Удобрения как источник загрязнения водных объектов.
Попадая на поверхность почвы, они смываются с неё и оказываются в водоёмах .Антропогенное эвтрофирование — это увеличение поступления в воду питательных для растений веществ вследствие деятельности человека в бассейнах водных объектов и вызванное этим повышение продуктивности водорослей и высших водных растений. Это важнейшая проблема современности. В водоемы поступают стоки, содержащие много соединений азота и фосфора. Это связано со смывом в водоемы удобрений с окрестных полей. В результате и происходит антропогенная эвтрофикация таких водоемов, повышается их неполезная продуктивность, происходит усиленное развитие фитопланктона, прибрежных зарослей, водорослей, «цветение воды» и др. В глубинной зоне усиливаются анаэробные процессы, накапливается сероводород, аммиак и т.д. Нарушаются окислительно-восстановительные процессы и возникает дефицит кислорода. Это приводит к гибели ценных рыб и растений, вода становится непригодной не только для питья, но даже для купания. Такой эвтрофированный водоем утрачивает свое хозяйственное и биогеоценотическое значение. Поэтому борьба за чистую воду — одна из важнейших задач всего комплекса проблемы по охране природы.Оптимальный рост водных растительных организмов и водорослей наблюдается при концентрации фосфора 0,09-1,8 мг/л и нитратного азота 0,9-3,5 мг/л. Более низкие концентрации этих элементов ограничивают рост водорослей. На 1 кг поступившего в водоем фосфора образуется 100 кг фитопланктона. Цветение воды за счет водорослей возникает только в тех случаях, когда концентрация фосфора в воде превышает 0,01 мг/л.
Наиболее ощутимое влияние на водные источники, кроме азотных, оказывают фосфорные удобрения. Фосфор вследствие незначительного содержания в водах и малой токсичности практически не оказывает прямого отрицательного влияния на питьевую воду. Этого, однако, нельзя сказать об азоте. Концентрации его в воде часто превышают допустимые значения.
Отрицательное влияние на воды и их обитателей оказывают хлорсодержащие удобрения, а также примеси к различным удобрениям. Последнее наиболее характерно для фосфорных форм удобрений, содержащих в своем составе фтор, тяжелые металлы и радиоактивные элементы.Наряду с загрязнением минеральными удобрениями поверхностных вод, прогрессирует поступление их в грунтовые воды. Особенно прогрессирует загрязнение грунтовых вод в тех случаях, когда они не прикрыты плотными породами и залегают на небольшой глубине.Вынос удобрений в водные источники сводится к минимуму при правильном их внесении. В частности, недопустимо разбрасывание удобрений по снеговому покрову, рассеивание их с летательных аппаратов вблизи водоёмов, хранение под открытым небом и т.п.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Удобрения как источник загрязнения водных объектов.
Источник
Влияние минеральных удобрений на эвтрофирование природных вод
Важнейшим социально–экономическим последствием является увеличение нагрузки азотом и фосфором антропогенного происхождения территорий. Вовлечение в естественные биогеохимические циклы огромного потока азота и фосфора антропогенного происхождения привело к резкому снижению степени замкнутости естественного и антропогенного круговорота данных элементов и усилению выноса их в водные объекты.
По данным исследователей в мировом масштабе степень замкнутости антропогенного круговорота фосфора снизился за последние 80 лет с 80 и 30%. И если в начале века антропогенная составляющая в общем потоке фосфора, поступающего в гидросферу, занимала 1/5 часть, то к восьмидесятым годам она составила 4/5 части.
Вовлечение в сферу агропромышленного производства огромного потока минеральных удобрений не дало значительного прироста урожайности сельскохозяйственных культур, но привело к резкому усилению выноса элементов минерального питания из агроландшафтов в водные объекты, загрязнению поверхностных и грунтовых вод, к развитию эвтрофирования.
Антропогенное эвтрофирование вод в результате поступления с поверхностных, внутрипочвенных и дренажных стоках биогенных элементов преимущественно соединений азота и фосфора, не такая безобидная для водных экосистем явление, как это понимают многие специалисты сельского хозяйства.
В результате поступления в водоем или водоток соединений азота и фосфора в количествах, превышающих возможности водной экосистемы вовлечь их в биологический круговорот, наступает бурное развитие сине–зеленых водорослей, называемое «цветением», которое приводит к серьезным изменениям всех видов водопользования. В частности ухудшается качество воды, нарушается кислородный режим, термогидродинамические, морфометрические характеристики водоема. При больших поступлениях соединений азота и фосфора цветению подвергаются реки и каналы, особенно с замедленными скоростями течения. Все это значительно снижает их экологический потенциал – мешает водоснабжению, ведет к исчезновению ценных видов рыб, ухудшает условия судоходства, эксплуатацию гидроузлов, рекреации, увеличиваются затраты на очистку используемой воды.
Кроме того, сине–зеленые водоросли, вызываемые «цветение» воды, являются сами по себе ядовитыми и выделяют в водную среду токсины. Описанные в литературе многочисленные случаи отравления домашних животных, а также заболеваний людей, вызванные токсинами водорослей, придают этому вопросу особую важность и усугубляют проблему водоснабжения из водоемов, подверженных «цветению».
Анализ экологического состояния крупнейших озерных систем бывшего СССР, проведенный за период с 1920 по 1980 гг. показал, что переход систем в более высокий, трофический статус совпадает по времени с ростом применения минеральных удобрений. В Эстонии годовой сток биогенных веществ в рамках республики в 5–10 раз превышает их возможное потребление фитопланктоном и высшей растительностью водных экосистем. При этом 80% азота поступает в водные объекты с удобренных сельскохозяйственных угодий.
Специальные экспериментальные исследования, проведенные на модельных озерах Валдайской возвышенности свидетельствуют о широкой вариабельности коэффициентов выноса азота и фосфора. Так, в Новгородской области вынос биогенных элементов на почвах с преобладанием супеси и суглинка, при оптимальных сроках и нормах внесения удобрений, не превышал 6% по азоту и 1 % по фосфор На экспериментальных полигонах в пойме р. Оки потери азота оценивались в 16–40% по внутрипочвенному стоку при дозах внесения 50 кг/га, а при внесении по тонкому снегу и мерзлой земле – 80%. В Эстонии на малых водосборах Северного плато, на дерновоподзолистых и дерново–карбонатных почвах вынос азота составил 31,6–25,1 %, а фосфора – 0,96–0,75 % от внесенных удобрений.
Обобщение литературных и собственных экспериментальных данных по количественных оценке выноса азота и фосфора минеральных удобрений в водные объекты в различных ландшафтноклиматических зонах бывшего СССР за период с 1960 по 1986 г. показано, что рост применения минеральных удобрений сопровождался увеличением коэффициента выноса и составил по азоту и фосфору соответственно: 1960–е годы – 6–10 и 0,5; 1970–е годы – 17–30 и 0,8–1,8; 1980–е годы – 31–35 и 1,9–2,5%.
При разработке территориальной комплексной схемы охраны окружающей среды Могилевской области нами давалась оценка поступления биогенных элементов в реки, с водосбора (или части его), расположенного на территории области. В результате модельных расчетов установлено, что наибольшее поступление биогенных элементов (азота и фосфора) отмечается в реке, водосборы которых распаханы на 5% и более – это Беседь – 9,7 и Сож – 9,3, наименьшее поступление отмечается с водосбора реки Птичь – 5,6 кг д.в. с 1 га водосбора (табл. 31).
Источник
Почему сельское хозяйство — крупнейший источник загрязнения воды в мире
На сельское хозяйство приходится 70% водопотребления и при этом оно считается крупнейшим источником загрязнения в мире. Как это возможно?
В России более 390 миллионов гектар земель сельскохозяйственного назначения. Фермы Европы используют 173 миллиона гектаров земли, в то время как фермы США используют до 370 миллионов гектаров. Учитывая это, неудивительно, что в сельском хозяйстве используется большая часть мировых запасов воды.
Для выращивания 1 кг зерна необходимо 1,5 тонны воды.
Кроме того, сельское хозяйство занимает первое место в списке крупнейших загрязнителей воды в мире.
Как животноводство вредит экологии?
Земледелие вместе с животноводством чреваты потенциальной опасностью для окружающей среды.
Домашнему скоту вводят антибиотики, вакцины и гормоны для роста поголовья скота. Все это превращается в биологические отходы. Их фермеры либо хранят в специальных ямах, либо разбрасывают по земле в качестве органического удобрения.
В случае расположения таких ям вблизи водоемов, отходы быстро попадают в воду. Особенно после бури или повреждения ям.
Если фермеры разбрасывают отходы, они подвергают опасности грунтовые воды, так как вода поглощает вредные вещества. Осадки также ускоряют процесс. Когда начинается дождь, вода выталкивает вещества глубже в почву или смывает их в водоемы. И это далеко не все!
В биологических отходах содержатся не только остатки ветеринарных препаратов. Например, в курином помете содержится большое количество азота и фосфора. Многие фермеры используют куриный помет для удобрения своих земель, тем самым выделяя азот и фосфор в почву и поверхностные воды.
Азот наносит огромный вред воде. Высокие концентрации азота приводят к чрезмерному росту водорослей в воде, что называется эвтрофикацией.
Неконтролируемый рост водорослей приводит к кислородному истощению. Рыбы и другие водные животные в такой воде не могут жить и массово умирают.
- Типичный пример — мертвая зона в Мексиканском заливе. На этой территории площадью 23000 квадратных километров так много азота, что этот водоем просто непригоден для обитания рыб. Размеры этого «мертвого пятна» резко увеличились в последние годы сопоставимую по размерам с небольшой страной.
- Азотное загрязнение также нанесло огромный ущерб лагуне Мар Менор в Испании. В прошлом году на побережье всплыли мертвые обитатели вод, такие как угри, креветки и окунь, которые задохнулись из-за нехватки кислорода в результате появления водорослей. В этом случае массовый рост водорослей был также вызван азотом и фосфором, поступающим из сельскохозяйственных удобрений. Эта экологическая катастрофа привела к тому, что пляжи заполнились тремя тоннами мертвой рыбы.
- Ежегодно с середины июля по август река Волга становится опасной для её обитателей. А виноваты в этом цветущие сине-зелёные водоросли, которые превращают воду в теплое ядовитое болото. Также купание в такой воде может вызвать заболевания кожи.
- Озеро Горькое-Перешеечного в Егорьевском районе Алтайского края. Здесь в прошлом году произошло обмеление и в результате гниения водорослей погибла рыба. Основной удар принял на себя окунь, который наиболее чувствителен к изменениям среды.
Загрязненная вода и пестициды
С одной стороны, пестициды приносят много пользы, защищая урожай от вредителей и сорняков. Однако, как и навоз, пестициды также несут огромный риск. После интенсивного полива они расщепляются и во время дождя легко уносятся в водоемы.
Если пестициды попадают в воду, которую люди пьют во время пищевой цепи, они могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как раздражение кожи и глаз, повлиять на нервную систему или даже вызвать рак.
Пестициды остаются в почве годами. Они легко растворяются в воде, еще больше повышая концентрацию.
Кто первопричина такого загрязнения?
Рост численности населения и уровня доходов, а также изменения в образе жизни и рационах питания ведут к быстрому повышению мирового спроса на продукцию животноводства и увеличению объемов ее производства. Фермеры будут реагировать на потребности людей.
Такое массовое производство, естественно, требует большого количества пестицидов и создает огромное количество биологических отходов.
Неудивительно, что самым большим источником загрязнения в странах с высоким уровнем доходов является сельское хозяйство, обойдя промышленные предприятия.
Как изменить ситуацию
В 2018 году ООН опубликовала доклад, в котором содержится несколько рекомендаций по улучшению ситуации. Во-первых, фермерам не следует хранить отходы возле источников воды.
Им также необходимо сократить использование пестицидов или использовать только те, которые оказывают наименьшее влияние на качество воды.
Странам следует с помощью различных стимулирующих мер побуждать население покупать экологически чистые продукты питания с минимально возможным воздействием на окружающую среду.
Каждый из нас может внести и свой вклад, например, сократить потребление мяса или бережно относиться к продуктам питания, не покупать лишнего и не выбрасывать еду, которую еще можно «спасти». Поскольку ежегодно 1,3 миллиарда тонн продуктов питания теряются во время производства и доставки или выбрасываются на помойку потребителями.
Источник
Чем опасно попадание минеральных удобрений в воду.
Чем вредны минеральные удобрения.
Помимо положительных свойств и полезных компонентов, содержащихся в составе, применение минеральных удобрений влечет за собой отрицательные последствия. Вред может быть нанесен не только растениям, но и почве, водоёмам, находящимся неподалеку от мест использования данных удобрений.
Это связано с тем, что химические препараты имеют в своем составе не только нужные и полезные элементы, но и вредные компоненты, которые растения не в силах переработать. В результате чего грунт собирает в себе все эти «ненужные» вещества, которые разбалансируют почву, изменяют её состав.
Движение грунтовых вод способствует перемещению минеральных удобрений в земле. При их попадании в реки и другие водные бассейны происходит уменьшение кислорода, который так необходим подводным обитателям, растениям, в итоге его запасы исчерпываются всё быстрее. Рыбы начинают погибать, растения гниют. Среда обитания больше не подходит для жизни.
Также опасен для растений ожог химическими веществами, это наносит вред растению, что понижает качество и количество урожая.
Важно следить за концентрацией азота и не допускать его избытка при введении удобрения в почву. «Лишнее» количество вещества возвращается в атмосферу в виде газов, повышающих температуру на поверхности.
При частом использовании химических удобрений количество питательных вещества в почве сокращается, что оказывает негативное влияние на состав минерально-витаминного комплекса урожая.
Минеральное загрязнение водоемов.
С ростом и развитием промышленности, возрастает и число «жертв» природы, страдающих от последствий.
В воду рек и других природных источников попадает очень большой объем ядовитых веществ. Это и соединения металлов, и минеральные вещества, в том числе сельскохозяйственные подкормки, добавки, удобрения, имеющие в своем составе не только питательные компоненты, но и вредные, даже губительные для водоёмов.
Всем известно, что в таблице Менделеева есть и отравляющие, токсичные элементы – ртуть, свинец, кадмий, селен, литий и другие. Все они поглощаются рыбой, которую впоследствии поглощаем мы. И в результате большое количество людей страдает от последствий отравления этими металлами – поражаются жизненно важные функции: слух, зрение, нервная система. Малыши рождаются с разного рода физическими и умственными отклонениями. Доза вредных веществ, поглощаемая крупной рыбой, может достигать смертельной концентрации для людей. Не стоит забывать об этом, каждый раз, когда задумываемся о загрязнении водоёма любыми минеральными веществами, металлами и так далее.
Многие земледельцы страдают от такого явления, как водная эрозия или разрушение почвы. Но вместе с почвой, в воду попадают добавки, подкормки и другие компоненты, используемые в качестве удобрений. Это влечет за собой и смерть рыбы, и невозможность продолжения жизни в водоёме, который превращается в «цветущую» вонючую жижу. Попадание этих веществ в реки, пруды возможно и с грунтовыми водами.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ), содержащиеся в воде и на побережьях рек и других водных бассейнов, вызывают эвтрофикацию и уменьшают ценность водных объектов, с точки зрения красоты и эстетики. И проведение оздоровительных мероприятий вблизи таких мест становится невозможной.
Фосфорное загрязнение водоемов.
Применение фосфорсодержащих веществ в качестве удобрений должно находиться под строгим контролем специалистов в этой области.
Попадание этого элемента в водоёмы маловероятно в природных условиях, не нарушаемых какими-то факторами. Но всё же возможно, так как разрушение почв после таяния снега, весной, вместе с грунтом, смывает и удобрения, которыми подкармливают растения как раз в этот период.
В результате чего, как и в случае с минеральными веществами, происходит ухудшение качества воды, а в дальнейшем гибель всех её обитателей, Образование газов, таких как сероводород, делает пребывания рядом с водоёмом практически невозможным.
Риск загрязнения существует и для земель, подготовленных для пахоты. Фосфор, содержащийся в удобрениях, является причиной проникновения соединений тяжелых металлов, а также элементов, ядра которых испытывают радиоактивный распад.
Загрязнение воды азотными удобрениями.
Азотные удобрения способны быстро перемещаться вместе с подземными водами, именно поэтому их использование, в основном, стараются перенести на сухое время года.
Помимо негативных последствий, связанных с ухудшением воды и вместе с тем качества жизни в реках, озерах, прудах и других водных бассейнах, в водоёмы попадают ядовитые вещества – нитраты. Во избежание отравлений и других опасностей, возникающих при содержании нитратов в воде, были установлены санитарно-гигиенические нормативы, отражающие предельно допустимую концентрацию вещества.
Для разных географических зон – значение норматива отличается. Это связано с использованием воды в разных целях, в том числе и для каждодневного потребления. В тропиках и на экваторе -10 мг/〖дм〗^3, в умеренных зонах — показатель колеблется от 20 до 25 мг/〖дм〗^3. В Америке этот показатель достигает 44 мг/〖дм〗^3, а вот в Украине норматив практически вдвое превышает показатель в умеренных широтах.
Загрязнение воды нитратами.
Каждый человек не раз слышал, что в овощах могут содержаться нитраты.
Переизбыток нитратов является опасным для людей и животных.
Попадают эти вредные вещества в корнеплоды, зелень и другие растения вместе с водой, их содержащей.
Наиболее опасными и ядовитыми являются нитриты, в которые переходят нитраты под действием бактерий.
Загрязнение воды калийными удобрениями.
Калийные удобрения и их неправильное использование оказывают отрицательное влияние на почву, воду, растения и животных.
Вода начинает горчить, терпит изменения в составе. Содержание элементов почвы разбалансируется, нарушаются пропорции калия и натрия. Все это влечет за собой составление нового катионного состава. Живность, которая потребляет в пищу эти растения, заболевает.
Болезнь характеризуется расстройством нервно-мышечной возбудимости и влечет изменения в составе крови животных. Называют её «пастбищная тетания». Преимущественно от неё страдают молочные коровы.
Меры по уменьшению вреда от минеральных удобрений.
Рассмотрим способы, которые применяют для защиты окружающей среды от негативных последствий использования минеральных удобрений.
Прежде чем начать использовать минеральные добавки и подкормки, важно хорошо знать особенности сельскохозяйственных культур, их периоды роста, цветения, плодоношения и так далее.
Чтобы предотвратить превращение нитратов в нитриты следует применять вещества, замедляющие процессы химических реакций или вовсе их останавливающие. Азотосодержащие удобрения не оставлять без грунтового покрытия, чтобы не допускать взаимодействия добавок с воздухом.
Защита пахотных земель от вымывания и разрушения почв также препятствует попаданию минеральных элементов в водоёмы.
Также нужно обратить внимание на то, в какой форме приобретаются удобрения, каков их срок годности, какого они качества. Это позволит уменьшить количество минеральных веществ, неконтролируемо попадающих в почву и сократить накопление их в грунте.
Не стоит зацикливаться на одной группе удобрений, важно уметь чередовать их, для того, чтобы избежать негативных последствий.
Применение мер предосторожности, разумное использование удобрений, соблюдение норм и правил при работе с минеральными веществами позволит сохранить экологический баланс, избежать загрязнения и ухудшения качества окружающей среды, оградить человека от отравлений, заболеваний.
Источник