Источники промышленных загрязнений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1.Классификация промышленных загрязнений

2.Источники промышленных загрязнений среды обитания

2.1Электроэнергетика

2.2Металлургические комбинаты

2.3Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность

2.4Химическая и нефтехимическая промышленность

2.5Угольная промышленность

2.6Газовая промышленность

2.7Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность

2.8Пищевая промышленность

2.9Легкая промышленность

2.10Микробиологическая промышленность

2.11Машиностроение

2.13Транспорт

2.14Жилищно-коммунальное хозяйство

3.Сельское хозяйство как источник химических загрязнений

3.1Минеральные и органические удобрения

3.2Пестициды

4.Виды эрозии почв

4.1Мероприятия по борьбе с эрозией почвы

5.Источники загрязнения в военно-промышленном комплексе

Заключение

Литература



Введение

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию.

Цель реферата:

выявить и раскрыть главные причины и источники промышленных загрязнений окружающей среды.

Тема загрязнения окружающей среды на сегодняшний день является очень актуальной. Главными причинами этого являются:

- использование человеком преимущественно внутренних по отношению к биосфере источников энергии (органическое топливо);

- использование нерациональных хозяйственных циклов, приводящих к возникновению отходов;

- использование вредных для природы синтетических веществ;

- уничтожение человеком структурного многообразия биосферы, что разрушает экосистемы.



1. Классификация промышленных загрязнений

По масштабу загрязнения делятся на:

I. Локальные загрязнения охватывают небольшие территории, обычно вокруг предприятия, населенного пункта и т. п.

II. Региональные загрязнения выявляются в пределах значительных пространств

III. Глобальные загрязнения обнаруживаются в любой точке планеты и далеко от их источника, охватывают большие пространства с угрозой для жизнедеятельности большого количества людей и организмов.

По своему происхождению промышленные загрязнения могут быть:

1. Механические - запыление атмосферы, твердые частицы и разнообразные предметы в воде и почве.

2. Химические - всевозможные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу, гидросферу и почву и вступающие во взаимодействие с ОС.

3. Физические - все виды энергии как отходы разнообразных производств: тепловой, механической (включая вибрации, шум, ультразвук), световой (видимая, инфракрасная и ультрафиолетовая части спектра), электромагнитные поля, ионизирующие излучения.

4. Биологические - это виды организмов, появившиеся при участии человека и наносящие вред ему или живой природе (в условиях машиностроения практически отсутствуют).

5. Тепловые (термальные) загрязнения обусловлены повышением температуры среды, главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов (продукты сгорания, выбрасываемые в дымовую трубу) и вод. Могут возникать и как вторичный результат изменения химического состава среды (например, парниковый эффект - постоянное потепление климата на планете в результате накопления углекислого газа и других газов (метана, фтор- и хлоруглеродов), которые, аналогично покрытию теплицы, пропуская солнечные лучи, препятствуют длинноволновому тепловому излучению уходить с поверхности Земли.

6. Световые загрязнения вызваны нарушением естественной освещенности местности в результате действия искусственных источников света и могут приводить к аномалиям в жизни растений и животных.

7. Акустические загрязнения связаны с превышением естественного уровня шума и ненормальным изменением звуковых характеристик в населенных пунктах и других местах вследствие работы транспорта, промышленных установок, бытовых приборов, поведения людей или других причин.

8. Электромагнитные загрязнения возникают в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и т. п.), что приводит к изменениям в тонких клеточных и молекулярных биологических структурах.

9. Радиоактивные загрязнения обусловлены превышением естественного уровня содержания радиоактивных веществ в среде. Их последствием является радиоактивное загрязнение, вызванное действием ионизирующих излучений.

Источники загрязнения среды обитания подразделяются на сосредоточенные (точечные) и рассредоточенные. К точечным относятся дымовые и вентиляционные трубы, шахты и т. п., к рассредоточенным - факелы цехов, ряды близко расположенных труб, открытые склады и т. п. Источники загрязнения могут быть также непрерывного и периодического действия.



2. Источники промышленных загрязнений среды обитания

Преобладающее воздействие на загрязнение природной среды оказывают техногенные системы с высоким уровнем экологического риска.

Техногенная система - совокупность объектов хозяйственной деятельности человека различного назначения: промышленные предприятия, транспортные магистрали, линии электропередач, буровые скважины, города, сельскохозяйственные комплексы и т. д.

Чтобы оценить влияние антропогенных загрязнений, разделим их на три большие группы: промышленные, сельскохозяйственные и военные.

К наиболее существенным промышленным загрязнениям относятся: электроэнергетика, металлургические комбинаты, нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, химическая, нефтехимическая, угольная, газовая, лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная, пищевая, легкая, микробиологическая промышленность, машиностроение, транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ).

2.1 Электроэнергетика

В настоящее время основная доля энергии производится за счет сжигания или переработки природного органосодержащего сырья - угля, нефти, газа, горючих сланцев, торфа, а также использование энергии рек путем строительства гидроэлектростанций и сооружения водохранилищ.

Наибольшему воздействию в результате деятельности энергетической промышленности подвергаются воздушный бассейн и поверхностные воды. Заметное влияние на изменение состояния ОС оказывает гидростроительство.

Водохранилища, создаваемые в результате сооружения плотин электростанций, регулируют речной сток, снижают опасность наводнений и развития эрозии почв, улучшают судоходность рек, обеспечивают снабжение водой сельскохозяйственных угодий, служат для рекреационных и других целей.

Вместе с тем запруживание рек и строительство водохранилищ нередко приводят к отрицательным последствиям. Водохранилища, особенно крупные, оказывают существенное влияние на изменение микроклимата регионов, где они расположены. При создании крупных водохранилищ происходит затопление плодородных земель и поселений. Гидросооружения влияют на уровень грунтовых вод, вызывают нередко засоление или заболачивание почв и снижение их продуктивности.

В энергетике основными источниками загрязнения являются тепловые электростанции, производство энергии на которых сопровождается в первую очередь загрязнением атмосферного воздуха.

Особое действие на природную среду оказывают предприятия атомной энергетики. Источником потенциальной опасности является весь процесс ядерного топливного цикла - от добычи делящего материала до переработки облученного топлива. Ярким примером загрязнения ОС от атомной электроэнергетики является недавняя авария на АЭС в Японии Фукусимы.

Характерными выбросами энергетического комплекса являются сернистый газ, оксид углерода, оксиды азота, сажа, а также наиболее токсичные ингридиенты - оксид ванадия и бензапирен. Из общего объема основной объем выбросов от АЭС занимают:

31% - пыли,

42% - диоксида серы,

23,5 % - оксида азота.

Энергетика является отраслью промышленности, потребляющей огромное количество воды, 99% которой используется на производство электрической и тепловой энергии. Ежегодно используется около 30 млрд м3 воды, 65-70% экономится за счет использования оборотного водоснабжения.

Большая часть воды расходуется на охлаждение различных агрегатов, в связи с чем тепловые электростанции являются источниками теплового загрязнения. Другим крупным потребителем воды, загрязняющим водоемы и подземные воды, является система гидрозолоудаления ТЭЦ, использующая твердое топливо - угли, сланцы, торф.

Со сточными водами в водные объекты сбрасываются загрязняющие вещества, которыми могут быть взвешенные вещества, нефтепродукты, хлориды, сульфаты, соли тяжелых металлов, специфические вещества (сероводород, капролактам, формальдегид).

Более 50 предприятий атомной энергетики сбрасывают загрязненные воды, которые попадают в бассейны Каспийского, Балтийского, Черного морей, а также в Северный Ледовитый и Тихий океаны. Сбрасываемые радиоактивные изотопы достаточно быстро распадаются и практически не прослеживаются в количествах, превышающих допустимые концентрации в водоемах.

В результате инвентаризации, проведенной в последние годы на 34 предприятиях атомной энергетики, имеется 257 мест хранения и поверхностного захоронения радиоактивных отходов, на которых сосредоточено свыше 405 млн. м3 жидких и около 300 млн. т твердых отходов.

2.2 Металлургические комбинаты

Металлургические комбинаты поставляют в ОС наибольшее число загрязнений и выбросов. На долю черной и цветной металлургии приходится более 35% всех загрязнений, поставляемых техногенными системами. Это вызвано тем, что металлургическая переработка полезных ископаемых отличается наиболее мощными потоками энергии и массы. Металлургия перерабатывает ежегодно миллиарды тонн руды, выдает сотни миллионов тонн стали, чугуна, алюминия, десятки миллионов тонн цветных металлов, сопутствующих готовых продуктов: химических соединений, строительных материалов, сорбентов.

Для выплавки 1 т алюминия требуется переработать 5-10 т руды, 1 т меди - 200 т руды; для извлечения 1 кг золота - 7000 т руды; для получения 1 т готового металла в ряде производств требуется 500-600 т чистой воды.

На всех участках технологической цепи образуются промежуточные продукты, отходы и потери: шлаки, дым, растворы, газы.

В атмосферу поступает значительное количество выбросов. Основные их компоненты - диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сероуглерод, углеводороды и др.

Ежегодно предприятиями черной и цветной металлургии в поверхностные воды сбрасывается более 1 млн. м3 сточных вод, из них 85% - загрязненных. Вместе со сточными водами сбрасывается значительное количество загрязняющих веществ, в том числе взвешенные вещества: сульфаты, хлориды, соединения железа, тяжелых металлов и т. п.

По данным аэрокосмической съемки снежного покрова, зона действия предприятий черной металлургии прослеживается на расстоянии до 60 км от источника загрязнения, а огромные массы оксид серы комбината "Норильский никель", которые выбрасывают высокие (до 100 м) трубы, достигают Канады через Северный полюс. На этом же комбинате ежегодно образуется около 4,7 млн. т отвальных металлургических шлаков. Образующиеся "хвосты" обогащения практически не используются. В хвостохранилище их накоплено около 350 млн. т.

2.3 Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая

Промышленность

Предприятия нефтедобычи и ее переработки оказывают негативное воздействие на атмосферный воздух. Характерными загрязняющими веществами являются углеводороды, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, твердые вещества.

Значительный ущерб ОС наносят аварии на буровых установках и платформах, а также на магистральных газо- и нефтепроводах, которые являются наиболее типичными причинами загрязнения нефтью поверхностных вод.

Для предприятий нефтеперерабатывающей промышленности характерна потребность в большом количестве воды, что обусловливает необходимость их размещения вблизи водоемов и вынуждает принимать меры по защите водных объектов от загрязнения.

Со сточными водами в водоемы поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, соединений азота, фенолов, солей тяжелых металлов.

Нефтеперерабатывающие заводы являются источниками загрязнения почвенных покровов нефтепродуктами. На нефтеперерабатывающих и сланцеперерабатывающих заводах России накоплено за предыдущие годы около 95 млн. т отходов, в том числе 2,4 млн. т - нефтешлаков, 0,8 млн. т - прудовых кислых гудронов, 1,5 млн. т - отработанных отбеливающих глин, 10 млн. т - избыточных активных илов, 80 млн. т - золы сланцепереработки.

Наиболее существенна для этой отрасли доля по выбросам жидких и газообразных веществ - 1/15 промышленного объема выброса этих веществ в стране. промышленный загрязнение

2.4 Химическая и нефтехимическая промышленность

Многообразие продукции химической промышленности, применяемых технологий и сырья определяют широкий спектр загрязнителей атмосферного воздуха, водных бассейнов и почв, причем выбросы, сбросы и отходы производства характеризуются существенными объемами, высокой токсичностью и образованием отходов.

Основными источниками вредных выбросов в атмосферу в промышленности являются производство кислот (серной, соляной, азотной, фосфорной и др.), производство резинотехнических изделий, фосфора, пластмасс, красителей и моющих средств, искусственного каучука, минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола, бензола).

Положение усложняется, а решение экологических проблем затруднено наличием в эксплуатации морально и физически устаревшего оборудования, из которого 60% эксплуатируется более 10 лет, до 20% - свыше 20 лет, 10% - более 30 лет.

Уровень очистки выбросов вредных веществ в данной промышленности высокий (более 90%). Структура выбросов характеризуется следующими данными: твердые вещества (зола мазутная, угольная, пыль неорганическая) - 13,4% общего количества выбросов, жидкие и газообразные вещества - 86,6, в том числе оксид углерода - 32,6, летучие органические соединения - 24,4; диоксид серы - 19,3, оксиды азота - 8,8, углеводороды - 4,8%. Выбросы диоксидов серы, оксидов азота, оксидов углерода в большей степени связаны с работой ТЭЦ и котельных, входящих в состав предприятий комплекса.

Сброс загрязненных сточных вод составляет более 1,6 км3, со сточными водами сбрасываются нефтепродукты, взвешенные сульфаты, фосфор, цианиды, кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, спирт, бензол, формальдегид, фенол, ПАВ, пестициды.

Значительная часть отходов уничтожается (сжигается и вывозится на свалки) или складируется в специально отведенных местах. Хранение связано с отчуждением значительных площадей и закислением почв, только в результате деятельности агрохимического комплекса накоплено около 200 млн. т отходов.



2.5 Угольная промышленность

Основными потребителями угля являются: электроэнергетика - 39%, промышленность и коммунально-бытовой сектор - 27%, коксохимические предприятия - 14%, население - 8%, сельское хозяйство - 5%.

Ряд производств угольной промышленности требует значительного количества воды, например процесс гидродобычи угля на гидрошахтах, поэтому предприятия отрасли сбрасывают в поверхностные водоемы в среднем около 81% загрязненных сточных вод, требующих очистки. Со сточными водами в водоемы поступает большое количество взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, нефтепродуктов, железа, меди, никеля, алюминия, кобальта, магния, марганца, формальдегидов и др.

2.6 Газовая промышленность

При добыче, переработке, хранении и транспортировке природного газа наибольший вред ОС наносится выбросами вредных веществ в атмосферный воздух. От общего объема отходящих веществ при добыче газа улавливается и обезвреживается около 20%. Это один из самых низких показателей среди всех отраслей промышленности.

Выбросы в атмосферу характеризуются наличием в них оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и диоксида серы.

Объем забора свежей воды ежегодно составляет около 68 млн. м3, объем сброса загрязненных сточных вод - 5 млн. м3. Высокий процент экономии воды обусловливается за счет использования оборотных систем водоснабжения при переработке газа.



2.7 Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная

промышленность

Для данной отрасли характерными загрязняющими веществами являются твердые вещества, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, толуол, сероводород, ацетон, ксилол, бутил, этилацетат, формальдегид и др.

Целлюлозно-бумажная промышленность является одной из самых водоемких отраслей экономики. Поэтому наиболее сильное воздействие оказывается на состояние поверхностных вод.

Главный источник образования загрязненных сточных вод в отрасли - производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелки полуфабрикатов с применением хлорпродуктов.

Загрязненные сточные воды характеризуются наличием в них таких вредных веществ, как сульфаты, хлориды, нефтепродукты, фенолы, формальдегиды, метанол и др.

Основная причина негативного воздействия на ОС предприятий данной отрасли - использование старых технологий и устаревшего оборудования.

Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность вносят свой вклад в загрязнение атмосферного воздуха. Наиболее существенная доля данной отрасли по выбросам твердых веществ.

2.8 Пищевая промышленность

Основными источниками образования вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, в данной отрасли являются: шелушители, нейтрализаторы, сепараторы, мучные силосы, технологические печи, фасовочные автоматы, табакорезательные машины, линии по производству парфюмерных изделий, мясоперерабатывающие производства, заводы растворимого кофе и цикория, предприятия по производству мясокостной муки и клеев на органической основе.

Ежегодно предприятиями отрасли выбрасывается около 400 тыс. т вредных веществ, 44% которых проходят очистку.

Отрасль использует ежегодно около 60 млн. м3 воды, объем сбросов составляет 46 млн. м3, доля загрязненных сточных вод достигает около 77%, что говорит о низкой эффективности работы имеющихся очистных сооружений и даже их отсутствии на некоторых предприятиях.

Отходы производства составляют в среднем 20-22% от массы перерабатываемого растительного сырья (около 200 тыс. т яблочных выжимок, очистков овощей и т. д.). Они могут вполне использоваться в качестве вторичных ресурсов для производства кормовой, пищевой и технической продукции, но в последние годы из-за общего спада производства переработка отходов практически не производится. В настоящее время остро стоит вопрос утилизации побочных продуктов и отходов, поскольку многие предприятия сбрасывают их в водоемы, сильно ухудшая экологическую ситуацию в данной местности.

Пищевая промышленность вносит незначительный вклад в загрязнение атмосферного воздуха. Наиболее существенна доля отрасли по выбросам соединений свинца - 6,1% промышленного объема выброса этих веществ. Доля отрасли в использовании свежей воды и сбросе загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы незначительна и составляет 2,8 и 2,0% соответственно.

2.9 Легкая промышленность

В последние 15 лет наибольший спад производства произошел в легкой промышленности (более 50%), соответственно уменьшилась нагрузка на ОС. В выбросах предприятий легкой промышленности присутствуют диоксид серы, оксид углерода, твердые вещества, оксиды азота, бензин, этилацетат, аммиак, ацетон, бензол, толуол, сероводород, оксид ванадия и др.

Основными источниками загрязнения водоемов являются текстильные фабрики и комбинаты, а также процессы дубления кож.

Легкая промышленность вносит незначительный вклад в загрязнение атмосферного воздуха (менее 1% выбросов от промышленных стационарных источников). Доля отрасли в использовании свежей воды и сбросе загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы незначительна и оценивается на уровне 1%.

2.10 Микробиологическая промышленность

Основы микробиологической промышленности составляют предприятия по выпуску кормового микробиологического белка. Предприятия данной отрасли оказывают негативное воздействие на природные водные объекты и атмосферный воздух. В выбросах предприятий содержатся взвешенные вещества, диоксид, оксид углерода, метиловый спирт, уксусная кислота, аммиак, ацетон, серная кислота, формальдегид, оксид ванадия, толуол.

В целом микробиологическая промышленность вносит небольшой вклад в загрязнение атмосферного воздуха, на ее долю приходится 0,4% объема используемой свежей воды и 1% объема сброса сточных вод в поверхностные водоемы.

2.11 Машиностроение

Машиностроительный комплекс по производству продукции является крупнейшим промышленным образованием, включающим следующие отрасли: тяжелое, энергетическое и транспортное машиностроение, станкоинструментальную промышленность, автомобильное, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, электротехническую промышленность, приборостроение и нефтяное машиностроение, строительное, дорожное и коммунальное машиностроение.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются литейное производство, цехи механической обработки, сварочные и лакокрасочные цехи и участки. По валовому выбросу вредных веществ в атмосферу доля машиностроительного комплекса составляет около 6% выбросов в атмосферу всей промышленности.

Выбросы характеризуются присутствием в них оксида углерода, диоксида серы, различных видов пыли и взвешенных веществ, оксидов азота, а также таких вредных веществ, как ксилол, толуол, ацетон, бензин, бутилацелат, аммиак, этилацетат, серная кислота, марганец, хром, свинец и др. Из наиболее опасных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, значительная доля комплекса в выбросе шестивалентного хрома - 137,9 т, или 43% выброса всей промышленности ежегодно.

Предприятия машиностроения ежегодно используют около 3,5 млрд. м3 свежей воды. Ежегодный сброс сточных вод в поверхностные водоемы составляет около 2 млрд. м3, в том числе загрязненных сточных вод - 0,95 млрд. м3.

2.12 Транспорт

С транспортно-дорожным комплексом связаны газообразные, жидкие и твердые отходы, которые поступают в атмосферу, поверхностные и подземные водоемы, морские воды и почвы. В атмосферу поступает значительное количество углекислого газа и вредных веществ - свинца, сажи, углеводородов, оксидов углерода, серы и азота.

Ежегодно около 53% выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на долю транспортных и других передвижных средств, в том числе автомобильных, воздушных, водных, железнодорожных, тракторов и самоходных машин. Общий объем выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом составляет примерно 70% от всех видов транспорта, или около 40% общего количества антропогенного загрязнения атмосферы.

Отставание в развитии транспортных систем, их экологической защищенности и конкурентоспособности на внутреннем и мировом рынках во многом обусловлено отсутствием системы экологической сертификации в нашей стране, необходимой законодательной и нормативной базы, низким экологическим качеством выпускаемой продукции, отсутствием необходимых механизмов стимулирования проведения работ по снижению токсичности новых и эксплуатируемых автомобилей, включая проведение единой государственной политики в этой области. Наиболее серьезным препятствием к внедрению международных стандартов остается использование свинецсодержащих присадок к моторным топливам, не позволяющих применять каталитические нейтрализаторы.

Значительный выброс в атмосферный воздух загрязняющих веществ производят двигатели воздушных судов. Наиболее неблагоприятное воздействие они оказывают в районе аэропортов, так как здесь выбрасывается почти половина загрязняющих веществ, приходящихся на долю авиации.

Основное загрязнение атмосферного воздуха на железных дорогах дают тепловозы. На их долю приходится до 90% выбросов на железнодорожном транспорте.

Основным источником загрязнения при эксплуатации флота являются накопления на пассажирских и грузовых судах хозяйственно-бытовых и нефтесодержащих вод. Более половины судов (57%), эксплуатирующихся на внутренних водных путях, принадлежат коммерческим и частным компаниям, которые во избежание дополнительных расходов не осуществляют сбор и передачу загрязнений со своего флота на утилизацию, не проводят работ по оснащению судов необходимым водоохранным оборудованием. На их долю приходится более 50% хозяйственно-бытовых сточных вод, нефтесодержащих вод, сухого мусора и отходов, образующихся в процессе эксплуатации речного транспорта.

Потоки автомобильного транспорта являются основным источником шума в городах любой величины. Они не только создают 80% всех зон акустического дискомфорта городов, но и определяют максимальное превышение уровней шума над нормативными.

В настоящее время уровни шума на городских улицах составляют 65-85 дБ (при норме 70 дБ), в дискомфортных условиях проживания в среднем находится около 30% городского населения страны.

Следовательно, транспортно-дорожный комплекс вносит определяющий вклад в загрязнение атмосферного воздух. Особенно существенна его доля по выбросам оксида углерода и углеводородов.

2.13 Жилищно-коммунальное хозяйство

Жилищно-коммунальное хозяйство оказывает негативное влияние на ОС в результате:

- изъятия большого количества природных вод;

- сброса в водные объекты неочищенных или недостаточно очищенных бытовых и промышленных сточных вод;

- выбросов в атмосферу от котельных централизованных систем теплоснабжения;

- размещения на свалках бытовых и промышленных отходов;

- урбанизации природных территорий.

В результате возникновения городов, особенно наиболее крупных мегаполисов, на значительных площадях земной поверхности искажается состояние природных систем: биосфера, гидросфера, атмосфера, литосфера. Мегаполисы можно определить как многофункциональные техногенные системы с высоким уровнем экологического риска. За последние десятилетия во всех странах, как в развитых, так и в отсталых, отмечен быстрый рост мегаполисов. Самые крупные города мира на начало ХХI в. - Токио (25,2 млн), Нью-Йорк (18,8 млн), Мехико (17,9 млн), Сан-Паула (16,8 млн), Шанхай (14,3 млн). Поэтому ЖКХ является важной отраслью экономики, использующей природные ресурсы и в то же время призванной обеспечить экологическую безопасность населения в местах проживания.

Состояние 2/3 водных объектов, являющихся источниками питьевого водоснабжения, не отвечает требованиям государственного стандарта на источники централизованного водоснабжения, что не позволяет обеспечить требуемое качество питьевой воды.

Наиболее отрицательное воздействие на состояние экологической безопасности населения имеют аварии техногенного характера, причем около 60% от общего количества приходится на коммунальные системы жизнеобеспечения - теплоснабжение, водоснабжение и канализацию.

Таким образом, ЖКХ имеют определенное значение в объеме сброса загрязненных сточных вод в природные водные объекты.



3.Сельское хозяйство как источник химических загрязнений

3.1Минеральные и органические удобрения

Продуктивность современного сельского хозяйства в значительной степени зависит от использования минеральных и органических удобрений. По оценке американских ученых, удельный вес минеральных удобрений в системе мер повышения урожаев достигает 41%, по данным немецких специалистов -- 50, а по мнению французских исследователей--даже 50--70%. Мировое производство туков составляет в наши дни 120 млн. т в год.

В нашей стране производство минеральных удобрений в середине XX в. стало значительно расширяться. О росте применения удобрений и их роли в повышении урожайности сельскохозяйственных культур свидетельствует и зарубежный опыт. Необходимость применения минеральных удобрений одновременно с повышением урожайности вызывает загрязнение почв и поверхностных вод биогенными элементами и балластными веществами. Например, при внесении в почву калийного удобрения хлорида калия КС1 вместе с необходимым для растений калием вносится не только бесполезный, но и вредный хлор; при мелиорации солонцовых почв фосфогипсом в почву попадает некоторое количество стронция.

Если балластные соединения хорошо растворимы, они вымываются из почвы и поступают в поверхностные и подземные воды, загрязняя их. Если они малорастворимы, то аккумулируются в почве и при достижении определенной концентрации поступают в растения и далее по трофическим цепям в организмы животных и человека. Иногда содержание балластных веществ может достигать токсичных уровней и стать причиной нарушений здоровья человека. Токсичного уровня может достичь и содержание в почве биогенных элементов, чаще всего азота в форме нитратов, что уже неоднократно служило причиной отравления сельскохозяйственными продуктами.

Таблица 1. Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству и внесение ex под основные сельскохозяйственные культуры (по Панникову и Минееву)

Показатели	В среднем за годы
	1970-1975	1976-- 1980
Поставка минеральных удобрений:
всего, тыс. т	14034	18064
питательных веществ на 1 га пашни, кг	62,1	80,90
Внесено под сельскохозяйственные культуры, кг/га:
зерновые	38	61
в том числе под пшеницу	34	39
сахарную свеклу	305	460
хлопчатник	365	409
картофель	221	272
Урожайность сельскохозяйственных куль- тур, кг/га:
зерновых	14,7	16,0
пшеницы	14,5	16,4
озимой пшеницы	22,5	24,7
хлопчатника	27,3	29,3
сахарной свеклы	217	237
картофеля	113	117

Таблица 2. Применение минеральных удобрений, кг-га ^-1 пашни и многолетних насаждений, и урожайность важнейших сельскохозяйственных культур, ц/га ^-1 , в некоторых индустриально развитых странах (по Панникову и Минееву)

Страна	Показатели	Годы
		1961-- 1965	1966-- 1970	1971-- 1975	1976-- 1980	1981-- 1962
США	Внесено удобрений	53	76	94	106	107
	Урожай зерновых сахарной свеклы -	28,1 423	33,0 394	35,6 425	39,7 447	43,5 446
Канада	Внесено удобрений	12	19	25	38	45
	Урожай зерновых сахарной свеклы	10 314	20,6 314	20,5 293	22,0 360	24,3 418
Великобритания	Внесено удобрений	200	240	254	290	324
	Урожай зерновых	34,4	37,7	38,3	44,7	51,7
	сахарной свеклы	360	368	336	351	386
ФРГ	Внесено удобрений	315	345	393	430	433
	Урожай: зерновых сахарной свеклы	30,5 384	36,8 443	37,2 447	42,9 468	46,5 514
Франция	Внесено удобрений	142	195	205	290	360
	Урожай: зерновых сахарной свеклы	26,1 382	35,3 427	28,1 431	43,9 461	47,7 487
Болгария	Внесено удобрений	53	140	148	173	221
	Урожай: зерновых	19,2	25,0	32.7	35,5	40,6
	сахарной свеклы	182	210	236	249	257
Венгрия	Внесено удобрений	56	97	198	278	267
	Урожай: зерновых	20,5	26,0	35.1	42.8	47,0
	сахарной свеклы	246	280	330	336	446

Основной причиной загрязнения биосферы являются грубые нарушения научно обоснованной технологии их транспортировки, хранения и внесения в почву. Чаще всего биогенные элементы, содержащиеся в удобрениях, поступают в окружающую среду:

· при транспортировке от завода до поля;

· за счет смыва удобрений с поверхности полей в реки, озера, моря и вымывания по профилю почвы до грунтовых вод;

· в процессе водной и ветровой эрозии почвы;

· за счет аккумуляции избыточного количества удобрений в почвенном профиле при передозировке или неравномерном внесении и бесконтрольном использовании в качестве минеральных удобрений отходов различных отраслей промышленности.

В практике земледелия бесполезно теряется до 30 -- 50% всех вносимых минеральных удобрений. Из 23 млн. т азота удобрений, вносимых в пахотные земли в нашей стране, только 12 млн. т выносится с урожаем; остальное утрачивается, уходя в атмосферу за счет процессов денитрификации (7--8 млн. т), или смывается и поступает в поверхностные и подземные природные воды (до 2 млн. т). Выделение оксидов азота в атмосферу влечет за собой не только экономические потери, но и грозит нарушением озонового экрана планеты. В наши дни возникла угроза локального и регионального повышения содержания соединений азота до уровня, токсичного для человека. Данные по балансу азота, полученные с помощью изотопа N , свидетельствуют о том, что в полевых условиях растениями усваивается лишь около 40%, в отдельных случаях -- 60 -- 70% действующего вещества азотных удобрений; 18 -- 33% азота иммобилизуется в почве, а 10 -- 30% его улетучивается в виде различных газообразных соединений. Потери азота зависят от дозы вносимых удобрений и соотношения содержания N с другими питательными элементами, сроков и способов внесения, формы азотных удобрений и особенностей технологии их применения, а также от почвенно-климатических условий местности. Сельское хозяйство является основным источником поступления в биосферу соединений фосфора.

Структура и ассортимент фосфатов постоянно изменяются в зависимости от требований сельского хозяйства. В общем объеме выпуска фосфорных удобрений постоянно возрастает доля концентрированных и комплексных форм.

От других биогенных элементов фосфор отличается практическим отсутствием газообразных соединений и тем, что большинство фосфатов плохо растворимы. Тем не менее большое количество соединений фосфора ежегодно поступает в природные воды вследствие смыва фосфорных удобрений с полей под воздействием орошения и эрозионных процессов; за счет возрастания производства различных фосфорсодержащих препаратов (ядохимикатов, детергентов и т. п.), используемых в сельском хозяйстве, быту, промышленности; вследствие вовлечения в биогеохимический круговорот фосфора, входящего в состав горных пород -- фосфоритов и апатитов.

По мнению Ковды (1985), 14--17 млн. т фосфора ежегодно поступает с континентов планеты в Мировой океан с тенденцией к возрастанию. Постоянная миграция вызывает эвтрофикацию водоемов суши. Подсчитано, что только за счет поверхностного смыва с каждого гектара пашни ежегодно уносится до 10 кг фосфора. Наряду с удобрениями источником фосфорного загрязнения почв и вод являются фосфорсодержащие пестициды.

Кроме азотных и фосфорных в современном земледелии используется широкий ассортимент калийных удобрений, поставки которых достигают 12 млн. т в год. Калий играет важную и многообразную роль в жизнедеятельности растений, однако большинство калийных удобрений содержит балластные вещества, не только загрязняющие почву, но и в определенных количествах вредные для растений. Так, сильвинит ( n КС1+ nNaCl ), каинит (КС1* MgS 0 ₄ *ЗН ₂ 0), карналлит ( KCI * MgCb *6Н ₂ 0) содержат хлор и натрий в больших количествах, токсичны для растений, причем доля натрия и хлора составляет 75--80 и 50% соответственно. С фосфорными удобрениями в почву поступает также фтор.

Наряду с минеральными удобрениями в сельском хозяйстве широко используются органические, способствующие не только формированию высоких урожаев возделываемых культур, но и сохранению и повышению почвенного плодородия. Анализ структуры органических удобрений в нашей стране показывает, что основное место в ней принадлежит отходам животноводства. Для содержания животных нередко строятся крупные комплексы по откорму свиней, крупного рогатого скота, птицы. Скопление большого числа животных и птицы на сравнительно малых площадях, в свою очередь, приводит к производству больших масс навоза и птичьего помета, смешанных с подстилочными материалами или разбавленных водой, использующейся для смыва и удаления экскрементов.

Количество экскрементов, их химический состав, уровень разбавления зависят от вида, породы, числа животных, режима их кормления, технического состояния оборудования и качества их обслуживания. В среднем из комплекса по выращиваню коров (3 тыс. голов) ежедневно удаляется 210 -- 215 м смеси экскрементов и сточной воды, из комплекса по откорму крупного рогатого скота (10 тыс. голов) -- 450 -- 675 м , а суточный выход экскрементов и сточных вод из комплекса по откорму свиней производительностью 150 тыс. голов достигает 2000 -- 4000 м ³ . С учетом потерь сточных вод в трубах и накопителях эти величины можно считать на 20 -- 25% выше.

Благодаря высокому содержанию сравнительно легкоразлагаемого органического вещества, сбалансированному содержанию важнейших биогенных элементов ( NPK ) и необходимых растениям микроэлементов навоз и птичий помет издавна считаются ценными удобрениями. Во многих странах с высококультурным земледелием рациональное использование отходов животноводства позволяет существенно снизить производство и применение минеральных удобрений. Так, например в Англии отходы животноводства обеспечивают всю пахотную площадь страны азотом из расчета 75 кг*га ^-1 , фосфором (Р ₂ 0 ₅ ) -- 25 кг*га ^-1 , калием (К ₂ 0) -- 75 кг*га ^-1 , что позволяет выпускать меньше минеральных удобрений; одновременно решается проблема утилизации отходов животноводства и защиты окружающей среды от загрязнения экскрементами животных и птиц.

Однако при неграмотном использовании в качестве удобрений отходов животноводства и птицеводства происходит загрязнение почвы и сельскохозяйственных растений патогенными микроорганизмами и семенами сорных трав, перенасыщение питательными веществами пахотного слоя удобряемых угодий. С поверхностными стоками биогенные элементы и патогены поступают в водоемы, стимулируя развитие сине-зеленых водорослей, снижая содержание кислорода в воде, вызывая заморы рыбы.

Избыточное внесение экскрементов животных в почву ведет к увеличению содержания в ней подвижного цинка и железа, иногда меди и магния, к повышению содержания нитратов. В Румынии после девяти лет орошения сточными водами свиноводческого комплекса в пахотном горизонте содержание нитратов достигало 250 мг*кг ^-1 почвы и 100 мг*кг ^-1 на глубине 1 м , что существенно превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК).

Применение больших количеств навоза на пастбищах также приводит к появлению избыточного NO ^-3 в почвах и кормовых культурах, вызывая нарушения обмена веществ у животных. Аналогичное действие вызывает силос с повышенным содержанием нитратов. Продукция животноводства также может содержать нитраты выше допустимых норм, если животных кормили подобными кормами. Загрязнение биосферы при использовании отходов животноводства в земледелии происходит из-за недостатков технологии их переработки и внесения в почву.

К таким недостаткам можно отнести :

1. недостаток оборудования для использования в орошении животноводческих стоков и жидкой фракции бесподстилочного навоза, отсутствие трубопроводного транспорта, полевых навозохранилищ;

2. недостаточное использование подстилочных материалов (соломы и торфа), несовершенство систем навозоудаления, что в 1,5-- 2,0 раза снижает выход органических удобрений и вызывает ежегодные потери десятков миллионов тонн жидких органических компонентов навоза;

3. недостаточная оснащенность большинства хозяйств техникой для компостирования, навозохранилищами и площадками для компостирования, что снижает количество и качество компостов на базе навоза;

4. широкое использование свежего, неперепревшего навоза, повышающего засоренность посевов и опасность загрязнения почв патогенами и гельминтами;

5. отсутствие совершенной техники для внесения органических удобрений, недостаточное использование навозоразбрасывателей и, как следствие, неравномерное внесение навоза и компостов;

6. при проектировании животноводческих комплексов нарушение соотношения численности животных и удобряемой площади (2--3 условных головы крупного рогатого скота на 1 га ), что ведет к избыточному внесению навоза в пахотные почвы и, как следствие, загрязнению окружающей среды.



3.2 Пестициды

В современном земледелии широко используют; различные виды пестицидов (от лат. pestis -- зараза, caedo -- убивать). Пестициды-- вещества, используемые при возделывании, уборке и хранении продукции растениеводства для борьбы с вредителями, сорняками, фитопатогенами и другими растительными, животными и микробиологическими формами, вредными для растений. К пестицидам относят также регуляторы роста растений -- дефолианты, десикаторы и т. п.

В зависимости от характера использования пестициды подразделяют на следующие группы:

гербициды -- для борьбы с сорными растениями;

альгициды -- для уничтожения водорослей и другой сорной растительности;

арборициды -- для уничтожения нежелательной древесной и, кустарниковой растительности;

фунгициды -- для борьбы с грибковыми заболеваниями растений;

бактерициды -- для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями;

инсектициды -- для борьбы с вредными насекомыми;

акарициды-- для борьбы с клещами;

зооциды -- для борьбы с грызунами;

лимациды -- для борьбы с моллюсками;

нематоциды -- для борьбы с круглыми червями;

афициды -- для борьбы с тлей.

Высокая экономическая эффективность пестицидов способствует их активному применению и расширению ассортимента используемых ядохимикатов. Мировое производство пестицидов на 1982 г . превысило 2 млн. т в год, а ассортимент пестицидных препаратов насчитывает более 100 тыс. наименований на основе более чем 700 химических веществ, принадлежащих к различным классам органических и неорганических соединений.

Пестициды, распыленные в воздухе при использовании самолетов,. переносятся на огромные расстояния и с осадками выпадают не только на' поверхность земли, но и на водную поверхность, нанося огромный вред всему живому. Кроме того, в ряде случаев биоциды вносятся непосредственно в водную среду для уничтожения обитающих там вредных насекомых, непромысловых видов рыб, некоторых водных растений. Даже тщательная дозировка и контроль при массовом применении пестицидов (например, при истреблении комаров) оказываются недостаточными: гибнут птицы и мелкие животные, планктон и бентос. Поэтому Мировой океан можно считать аккумулятором особо стойких пестицидов. Так, для наиболее хорошо изученного из них -- ДДТ -- установлено, что в гидросферу поступило более 25% общего количества использованного препарата. Следовательно, использование долгоживущих пестицидов должно быть ограничено или запрещено. Например, применение ДДТ уже запрещено.



4. Виды эрозии почв

Издавна бедой для земледельца была и все еще остается эрозия почв. Современной науке удалось в определенной мере установить закономерности возникновения этого грозного явления, наметить и осуществить ряд практических мер по борьбе с ним.

Невосполнимый ущерб земельным ресурсам и ОПС продолжает наносить эрозия почв.

Эрозия (от лат. erosio -- разъедание) -- разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.

Эрозия почвы разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.

Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено.

По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.

По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию. Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот.

Ветровая эрозия (дефляция) - это разрушающее действие ветра: развевание песков, лёссов, вспаханных почв, возбуждение пыльных бурь, шлифовка скал, камней, строений, механизмов несомыми твердыми частицами, поднятыми силой ветра.

Водная эрозия почвы. Развитие современной водной эрозии почв на сельскохозяйственных угодьях обусловливается нарушением устойчивого водного режима в процессе эксплуатации земли. Устранить условия, способствующие проявлению эрозии почв, можно путем ослабления концентрации водных потоков и замедления поверхностного стока путем: увеличения поглотительной и инфильтрационной способности почвы, задержания осадков на месте выпадения, отвода или безопасного сброса необходимого количества воды в гидрографическую сеть.

Для успешной борьбы с водной эрозией почв на землях, занятых в сельскохозяйственном производстве, необходима комплексная система мероприятий, позволяющих использовать воды поверхностного стока для увлажнения полей и прекращения развития эрозионных процессов.

Важнейшие элементы системы мероприятий по защите почв от водной эрозии: -- правильная организация территории, создающая предпосылки для эффективного применения средств борьбы с эрозией; -- противоэрозионная агротехника, обеспечивающая повседневную защиту почв и повышение их плодородия; -- лесомелиоративные мероприятия по борьбе с эрозией почв; -- гидротехнические сооружения, предотвращающие размыв почвы.

Отличие ветровой эрозии от водной выражается в том, что первая не связана с условиями рельефа. Если водная эрозия наблюдается при определенном уклоне, то ветровая может наблюдаться даже на совершенно выровненных площадках. При водной эрозии продукты разрушения перемещаются только сверху вниз, а при ветровой -- не только по плоскости, но и вверх. Важным отличием этих двух типов эрозии является то, что при ветровой эрозии происходит выдувание лишь механических элементов почвы, а при водной -- не только смываются частицы почвы, но одновременно происходит растворение в текущей воде питательных веществ, удаление их.

Поверхностная эрозия. Под поверхностной эрозией понимают равномерный смыв материала со склонов, приводящий к их выполаживанию. С некоторой долей абстракции представляют, что этот процесс осуществляется сплошным движущимся слоем воды, однако в действительности его производит сеть мелких временных водных потоков.

Поверхностная эрозия приводит к образованию смытых и намытых почв, а в более крупных масштабах -- делювиальных отложений.

Линейная эрозия. В отличие от поверхностной, линейная эрозия происходит на небольших участках поверхности и приводит к расчленению земной поверхности и образованию различных эрозионных форм (промоин, оврагов, балок, долин). Сюда же относят и речную эрозию, производимую постоянными потоками воды.

Причиной снижения биопродуктивности почв сельхозугодий является уменьшение запасов гумуса. Ежегодные его потери составляют в среднем 0,62 т/га. Согласно прогнозу Института наблюдений за состоянием мира (Нью-Йорк), при существующих темпах эрозии и обезлесения к 2330 г. плодородной земли на планете станет меньше на 960 млрд. т, а лесов -- на 440 млн. га. Если сейчас на каждого жителя планеты приходится в среднем по 0,28 га плодородной земли, то к 2030 г. площадь сократится до 0,19 га.

Более 54% сельскохозяйственных угодий и 68% пашни в настоящее время эродировано или эрозионно опасно. На таких землях урожайность снижается на 10-30%, а порой и на 90%. Оврагами разрушено 6,6 млн. га земель. С их ростом площадь пашни ежегодно сокращается на десятки тысяч гектаров, а площадь смытых земель увеличивается на сотни тысяч.

Каждую весну с таянием снегов сначала маленькие ручейки, а затем и шумные потоки устремляются по склонам в низины, смывая и унося с собой оттаявшую почву. При бурном снеготаянии в почве появляются промоины -- начало процесса образования оврагов.

Овраги, веером расходясь от центрального «стержня» -- балки, разрушают поля, луга, перерезают дороги. Нередко длина балки достигает десятков километров, а оврагов -- нескольких километров. Вовремя не остановленный овраг растет вглубь и вширь, захватывая все больше и больше плодородной земли. Чаще всего овраги зарождаются на склоновых пастбищах с силь­но изреженным травостоем. Однако там, где хорошо развит травостой, даже на очень крутых склонах новые овраги, как правило, не образуются. К тому же создание хорошего растительного покрова способствует резкому повышению продуктивности всех земель.

Ветер поднимает тучи пыли, почвы, песка, мчит их над широкими степными просторами, и все это оседает толстым слоем на землю и поля. Иногда наносы бывают до 2--3 м высотой. Гибнут посевы и сады. Ветер выдувает слой почвы на 16--25 см, поднимает ее на высоту 1-- 3 км и переносит на огромные расстояния. Не раз уже фиксировался перенос пыльных бурь с Африканского континента на Американский. После пыльной бури, разразившейся на Северном Кавказе и в Восточной Украине, частицы почвы были обнаружены на снегу Финляндии, Швеции, Норвегии.

При интенсивной эрозии промоины, рытвины, овраги превращают сельскохозяйственные угодья в неудобные земли, затрудняют обработку полей. Смываемый слой почвы выносится в реки и водоемы, вызывает их заиливание. Разрушительная эрозия возникает и развивается при отсутствии или слабой защищенности почвы культурными сельскохозяйственными растениями От воздействия (ударов) дождевых капель, ливневых струй и талых вод. Поэтому чем дружнее всходы и чем быстрее развиваются и смыкаются культурные растения, тем лучше защищена почва от разрушающего воздействия воды и ветра.

В результате эрозии в почвах уменьшается содержание азота и усвояемых растениями форм фосфора и калия, ряда микроэлементов (йода, меди, цинка, кобальта, марганца, никеля, молибдена), от которых зависит не только урожай, но и качество сельскохозяйственной продукции.

Эрозия способствует проявлению почвенной засухи. Это объясняется не только тем, что значительная часть осадков стекает со склонов, но и тем, что на эродированных почвах с плохими физическими свойствами увеличивается потеря влаги. Засуху в районах проявления эрозии нередко называют «эрозийной засухой». В связи со смывом минеральных элементов питания растений, усилением почвенной засухи, ухудшением физических свойств почв, снижением их биологической активности на склонах с эродированными почвами резко снижается урожай возделываемых культур.