их концентрация остается высокой. Управление движением биогенных веществ от источников их образования на основе рециклизации является экологически обоснованным и экономически оправданным, поскольку способствует решению проблемы повышения продуктивности агроэкосистем . Содержание биогенных веществ в отходах животноводства, г/сут на 1 голову
Кроме того, на всех стадиях производства растениеводческой и животноводческой продукции происходят потери биогенных веществ, обусловленные различными нарушениями используемых технологий (технологические потери), что существенно увеличивает вынос биогенов в водотоки. В ряду факторов, способствующих увеличению потерь биогенов, уместно отметить следующие: v отсутствие или недостаточная емкость специальных навозохранилищ и жижесборников при фермах и комплексах, что приводит к необходимости частого вывоза навоза на поля, однако из-за нехватки транспорта это, как правило, не осуществляется; v размещение ферм и комплексов в непосредственной близости от уреза воды, что приводит к прямому выносу биогенных веществ в водотоки; v вывоз навоза на поля в зимний период (по снегу), что в условиях снеготаяния способствует интенсивному смыву биогенных веществ талыми водами; v несвоевременная перепашка вывезенных на поля удобрений, что вызывает миграцию биогенных веществ по водосбору и их смыв поверхностным стоком в ближайшие водотоки; v несовершенная технология компостирования и хранения навоза, что вызывает миграцию биогенных веществ по рельефу местности; v доставка удобрений на поля на необорудованной для этой цели технике, что приводит к их потерям по дороге от хранилищ к угодьям; v отсутствие подготовленных складов для минеральных удобрений, что вызывает их потери во время хранения. Наряду с перечисленными факторами на уровень технологических потерь влияют и физико-географические условия местности, причем их значение для различных природных зон, районов и хозяйств варьирует в широких пределах. Большое влияние на процессы биогенного загрязнения вод оказывают сепитебные территории. Хозяйственно-бытовые стоки сельских населенных пунктов могут выносить до 0,355 кг азота и 0,277 кг фосфора (на одного человека в год). Кроме того, с застроенных территорий дополнительно может смываться около 6,0 кг/га азота и 5,0 кг/га фосфора в год. Сельские населенные пункты в основном не обеспечены очистными сооружениями. Кроме того, в последние годы естественные участки агроландшафтов (малопродуктивные, неудобные земли) интенсивно осваиваются городскими жителями. Во всех пригородных зонах больших и малых городов (в радиусе до 200 км и более) расширяются плотно застроенные дачные городки. И хотя они функционируют главным образом в теплый период года, изменения, вызываемые ими, наблюдаются даже без специальных исследований. Наряду с положительными эффектами облагораживания малопродуктивных участков из-за низкого уровня экологической культуры год от года, к сожалению, увеличивается захламленность лесных и пойменных земель бытовыми и стропильными отходами. Необходима научно обоснованная оценка изменений нарушений) естественного круговорота веществ в связи с периодической миграцией городских жителей и возникновенияем дополнительных факторов воздействия на агроландшафты. Подтверждением сказанному могут служить имевшиеся оценки суточной массы загрязнений, приходящейся на одного человека (г/сут):
В селах в отличие от городов сохраняются некоторые условия для закрепления биогенных элементов и хозяйственно-бытовых отходов почвами приусадебных и дачных участков. Однако нельзя не учитывать поступления биогенов с общей застроенной территории в период дождей и снеготаяния. Вероятностный вынос биогенных веществ в водоемы с селитебных территорий агроландшафта
Особенностью миграции биогенов в пределах площади водосбора водного объекта является сходимость потоков от рассмотренных выше основных антропогенных источников биогенной нагрузки. В снижении процессов эвтрофирования наряду с частными отраслевыми мерами (в земледелии, животноводстве) эффективны общие, приуроченные к конкретному водному объекту, такие, как создание защитных полос, водоохранных зон рек, водохранилищ и озер, санитарных зон водозаборов и т. д. Комплексное изучение динамики биогенных веществ в природно-аграр-ных системах показывает, что наряду с антропогенными источниками биогенной нагрузки существенную роль играют такие факторы, как атмосферные осадки и естественный растительный покров. Влияние естественной растительности на биогенное загрязнение вод зависит от содержания азота и фосфора в лесном опаде, которое определяется типом растительного покрова. Основная часть биогенных веществ после разложения опада поступает в почву и усваивается растительностью, а оставшаяся переносится поверхностным стоком по водосбору и поступает в водоем. Количество азота и фосфора, поступающее в водные объекты из лесного растительного опада.
Для атмосферных осадков как источника поступления биогенных веществ в природно-аграрные системы характерны следующие особенности. Выпадение жидких и твердых осадков приводит к возникновению поверхностного стока, качественный состав которого определяется как самими осадками, так и интенсивностью хозяйственной деятельности в пределах площади водосборов. Часть атмосферных осадков, минуя водосбор, выпадает непосредственно на поверхность водоемов, загрязняя их. Поступление азота и фосфора в водные объекты из атмосферных осадков определяется в первую очередь степенью их насыщения этими веществами, которая зависит от таких факторов, как ионизация атмосферы, испарение вод, дефляция почвенного покрова, вулканическая деятельность,- лесные пожары, а также антропогенное загрязнение. Большинство исследователей отмечают значительную пространственную изменчивость концентраций азота и фосфора в атмосферных осадках.
Формирование биогенной нагрузки претерпевает определенное корректирующее воздействие за счет природных и антропогенных факторов, активизирующих или тормозящих миграционные процессы. Наиболее сильное влияние оказывает состояние почв. Известно, что под естественной растительностью вынос биогенных веществ осуществляется как поверхностным, так и почвенным стоком. Однако после окультуривания почв поверхностный сток становится преобладающим. Установлено, что при переходе от тяжелых почв к более легким относительное влияние характера угодий на сток возрастает. Наименьший сток с сельхозугодий наблюдается на зяби. С увеличением стока возрастает и вынос в водотоки биогенных веществ, причем на малых водосборах это проявляется более отчетливо, чем на водосборах площадью более 2 км2. Коэффициенты поверхностного стока в зависимости от вида угодий и гранулометрического состава почв.
В Нечерноземной зоне важную рол в сдерживании миграции биогенных веществ играет почвенный покров. Так для широко распространенных в данном регионе дерново-подзолистых почв характерна высокая поглотительная способность фосфат-ионов, что обусловлено наличием в этих почвах полуторных оксидов. Они адсорбируют так же анион Н2РО4 и катионы NH+4, К+, Са2+. Необратимая фиксация фосфора таких почвах иногда достигает от 500 д 1800 мг Р205 на 1 кг почвы. Пахотный и подпахотный горизонты почв способны поглощать практически неограниченное количество фосфора : предотвращать его последующее выщелачивание. К основным факторам, определяющим масштабы вымывания биогенов и почв различных генетических типов, относят степень ее окультуренности и насыщенности основаниями; наличие динамического равновесия между минеральным и органическим азотом, которое обусловлено противоположными процессами — аккумуляцией и минерализацией этого элемента; уравновешенность питательного режима почв благодаря поддержанию на постоянном уровне соотношения N : Р : К; порозность, минералогический и гранулометрический составы; степень микробиологической активности. Существенное влияние на миграционные процессы оказывает лесная растительность. продолжение | ||||
en.coolreferat.com
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ | Энциклопедия Кругосвет
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ – привнесение новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение их естественного уровня.
| Таблица 1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ | |||
| Физическое (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное) | Химическое (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества) | Биологическое (биогенное, микробиологическое, генетическое) | Информационное (информационный шум, ложная информация, факторы беспокойства) |
Любое химическое загрязнение – это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду.
Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются хлордиоксины, которые образуются из хлорпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве гербицидов. Источниками загрязнения окружающей среды диоксинами являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.
Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести вмешательство в природные круговороты веществ за счет активной производственной и сельскохозяйственной деятельности, а также образования бытовых отходов.
Загрязнению подвергаются атмосфера (воздушная среда), гидросфера (водная среда) и литосфера (твердая поверхность) Земли. См. также ХИМИЯ АТМОСФЕРЫ.
| Таблица 2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ | ||
| Основные источники загрязнения | Основные вредные вещества | |
| Атмосфера | Промышленность Транспорт Тепловые электростанции | Оксиды углерода, серы, азота Органические соединения Промышленная пыль |
| Гидросфера | Сточные воды Утечки нефти Автотранспорт | Тяжелые металлы Нефть Нефтепродукты |
| Литосфера | Отходы промышленности и Сельского хозяйства Избыточное использование Удобрений | Пластмассы Резина Тяжелые металлы |
Вначале деятельность людей затрагивала лишь живое вещество суши и почву. В 19 в., когда начала бурно развиваться индустрия, в сферу промышленного производства начали вовлекаться значительные массы химических элементов, извлекаемых из земных недр. При этом воздействию стала подвергаться не только наружная часть земной коры, но также природные воды и атмосфера.
В середине 20 в. некоторые элементы стали использоваться в таком количестве, которое сопоставимо с массами, вовлеченными в природные круговороты. Низкая экономичность большей части современной индустриальной технологии привела к образованию огромного количества отходов, которые не утилизируются в смежных производствах, а выбрасываются в окружающую среду. Массы загрязняющих отходов столь велики, что создают опасность для живых организмов, включая человека.
Хотя химическая промышленность не является главным поставщиком загрязнений (рис. 1), для нее характерны выбросы, наиболее опасные для природной среды, человека, животных и растений (рис. 2). Термин «опасные отходы» применяют к любого рода отходам, которые могут нанести вред здоровью или окружающей среде при их хранении, транспортировке, переработке или сбросе. К ним относятся токсичные вещества, воспламеняющиеся отходы, отходы, вызывающие коррозию и другие химически активные вещества.
В зависимости от особенностей циклов массообмена загрязняющий компонент может распространяться на всю поверхность планеты, на более или менее значительную территорию или иметь локальный характер. Таким образом, экологические кризисы, являющиеся результатом загрязнения окружающей среды, могут быть трех сортов – глобальные, региональные и локальные
Одной из проблем, имеющих глобальный характер, является возрастание содержания в атмосфере углекислого газа в результате техногенных выбросов. Наиболее опасным последствием этого явления может стать повышение температуры воздуха благодаря «парниковому эффекту». Проблема нарушения глобального цикла массобмена углерода уже переходит из области экологии в экономические, социальные и, в конце-концов, политические сферы.
В декабре 1997 в г. Киото (Япония) был принят Протокол к рамочной конвенции Организации объединенных наций об изменении климата (датированной маем 1992) (см. также КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ). Главное в Протоколе – количественные обязательства развитых стран и стран с переходной экономикой, включая Россию, по ограничению и снижению выбросов парниковых газов, прежде всего СО2, в атмосферу в 2008–2012. У России разрешенный уровень выбросов парниковых газов на эти годы – 100% от уровня 1990. Для стран ЕС в целом он составляет 92%, для Японии – 94%. У США предполагалось 93%, однако эта страна отказалась участвовать в Протоколе, поскольку снижение выбросов углекислого газа означает понижение уровня выработки электроэнергии и, следовательно, стагнацию промышленности. 23 октября 2004 Государственная Дума России приняла решение о ратификации Киотского Протокола.
К загрязнениям регионального масштаба относятся многие отходы промышленных предприятий и транспорта. В первую очередь, это касается диоксида серы. Он вызывает образование кислотных дождей, поражающих организмы растений и животных и вызывающих заболевания населения. Техногенные оксиды серы распределяются неравномерно и наносят ущерб отдельным районам. За счет переноса воздушных масс они зачастую пересекают границы государств и оказываются на территориях, удаленных от индустриальных центров.
В крупных городах и промышленных центрах воздух, наряду с оксидами углерода и серы, часто загрязнен оксидами азота и твердыми частицами, выбрасываемыми автомобильными двигателями и дымовыми трубами. Нередко наблюдается образование смога. Хотя эти загрязнения носят локальных характер, они затрагивают многих людей, компактно поживающих на таких территориях. Кроме того, наносится ущерб окружающей природе.
Одним из основных загрязнителей окружающей среды является сельскохозяйственное производство. В систему круговорота химических элементов искусственно вводятся значительные массы азота, калия, фосфора в виде минеральных удобрений. Их избыток, не усвоенный растениями, активно вовлекается в водную миграцию. Накопление соединений азота и фосфора в природных водоемах вызывает усиленный рост водной растительности, зарастание водоемов и загрязнение их мертвыми растительными остатками и продуктами разложения. Кроме того, аномально высокое содержание растворимых соединений азота в почве влечет за собой повышение концентрации этого элемента в сельскохозяйственных продуктах питания и питьевой воде. Это может вызвать серьезные заболевания людей.
В качестве примера, показывающего изменения структуры биологического круговорота в результате деятельности человека, можно рассмотреть данные для лесной зоны европейской части России (таблица). В доисторические времена вся эта территория была покрыта лесами, сейчас их площадь уменьшилась почти вдвое. Их место заняли поля, луга, пастбища, а также города, поселки, транспортные магистрали. Уменьшение общей массы некоторых элементов за счет общего уменьшения массы зеленых растений компенсируется внесением удобрений, которое вовлекает в биологическую миграцию значительно больше азота, фосфора и калия, чем естественная растительность. Вырубка леса и распашка почв способствуют усилению водной миграции. Таким образом, существенно увеличивается содержание соединений некоторых элементов (азота, калия, кальция) в природных водах.
| Таблица 3. МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В ЛЕСНОЙ ЗОНЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ (млн. т в год) в доисторический период (на сером фоне) и в настоящее время (на белом фоне) | ||||||||||
| Азот | Фосфор | Калий | Кальций | Сера | ||||||
| Атмосферные осадки | 0,9 | 0,9 | 0,03 | 0,03 | 1,1 | 1,1 | 1,5 | 1,5 | 2,6 | 2,6 |
| Биологический круговорот | 21,1 | 20,6 | 2,9 | 2,4 | 5,5 | 9,9 | 9,2 | 8,1 | 1,5 | 1,5 |
| Поступления с удобрениями | 0 | 0,6 | 0 | 0,18 | 0 | 0,45 | 0 | 12,0 | 0 | 0,3 |
| Вывоз урожая, рубка леса | 11,3 | 0 | 1,1 | 0 | 4,5 | 0 | 5,3 | 0 | 0,6 | |
| Водный сток | 0,8 | 1,21 | 0,17 | 0,17 | 2,0 | 6,1 | 7,3 | 16,6 | 5,4 | 4,6 |
Загрязнителями воды являются и органические отходы. На их окисление расходуется дополнительное количество кислорода. При слишком низком содержании кислорода нормальная жизнь большинства водных организмов становится невозможной. Аэробные бактерии, которым необходим кислород, также погибают, вместо них развиваются бактерии, использующие для своей жизнедеятельности соединения серы. Признаком появления таких бактерий является запах сероводорода – одного из продуктов их жизнедеятельности.
Среди многих последствий хозяйственной деятельности человеческого общества особое значение имеет процесс прогрессирующего накопления металлов в окружающей среде. К наиболее опасным загрязнителям относят ртуть, свиней и кадмий. Существенное воздействие на живые организмы и их сообщества оказывают также техногенные поступления марганца, олова, меди, молибдена, хрома, никеля и кобальта (рис. 3).
Природные воды могут загрязняться пестицидами и диоксинами, а также нефтью. Продукты разложения нефти токсичны, а нефтяная пленка, изолирующая воду от воздуха, приводит к гибели живых организмов (в первую очередь, планктона) в воде.
Помимо накопления в почве токсичных и вредных веществ в результате деятельности человека, ущерб землям наносится за счет захоронения и свалок промышленных и бытовых отходов.
Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы являются: строгий контроль выбросов вредных веществ. Нужно заменять токсичные исходные продукты на нетоксичные, переходить на замкнутые циклы, совершенствовать методы газоочистки и пылеулавливания. Большое значение имеет оптимизация размещения предприятий для уменьшения выбросов транспорта, а также грамотное применение экономических санкций.
Большую роль в защите окружающей среды от химических загрязнений начинает играть международное сотрудничество. В 1970-е в озоновом слое, защищающем нашу планету от опасного действия ультрафиолетового излучения Солнца, было обнаружено снижение концентрации О3. В 1974 установили, что озон разрушается под действием атомарного хлора. Одним из основных источников хлора, попадающего в атмосферу, являются хлорфторпроизводные углеводородов (фреоны, хладоны), используемые в аэрозольных баллонах, холодильниках и кондиционерах. Разрушение озонового слоя происходит, возможно, не только под действием этих веществ. Тем не менее, были предприняты меры по уменьшению их производства и использования. В 1985 многие страны договорились о защите озонового слоя. Обмен информацией и совместные исследования изменений концентрации атмосферного озона продолжаются.
Проведение мероприятий, предупреждающих попадание загрязняющих веществ в водоемы, включает установление прибрежных защитных полос и водоохранных зон, отказ от ядовитых хлорсодержащих пестицидов, уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет применения замкнутых циклов. Снижение опасности загрязнения нефтью возможно путем повышения надежности танкеров.
Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры – не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твердыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населенных мест, где такие нарушения были выявлены.
Наилучшим решением проблемы загрязнения окружающей среды были бы безотходные производства, не имеющие сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов. Однако безотходное производство сегодня и в обозримом будущем принципиально невозможно, для его реализации нужно создать единую для всей планеты циклическую систему потоков вещества и энергии. Если потери вещества, хотя бы теоретически, все же можно предотвратить, то экологические проблемы энергетики все равно останутся. Теплового загрязнения нельзя избежать в принципе, а так называемые экологически чистые источники энергии, например ветряные электростанции, все равно наносят ущерб окружающей среде.
Пока единственным путем существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), а отходы не приводят к необратимым изменениям природы. Используется комплексная переработка сырья, совмещение нескольких производств, применение твердых отходов для изготовления строительных материалов.
Создаются новые технологии и материалы, экологически чистые виды топлива, новые источники энергии, снижающие загрязнение окружающей среды.
| Таблица 4. УМЕНЬШЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ | |||
| Безотходное производство | Малоотходное производство | Комплексная переработка сырья | Новые технологии и материалы |
Елена Савинкина
www.krugosvet.ru
Биологическое загрязнение окружающей среды – источники, виды и примеры
Биологическое загрязнение среды происходит по причине антропогенного воздействия на окружающий мир. Главным образом в биосферу попадают различные вирусы и бактерии, которые ухудшают состояние экосистем, влияют на виды животных и растений.
Источники биологического загрязнения
- пищевые предприятия;
- бытовые и промышленные сточные воды;
- мусорные свалки и полигоны;
- кладбища;
- канализационные сети.
Различные органические соединения, бактерии и микроорганизмы поступают в поверхностные и подземные воды, проникают в атмосферу и в почву, распространяются и наносят урон экосистемам. Угрозу составляют возбудители паразитных заболеваний и инфекции. Эти биологические бактерии негативно влияют на здоровье людей и животных, могут привести к необратимым последствиям.
Разновидности биологического загрязнения
Биологическое загрязнение в различные времена способствовало появлению эпидемиям чумы и оспы, лихорадки у людей и разных видов животных и птиц. В разные времена опасность представляли и представляют следующие вирусы:
- сибирская язва;
- чума;
- оспа;
- геморрагическая лихорадка Эбола;
- чума крупного рогатого скота;
- пирикуляриоз риса;
- вирус Непах;
- туляремия;
- ботулинический токсин;
- вирус Химеры.
Эти вирусы приводят к летальному исходу людей и животных. В результате следует поднимать проблему биологического загрязнения. Если его не остановить, то какой-нибудь вирус, может массово и за короткое время погубить миллионы животных, растений и людей так быстро, что угроза химического или радиоактивного загрязнения покажется не такой сильной.
Методы борьбы с биологическим загрязнением
У людей все проще: можно сделать прививку от самых страшных вирусов. Заражение флоры и фауны различными микроорганизмами и бактериями невозможно контролировать. В качестве профилактики везде следует соблюдать высокие санитарно-эпидемиологические нормы. Особую опасность представляют изобретения генной инженерии и биотехнологий. Из лабораторий микроорганизмы могут попасть в окружающую среду и быстрыми темпами распространяться. Некоторые изобретения ведут к генным мутациям, влияют не только на состояние организма конкретных особей, но и способствуют ухудшению репродуктивной функции, в результате чего виды флоры и фауны не смогут возобновлять свою численность. Это же касается и человеческого рода. Таким образом, биологическое загрязнение способно быстро и масштабно погубить все живое на планете, включая людей.
ecoportal.info
Тема 5. Биологическое загрязнение и критерии оценки качества окружающей среды
⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6
План:
1. Биологическое загрязнение.
2. Качество среды. Нормативы качества среды.
Окружающая среда подвергается биологическому загрязнению, включающего в себя микробиологическое, вызванное бактериями и вирусами — возбудителями болезней и носящее характер эпидемий, и макробиологическое — животными и растениями, случайно либо ошибочно интродуцированными в новые экосистемы. Биологическое загрязнение может быть случайным или вызванным деятельностью человека. Оно проявляется через проникновение в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства чуждых растений, животных и микроорганизмов. Разновидностью биологического загрязнения является микробиологическое (бактериологическое) загрязнение. Бактериальное загрязнение – наиболее часто встречающееся в открытых и закрытых водоемов и почвах. Особенно сильно загрязняют среду предприятия, производящие антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки, кормовой белок, биоконцентраты и др., т.е. предприятия промышленного биосинтеза, в выбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов. Бактериальные загрязнители по эпидемиологическому признаку классифицируются как патогенные и непатогенные [2].Бактериальное загрязнение может быть причиной опасных эпидемий. Так, В Дагестане в 1994 году причиной массового заболевания населения холерой стало загрязнение воды недостаточно очищенными сточными водами, содержащими возбудитель холеры.
Одним из видов бактериологического загрязнения окружающей среды является создание бактериологического оружия, способного вызывать массовые инфекционные заболевания у животных и людей.
Наряду с прямым истреблением биологических ресурсов, их угнетением антропогенными загрязнителями во все больших масштабах начинает проявляться фактор непредумышленного расселения видов. С давних времен человек совершал путешествия, используя транспортные средства, и чем интенсивнее шла транспортировка грузов, тем больше видов животных и растений перемещались с одного континента на другой. Результаты интродукции живых организмов в новую среду ведут не только к постепенному изменению распределения видов на планете, но и создают прецеденты их весьма неблагоприятного воздействия на естественные условия. Во-первых, это «демографический взрыв» интродуктированного вида, угнетающего другие виды в результате конкуренции, хищничества, паразитизма. Например, колорадский жук, первоначально распространенный в Скалистых горах Северной Америки, где он питался дикими пасленовыми растениями, был в 1920 г. обнаружен во Франции. Дальнейшее его распространение по всему миру произошло с развитием культуры картофеля. Во-вторых, перемещение видов часто становится причиной появления новых болезней и вспышек эпидемий. В 1938-1939 гг. в Бразилии в результате вспышки малярии погибло более 12 тысяч человек. Выяснилось, что в 1929 г. из Южной Африки на самолете было завезено какое-то количество малярийных комаров, способных к размножению на открытых плесах вне леса и залетевших в жилища. Местные же малярийные комары размножались в затененных участках водоемов в лесах (вне мест постоянных поселений). В-третьих, в результате акклиматизации интродуцированные виды претерпевают изменения и могут перестроить сообщество аборигенных видов. Например, вселение в 1965 г. в систему водоемов Панамского канала чужеродного вида окуня привело к поеданию им популяций мелких местных рыб. В результате нарушения пищевых цепей началось цветение воды, массовое развитие зоопланктона, резко возросла вероятность вспышек малярийных заболеваний [1].
Из трех сфер обитания жизни на Земле — воздуха, воды и почвы — наиболее подвержена биологическому загрязнению гидросфера. Биогенное загрязнение воды вызывает усиленное развитие фитопланктона, приводящее к тому, что вода начинает «цвести». Под «цветением» воды понимают интенсивное развитие водорослей, в результате чего микроскопические организмы из-за своей массовости становятся видимыми и придают воде различную окраску. Если вода «цветет» сине-зелеными водорослями (характерными для умеренного и теплого климата), то в ней образуются токсичные вещества, качество воды ухудшается, появляются посторонние запахи, неприятный вкус. В результате вода становится непригодной для питья. В периоды отмирания большой массы микро- или макро- растительности происходит еще более резкое ухудшение качества воды, снижается содержание растворенного кислорода, появляются неприятные запахи. Это явление (изменение качества воды в результате нарушения естественного хода биологических процессов) получило название вторичного (биологического) загрязнения.
Особо серьезные последствия возникают там, где к биологическому загрязнению добавляются химическое и тепловое. Такое сложное воздействие загрязнений окружающей среды привело к необходимости нормирования качества среды, т.е. к определению норм, или пороговых уровней, различных негативных воздействий, при которых они могут считаться относительно безвредными для здоровья.
Под качеством окружающей среды в широком смыслепринято понимать степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов. Нормирование качества среды — это установление предельных значений показателей качества, в которых допустимо изменение этих показателей. Нормирование качества среды обитания сводится к нормированию качества воды (питьевой или для полива земель), качества воздуха (атмосферного или в жилых и производственных помещениях) и качества почвы. При этом устанавливаются нормы безопасных для здоровья человека уровней воздействий техногенных факторов (химического, радиационного и других видов загрязнения) раздельно для воздуха, воды и почвы. Нормативы качества окружающей среды– это нормативы, которые установлены в соответствии с физическими, химическими, биологическими или другими показателями для оценки состояния окружающей среды при соблюдении которых обеспечивается благоприятная окружающая среда. К нормативам качества окружающей среды относятся нормативы предельных допустимых концентраций (ПДК) химических веществ и микроорганизмов. Нормативы ПДКхимических веществ и микроорганизмов – это нормативы, которые установлены в соответствии с показателями предельно допустимого содержания химических веществ, в том числе радиоактивных и микроорганизмов в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем.
К нормативам биологических показателей состояния окружающей среды относятся виды и группы растений, животных и других организмов, используемых в качестве индикаторов состояния окружающей среды. Нормативами физических показателей состояния окружающей среды являются показатели уровней допустимых воздействий физических факторов.
Нормативы качества окружающей среды вводятся для оценки состояния окружающей среды в целях сохранения естественных экологических систем, генетического фонда растений, животных и других организмов. Чем меньше пороговая величина нормативов, тем выше качество окружающей среды.
Для учета влияния загрязнения на здоровье человека введены различные международные и национальные нормы, или нормативы. Норма загрязнения — это предельная концентрация содержания вещества в среде, допускаемая нормативными актами. В основе нормативов качества лежат три показателя: медицинский, технологический и научно-технический (Рисунок 2) [3].
Медицинский норматив имеет санитарно-гигиеническое назначение. Санитарно-гигиенические нормативы — совокупность показателей санитарно-гигиенического состояния компонентов окружающей среды (воздуха, воды, почвы и др.), определяемых величиной уровней их загрязнения, не превышение которых обеспечивает нормальные условия жизни и безопасность для здоровья.
Технологический имеет экологическое назначение – способность технически и экономически обеспечить выполнение установленных нормативов. Определяет экологичность используемого сырья, технологий, готовой продукции.
Рекомендуемые страницы:
lektsia.com