Удобрения как загрязняющие средства

Удобрения и пестициды: когда продукты становятся ядом?

Стоп ВИЧ/СПИД

Компьютер: «за» и «против»

Последствия применения минеральных удобрений не ограничиваются только эрозией почвы и загрязнением воды. В самой почве живёт множество микроорганизмов. И за миллионы лет эволюции природа создала необходимый баланс между видами. Кроме микроорганизмов существует множество почвенных животных. И даже механизмы фотосинтеза напрямую зависят от процессов, происходящих в почвах. При большом насыщении почвы минеральными удобрениями некоторые виды бактерий гибнут, зато плодятся другие, адаптированные к потреблению азота. Из-за возникшего дисбаланса нарушается ряд биологических процессов, деградирует корневая система деревьев и весь животный мир почвы. Зато это освобождает место для многих вредителей, которые не боятся минеральных удобрений, и уже не имеют в такой почве естественных врагов.

Нитраты и нитриты

Кроме того сами химические вещества, далеко небезвредные для человека, с растениями попадают в наш организм. Нитраты – продукты переработки удобрений, в организме человека превращаются в нитриты. А это высокотоксичный канцероген. Под его воздействием гемоглобин превращается в метагемоглобин. Данное вещество не в состоянии переносить кислород по крови, что нарушает важнейшие процессы в организме. Норма содержания метагемоглобина в крови не более 2%. Под воздействием нитрозосоединений в организме человека возникают злокачественные опухоли, нарушается работа иммунной системы и повышается риск мутаций эмбриона.

Качество продуктов

Ускоренный рост и созревание продуктов под воздействием минеральных удобрений имеет и обратную сторону – ухудшение их качества. Проявляется это в снижении содержания углеводов и увеличении количества сырого протеина в овощах. В картофеле снижается содержание крахмала, а в зерновых культурах нарушается баланс аминокислот. Сокращается и срок хранения продуктов.

Как защититься от нитратов?

Нужно понимать, что в определённых количествах нитраты не вредны для организма и даже могут быть переработаны им в полезные соединения. Но избыток нитратов неминуемо превращается в нитриты со всеми вытекающими последствиями. Поэтому, не имея доступа к экологически чистым продуктам, нужно придерживаться правил, которые помогут минимизировать количество потребляемых нитратов.

Во-первых, нужно знать о распределении нитратов в самих растениях. Так, в салатах и шпинате их большая часть содержится в жилках листьев, в капусте – в кочерыжке, в огурцах и редисе – в корешке, в патиссонах – в верхней части, в кабачках – в кожице и хвостике, в арбузах и дынях – в незрелой мякоти, прилегающая к коркам, в моркови – в сердцевине (до 90%), в свекле – в верхней части (до 65%). Количество нитратов увеличивается, если хранить овощи и соки при высокой температуре. Собирать урожай овощей стоит только, когда он полностью созрел и желательно во второй половине дня. Такие временные колебания также влияют на содержание нитратов.

Если говорить о количестве нитратов в разных овощах и фруктах, то больше всего их накапливается в свекле. Меньше нитратов в капусте, петрушке и луке. А совсем нет в спелых помидорах, красной и чёрной смородине.

Отдельно стоит сказать о готовых салатах. Их нужно есть сразу после приготовления и заправлять желательно оливковым и подсолнечным маслом, потому что в сметане и майонезе активно размножаются бактерии, превращающие нитраты в нитриты. Влияет на этот процесс и перемена температуры – если вы много раз достаёте соки или салаты из холодильника на стол и через какое-то время убираете обратно. При приготовлении супа, из овощей нужно удалять все части с высоким содержанием нитратов. А потом овощи подержать в течение часа в 1% растворе соли. Также тушение овощей хорошо снижает количество нитратов в них. И в завершение приёма пищи полезно выпить зелёного чая или употребить аскорбиновую кислоту.
Все эти меры возможно и не позволят снизить концентрацию нитратов до минимума, но существенно обезопасят ваш организм от них.

Пестициды

До изобретения этих химических средств, методов борьбы с различными вредителями, заболеваниями и сорными растениями, в арсенале сельского хозяйства было весьма немного. С развитием химии уже в начале 20 века учёные начали создавать первые пестициды. На сегодняшний день их количество огромно – более 5000! Индустрия производства пестицидов прошла четыре поколения: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы и пиретроиды. Только последний класс считается безвредным для теплокровных, однако, по-прежнему весьма опасным для рыб. Поэтому его применение на полях вблизи водоёмов запрещено. Остальные классы пестицидов – токсичные химические вещества.

Существует множество классификаций пестицидов в зависимости от типа действия и направленности. Одни направлены на какой-то конкретный вид живых организмов, другие имеют более широкий спектр действия. У разных пестицидов разная степень системного воздействия на организм.

Даже печально известный высокотоксичный ДДТ до сих пор применяется во многих странах мира. В частности он является эффективным средством борьбы с малярийными комарами.

Важно понимать, что распространение пестицидов может охватывать очень большие территории. К примеру, в 1960-е годы во время активного применения ДДТ, этот пестицид находили даже в организме пингвинов в Антарктиде! Это лишний раз показывает, что влияние пестицидов на окружающую среду может быть не только локальным, но и достигать планетарного масштаба. Как в случае с минеральными удобрениями они негативно влияют на почвы, воду, атмосферу и живые организмы. Но в отличие от минеральных удобрений, большинство пестицидов являются ядами в чистом виде. То есть даже незначительное их поступление в организм может привести к серьёзным негативным последствиям!

Вред пестицидов

Пестициды попадают в организм человека непосредственно с овощами и фруктами, в том числе с их поверхности, если плоды плохо вымыты. Из зерновых культур, так как они могут всасываться в них из почвы. Особенно эффективно они всасываются в сезон дождей. Могут пестициды попадать в организм человека с рыбой, если концентрация этих веществ в водоёме их обитания была высокой.

Попадая в организм человека пестициды способный вызвать отравление с летальным исходом. В малых дозах – это высокотоксичные канцерогены, вызывающие раковые заболевания, мутации и общее снижение иммунитета.

При использовании гербицидов необходимо учитывать длительность их действия, учитывать степень засоренности почвы сорняками, учитывать кислотность, влажность, температуру и аэрацию почвы, правильно рассчитывать дозу, учитывать способность почвы самоочищаться.

В истории применения пестицидов есть очень страшные страницы. Всем известный факт распыления гербицидов американскими войсками во Вьетнаме, приведший к гибели более ста тысяч человек и к массовым мутациям у новорождённых. Это пример того, как пестициды могут быть биологическим оружием. Не являются ли они оружием замедленного действия в современном сельском хозяйстве? В теории, при соблюдении всех норм и требований, нет. Но на практике в нашем сельском хозяйстве эти нормы соблюдаются относительно. Выводы напрашиваются сами собой. Особенно это касается самостоятельного применения пестицидов на дачных участках, где этот процесс и вовсе не контролируется. Можно было бы понадеяться на благоразумие людей, вот только практика показывает, что в погоне за урожаем для многих «все средства хороши». Даже если потом они сами будут это есть.

Источник

Минеральные удобрения – угроза жизни человека и всей природы

Минеральные удобрения – один из источников дополнительного питания растений, но с точки зрения повышения плодородия почвы они бесполезны, так как не содержат органической части. Поэтому вместе с минеральными удобрениями обычно вносят торф (органическая добавка) в объёме 500 м3 на 1 га (350 т). Норма внесения минеральных удобрений на 1 га составляет в среднем 600 кг. При этом для раскисления почвы вносят гашёную известь. Дозы извести ( на 1 га) на основании определения pH солевой вытяжки с учётом механического состава почвы колеблются в пределах от 1 т – на супесях и лёгких суглинках до 8 т – на тяжёлых суглинках.

Важно учесть, что эффект положительного действия на растения минеральных удобрений и извести на почву с каждым годом будет уменьшаться, а злоупотребление ими и полное отсутствие внимания к органической части почвы приводит к экологической катастрофе, снижению урожайности, ухудшению экологической чистоты сельскохозяйственной продукции. Чтобы избежать таких последствий, необходимо нормированное внесение минеральных удобрений. Причём, следует помнить, что растением усваивается 17-22 % от объёма вносимых минеральных удобрений, остальная часть (78-83 %) остается в почве и приводит к разрушению гуминовых кислот, уничтожению полезной микрофлоры, что в итоге приводит к полному уничтожению плодородного слоя почвы в том числе к её закислению. Кислая почва – это благоприятная среда для обитания проволочника и таких сорняков, как хвощ, щавель конский, подорожник вьюн, пырей осот и т.д.Кислая почва это благодатная среда для обитания болезнетворной микрофлоры.

Опасен и перекорм растений минеральными удобрениями. В результате переизбытка азота у растений возникает сильный рост листовой массы, слабое завязывание плодов и затягивание сроков их созревания, снижение устойчивости к заболеваниям.Переизбыток азота может привести к следующим последствиям:

· у капусты, при обильном поливе, долго не формируется кочан, уменьшается его плотность, а плотные кочаны быстро лопаются;· у свёклы и картофеля образуются внутри пустоты;· лук долго не созревает, образуя толстую шейку, что снижает его качество и лежкость;· у томатов усиленно растут пасынки, листья, наблюдается слабое, рыхлое цветение и затягивание созревания плодов, плоды получаются водянистые;· у огурцов- избыточное накопление нитратов в плодах.

При некорневой подкормке растений, химические препараты остаются на листьях и побегах растений, что при контакте с человеком может вызвать раздражение кожи, химические ожоги, язвы и т.д. Животные получают в данном случае пищевое отравление, так как слизывают с шерсти остатки препарата, попавшего с растения.

При применении минеральных удобрений и химических средств защиты приводит к уничтожению антоцианов – это пигментные вещества из группы гликозидов (это природные углеводосодержащие вещества органического характера, растительного происхождения). Растительные гликозины в организме человека обладают противоотечным, желчегонным,спазмолитическим, седативным, стимулирующим, бактерицидными свойствами.

Попадая в организм вместе с пищей, окрашенные флавоноиды (витамины):

· уменьшают проницаемость сосудистых стенок;· повышают эластичность капилляров, соединительнотканных структур, сердечной мышцы;· предотвращают развитие злокачественных новообразований и повреждение элементов ДНК;· замедляют процесс старения;· предупреждают внутренние кровоизлияния;· купируют рост колоний патогенов, провоцирующих возникновение респираторных заболеваний;· снижают АД.

Особая ценность антоцианов связана с их способностью улучшать зрение.

Соединения входят в перечень мощнейших антиоксидантов (это природный механизм обеспечения клеток организма адекватной защитой от частиц активного кислорода).Эффективность связывания свободных радикалов кислорода растительными гликозидами на порядок выше, чем у витаминов E и C.

Применение минеральных удобрений и химических средств защиты приводит к уничтожению Сальвестрола. Сальвестрол – это природные соединения (фитонутриенты), которые образуются в растениях( одно из главных веществ в формировании иммунной системы у человека и животных), для защиты от стрессовых факторов, таких как: вирусы; бактерии; ультрафиолетовый свет; насекомые. Они имеют важное значение для здоровья человека, оказывают значительное влияние на борьбу с многими болезнями.

Источник

ТЕМА 6. Загрязнение окружающей среды удобрениями

Цель — познакомить студентов с экологическими проблемами, которые возникают при использовании удобрений в сельскохозяйст­венном производстве.

Задачи.

1.Изучить основные причины загрязнения окружающей среды удобрениями.

2.Определить какие негативные экологические последствия мо­гут возникать при применении азотных, фосфорных и калийных удоб­рений.

3. Познакомиться с приемами снижения загрязнения окружаю­щей среды удобрениями.

Краткая теория вопроса

Основными причинами загрязнения окружающей среды удоб­рениями считаются: 1. Несовершенство организационных форм и технологий транспортировки, хранения, тукосмешения, внесения удобренийний;

2. Нарушение агрономической технологии внесения удобрений в севообороте и под отдельные культуры;

3. Несовершенство самих удобрений, их химических, физиче­ских и механических свойств.

Дурманов Д. Н. и Шишов Л. Л. (1988) обращают внимание на настоятельную необходимость качественного развития химизации и совершенствования диагностики структуры питания возделываемых

растений, что позволяет исключить или хотя бы минимизиро­вать вероятность возникновения экологических конфликтов. Основ­ным показателем следует считать прибавку урожая или повышение содержания того или иного элемента в почве, а не количество удобре­ний, внесенных на гектар поля. Это требование объективно диктует «закон предельной урожайности» (по: Рамад, 1981), в соответствии с которым повышение урожайности имеет тенденцию к замедлению, по мере того как растет количество вносимого удобрения.

Применение в избыточных количествах минеральных удобре­ний вследствие физиологической кислотности отдельных их видов обусловливает развитие процессов подкисления почв. Об этом косвен­но можно судить по дозам извести, используемой в качестве нейтрали­затора (СаСОз, ц на 1 ц удобрений):

1 .Необходимое количество извести для нейтрализации физиоло- гической кислотности удобрений

Это приводит к снижению сумм поглощенных оснований, уси­лению минерализационных процессов, нарушению соотношения под­вижных форм макро- и микроэлементов в почве и элементного состава растений. Так, применение высоких доз азотных удобрений под капус­ту нарушает обмен и поступление серы в растения, что отрицательно сказывается на качестве урожая. В результате подкисления почвенного раствора фосфаты в почве закрепляются, что ухудшает фосфорное пи­тание растений; при этом высвобождаются ионы алюминия, которые являются токсичными для почвенной биоты и растений.

Избыток минеральных удобрений вызывает нарушения в биоло­гическом компоненте почвы, из-за чего процессы трансформации ор­ганического вещества ухудшаются. В структуре микробного ценоза увеличивается доля микроскопических грибов, среди которых много патогенных. Это грозит опасностью образования микотоксинов в поч­ве и продуктах питания и др.

В последние годы отчетливо прослеживается тенденция увели­чения производства сельскохозяйственной продукции (особенно овощной) с повышенным содержанием нитратов. Сами нитраты не отличаются высокой токсичностью, однако под действием микроорга­низмов или в процессе химических реакций восстанавливаются до нитритов, опасных для человека и животных. В организме теплокров­ных нитриты участвуют в образовании более сложных (и наиболее опасных) соединений — нитрозоаминов, которые обладают канцеро­генными свойствами. Многие из этих соединений способны вызывать опухоли у теплокровных даже при небольших концентрациях. Счита­ется, что доза нитрозоамина 10-14 мг/кг является канцерогенной при длительном поступлении с продуктами, имеющими существенный удельный вес в рационе человека.

Широкую известность получило заболевание под названием «метгемоглобинемия», особенно опасное для детей грудного возраста. При этом заболевании нитратный ион (NO»3) взаимодействует с гемо­глобином крови, который не способен транспортировать кислород крови, что приводит к удушью.

Увеличение доз азота не только повышает содержание нитратов, но и одновременно стимулирует уменьшение в произведенной про­дукции витамина С, Сахаров и других веществ, что снижает ее биоло­гическую ценность.

Азотные удобрения загрязняют природные воды. Вынос азота в водные объекты определяется как природными факторами (климат, гидрология, рельеф), так и антропогенными (степень сельскохозяйст­венного использования территории, применяемые системы земледе­лия, нормы удобрений и т. д.). Ввиду опасности загрязнения питьевой воды ВОЗ установил для нее ПДК по нитратам: умеренные широты — 22 мг/л; тропики — 10 мг/л. (В России соответствующее значение ПДК нитратов принято 10 мг/л, то же в Польше и США, в ФРГ — 20 мг/л).

Для сведения к минимуму непроизводительных потерь азота, предотвращения и снижения загрязнения нитратами растениеводче­ской продукции, водоемов и т.д. необходимо четко соблюдать рег­ламенты по транспортировке, хранению и применению удобрений.

Внесению удобрений должно предшествовать известкование почв, которое снижает почвенную кислотность и усиливает процесс восстановления нитратов. Сроки проведения подкормок также играют важную роль в накоплении нитратов. Не рекомендуется применять подкормки в период массового созревания корнеплодов и кочанов.

Исключительно важным приемом снижения (предотвращения) нитратного загрязнения сельскохозяйственной продукции является внесение достаточного количества полноценного органического удоб­рения (навоз, компосты, сидераты). Органические удобрения целесо­образно вносить в соотношении с минеральными 4:1. Навоз должен быть предварительно прокомпостирован с соломой или торфом. Его лучше вносить в почву с осени.

С фосфорными удобрениями в почву попадают многие ток­сичные элементы, малоподвижные в почвенной среде. Довольно высо­ким содержанием загрязняющих веществ отличается, например, суперфосфат (по: Barrows, 1966):

2.Загрязняющие вещества суперфосфата

Кроме того, в фосфорных удобрениях содержится около 1,5% токсичных соединений фтора, который ингибирует активность ряда ферментов. Большая часть фосфора, используемого как удобрение, остается в почве в недоступной для растений форме, т. к. связывается с содержащимися в ней Са, Al, Fe. В природных фосфатах обнаружены радиоактивные элементы урана, радия. В некоторых фосфорных удобрениях на 1 т Р205 приходится 30 — 40 кг стронция — 90.

В водные объекты фосфор поступает тремя путями:

1. В результате потерь при хранении и транспортировке удобре­ний (34% всех поступлений);

2. Из-за смыва сельскохозяйственных земель в растворенном ви­де, а также с продуктами эрозии почв (21% всех поступлений);

3. Вследствие «выпадения» фосфора из аграрного круговорота, обусловленного почти полным отсутствием утилизации органических веществ в коммунальном хозяйстве и снижением до 50% — го уровня утилизации органических веществ в животноводстве (45% всех по­ступлений).

Увеличение содержания Р205 в природных водах привело к эв- трофированию водных объектов: биомасса водорослей в ряде озер и водохранилищ превосходит валовую сельскохозяйственную продук­цию в тех же регионах. Установлено, что на 1 кг поступившего в водо­емы фосфора образуется 100 кг фитопланктона, а «цветение» воды за счет водорослей возникает при концентрации фосфора в воде выше 0,001 мг/л, достигая оптимума при содержании его в количестве 0,9 — 3,5 мг/л (Минеев, 1990).

Калийные удобрения также могут служить источником отри­цательного воздействия на окружающую природную среду. Например, при переработке сильвинита образуются галитовые отвалы, глини­сто — солевые шлаки, а также пылегазовые выбросы. Солеотвалы занимают значительные площади и являются источником засоления почв и подземных вод. Под действием атмосферных осадков образу­ются рассолы с содержанием солей до 300 г/л, которые попадают в подземные воды, откуда в процессе испарения поступают в поверхно­стные слои почвы.

Серьезное загрязнение вызывает продукт обогащения сильвинитовьгх руд — глинисто — солевые шламы. Их обычно хоронят на глу­бине 20-40 м и окружают дамбами. В местах расположения таких «хранилищ» происходит заболачивание и засоление почв.

Калийные удобрения содержат балластные элементы (CI, Na), которые могут накапливаться в почве при систематическом примене­нии повышенных доз удобрений, снижая ее плодородие.

Грунтовые воды пойм крупных рек, на землях которых развито овощеводство, являются одним из основных источников загрязнения речных вод СГ и Na+.

Увеличение содержания хлора в удобрениях в 4 — 5 раз (дерно­во-подзолистые почвы) повышает концентрацию его в соломе зерно­вых и сене клевера на 50 — 70 %, в клубнях картофеля и сене вико — овсяной смеси — на 50 — 100 %. В пахотном слое почвы содержание хлора при этом возрастало на 60 — 290 % в зависимости от вида куль­туры, условий увлажнения и других факторов.

Немалую опасность вызывают содержащиеся в калийных удоб­рениях металлы (Cd, Hg, Pb, Al, Cr), которые могут накапливаться в живых организмах, проникать в грунтовые воды и др.

Для предотвращения больших потерь калия и загрязнения по­верхностных и грунтовых вод калийные удобрения следует вносить под основную обработку почвы. Снижение потерь питательных эле­ментов из минеральных удобрений вследствие вымывания можно дос­тигнуть как агротехническими, так и химическими способами. Представляет интерес применение медленнодействующих удобрений, питательные элементы которых усваивались бы растениями постепен­но в течение вегетационного периода. Достигается это табулировани­ем, покрытием синтетической пленкой (смолами, парафинами и др.) или элементарной серой.

ЗАДАНИЕ 1.При выращивании однолетних трав на зеленый корм на дерново — подзолистых среднесуглинистых почвах рекомен­дуют вносить на 1 га 30 — 40 т компоста и N90P6oKi2o, что в пересчете на определенные виды удобрений составляет: 3,5 ц хлористого аммо­ния (NH4C1 — содержит около 25% азота), Зц суперфосфата (Са(Н2Р04)2 — около 20% Р205) и 2 ц хлористого калия (КС1 — около 60% К20).

Используя данные таблицы 1 рассчитайте дозу извести (по д. в.), которую необходимо внести в почву для нейтрализации физиоло­гической кислотности удобрений (КС1 — физиологически нейтральное удобрение).

Подумайте, в чем заключается ошибка в подборе удобрений.

ЗАДАНИЕ 2.3аполните таблицу:

Виды загрязняющих веществ, связанные с производством и использованием минеральных удобрений

ЗАДАНИЕ 3.Заполните таблицу:

Негативные экологические последствия, связанные с применением удобрений

ЗАДАНИЕ 4.3аполните таблицу: Меры по предотвращению и снижению загрязнения удобрениями сельскохозяйственной продукции и окружающей среды

Ответьте на контрольные вопросы:

1. Какие основные причины загрязнения окружающей среды удобрениями?

2. Какие загрязняющие вещества содержатся в азотных, фосфор­ных и калийных удобрениях?

3. К каким экологическим последствиям приводят эти загряз­няющие вещества?

4. Какие общие меры по снижению загрязнений окружающей среды удобрениями Вы знаете?

5. Какие существуют пути снижения нитратного загрязнения сельскохозяйственной продукции?

6. Какие Вы знаете пути поступления фосфора в водоемы?

7.Что Вы понимаете под медленнодействующими удобрениями?

8.Почему желательно вносить известь с некоторыми видами минеральных удобрений?

9.Что такое «эвтрофикация» водоемов? С чем она связана?

1. Агроэкология. Черников В.А., Чекерес А.И. -М: Колос, 2000 .

2. Агроэкология. Черников В.А. Модуль 6. Сельскохозяйствен­ная экология. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000 .

3. Черников В.А. и др. Экология и устойчивое сельское хозяйст­во: Материалы для чтения. М.: Изд-во МСХА, 2000.

4. Материалы для чтения. М.: Изд-во МСХА, 2000 .

Источник