Радіоекологія аграрних екосистем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний авіаційний університет

Інститут заочного та дистанційного навчання

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

З ДИСЦИПЛІНИ «РАДІОЕКОЛОГІЯ»

ТЕМА: «Радіоекологія аграрних екосистем»

Виконала:

студентка 3 курсу ІЗДН

напрям підготовки 6.040106

залікова книжка № 10.0211254

В'язнікова Марія Сергіївна

Київ 2014

Зміст

Вступ

1. Природні натуральні джерела

2. Шляхи надходження радіонуклідів до живих організмів

3. Агроекосистема

4. Агроекологічні проблеми розвитку і шляхи їх розв'язання

Висновок

Література

Вступ

Радіоекологія - розділ екології, що вивчає вплив іонізуючого випромінювання на навколишнє середовище, акумуляцію радіоактивних речовин в організмах та їх міграцію в біосфері, визначаючи засоби захисту людини від шкідливих впливів, що пов'язані із радіоактивним забрудненням екосистем. Елементи радіоекології містяться в роботах з біогеохімії радіоактивних речовин В.І. Вернадського (20-ті рр. ХХ ст.), у монографії чеських учених Ю. Стокласа й Ж. Пенкава "Біологія радію й урану" (1932). Остаточно радіоекологія сформувалася до середини 50-х рр. ХХ ст. у зв'язку зі створенням атомної промисловості й експериментальними вибухами ядерних бомб, що викликали глобальне забруднення навколишнього середовища радіонуклідами стронцію, цезію, плутонію, вуглецю й ін.

У промисловості за допомогою радіонуклідів здійснюється контроль якості виробів (дефектоскопія), контроль технологічних процесів. Використання іонізуючих властивостей радіоактивних речовин знаходить застосування в блокуючих пристроях - джерело слабкого випромінювання надягають як браслет або кільце на руку робітника. Коли рука наближається до небезпечної зони обладнання, випромінювання впливає на датчик, перетворюючи його в електричний сигнал, який подається на тиратрон і реле, що розриває ланцюг магнітного пускача , і обладнання зупиняється.

1. Природні натуральні джерела

У біосфері Землі є більше 60 природних радіонуклідів, які можна розділити на 3 групи:

Перша група - ряд довгоживучих радіонуклідів, які входять до складу Землі з часу її утворення, - природні радіоактивні ряди - так називається послідовність генетично пов'язаних радіонуклідів, у яких кожний наступний нуклід виникає у результаті альфа- або бета-розпаду попереднього.

Друга група - радіонукліди, що не утворюють радіоактивного ряду і генетично не пов'язані з ним. До цієї групи належать 11 довгоживучих радіонуклідів (⁴⁰К,⁸⁷Rb, ⁴⁰Са, ¹²⁰Те, ¹³⁸Lа, ¹⁴⁷Sm), що мають періоди піврозпаду від 10⁷ до 10¹⁵ років.

Третя група - космогенні радіонукліди, які безперервно виникають у біосфері в результаті ядерних реакцій під впливом космічних випромінювань. Космогенні радіонукліди утворюються переважно в атмосфері у результаті взаємодії протонів і нейтронів з ядрами азоту, кисню і аргону, а далі потрапляють на земну поверхню з атмосферними опадами.

До них належать: ³H, ¹⁴С, ⁷Ве, ²²Nа, ²⁸Мg, ³²Р, ³⁵S, ³⁹Аr - усього 14 радіонуклідів. Головне джерело надходження природних радіоактивних речовин у навколишньому середовищі - гірські породи, що містять уран і торій. Їх період піврозпаду обчислюється мільйонами років. У міру радіоактивного розпаду випромінювання випускають не тільки вони самі, але і їх численні дочірні продукти з більш короткими періодами піврозпаду. Наприклад, при розпаді урану-238 утвориться 13 радіоактивних дочірніх ізотопів. Найбільш небезпечними продуктами розпаду торію-232 є радій-226 і радон-222, що забезпечують разом зі своїми дочірніми продуктами приблизно 75% річної дози опромінення, одержуваної населенням від усіх земних природних джерел радіації.

Найбільшою вагою з усіх джерел природної радіації володіє радон. Він дає приблизно половину дози опромінення людини, одержуваної від усіх природних джерел. Радон накопичується у середині приміщень, просочуючись через фундамент і підлогу із ґрунту або, рідше, вивільняючись з будівельних матеріалів. Близько 70-75% дози опромінення населення України від усіх джерел природної радіоактивності припадає на радон. Винним є Український щит - тектонічна структура, яка проходить з півночі на південь майже посередині України і займає близько 30% усієї території.

Природна радіоактивність рослин, фуражу і харчових продуктів обумовлена в основному калієм-40. Живий організм, засвоюючи калій як необхідний для нормальної життєдіяльності організму елемент, накопичує і радіоактивний калій-40.

Невелика частина дози припадає на тритій і вуглець-14, що утворюються в атмосферному повітрі під впливом космічних променів.

Підвищену радіоактивність мають сланці, фосфорити. Тому фосфорні (а також азотні і калієві) мінеральні добрива часто є носіями радіоактивного забруднення ґрунтів і ґрунтових вод. Високу радіоактивність мають кальцієво-силікатний шлак, фосфогіпс, доменний шлак, вугільний шлак.

2. Шляхи надходження радіонуклідів до живих організмів

У результаті випадання радіоактивних речовин забруднюються такі компоненти природного середовища , як атмосферне повітря, ґрунтовий покрив , водні маси, рослини , тварини тощо. Радіоактивне забруднення може відбуватися такими шляхами:

- аерозольним (поверхневе забруднення);

- контактним (контакт із забрудненими поверхнями);

- біологічним (структурне забруднення);

Аерозольне зараження - це проникнення радіонуклідів через повітря з подальшим осіданням на поверхню землі та інших об'єктів. При цьому радіоактивні речовини проникають на різну глибину залежно від пористості й агрегатного стану речовини.

Контактне зараження відбувається при безпосередньому контакті об'єкта із зараженою поверхнею (наприклад, при перевезенні сировини (продукції) на забрудненому транспорті, пакуванні у забруднену тару, переробці на забрудненому обладнанні і т.ін.)

Біологічний шлях зараження. Радіоактивні речовини включаються в процеси біологічної циркуляції й обміну речовин, що відбуваються в біосфері, унаслідок чого вони потрапляють у харчову сировину рослинного походження через кореневі системи і листя, і далі всередину організму тварин і птахів - з повітрям , водою і кормом. Радіоактивні речовини можуть потрапляти в організм людини з харчовими продуктами, просуваючись ланцюгами живлення.

У результаті просування ланцюгом живлення концентрація радіонуклідів зростає. Чим довший ланцюг, чим більше в ньому ланок, тим більшої концентрації можуть досягати радіонукліди. Так, на останній ланці ланцюга концентрація радіонуклідів на 4-5 порядків вища за початкову.

3. Агроекосистема

Агроекосистема -- нестійка система агроценопопуляцій культивованих рослин на оброблюваних ґрунтах. Її структура і режим підтримуються і регулюються людиною. При відсутності контролю поступово втрачає свої властивості і функції. У своїй основі аграрні екосистеми не відрізняються від інших земних екосистем. Вони мають ті ж загальні ознаки і в них діють ті ж закони , так як агроекосистеми містять всі основні елементи , фактори і залежності , характерні для екологічних систем взагалі.

До основних компонентів агроекосистем відносяться:

o Зовнішнє середовище і її вплив ;

o Продуценти (польові культури і бур'яни ) ;

o Прямі споживачі (людина , домашні тварини , шкідники ) ;

o Редуценти ( грунтова мікрофлора , мікро-і мезо фауна ) .

Всі ці компоненти взаємопов'язані в ланцюзі харчування , але на відміну від більшості природних екосистем агроекосистеми в значній мірі розділені просторово .Основне завдання агроекосистем - давати максимальну продуктивність необхідного для людини продукту , заради якого створюється агроекосистема . Максимальний урожай - це той урожай, який виходить при оптимальному забезпеченні факторів росту і розвитку рослин , що залежать від технології землеробства . Додаткова енергія служить і для здійснення біотичними популяціями екосистем тих функцій, на які в іншому випадку було б потрібно витрата асимільованої сонячної енергії. Це характерно для природних і культурних екосистем.

4. Агроекологічні проблеми розвитку і шляхи їх розв'язання

Прискорений розвиток промисловості, сільського господарства, транспорту, житлово-комунального господарства став причиною погіршення стану навколишнього природного середовища. Постійно зростають обсяги промислових і побутових відходів, знищується рослинний і тваринний світ, виснажуються природні ресурси. Нині вже не стільки відчувається кількісний дефіцит природних ресурсів, а набуває дедалі більшого прояву якісне виснаження ресурсів і погіршення стану природного середовища. Проте слід враховувати, що кожна з галузей промисловості чи сільського господарства мають власні особливості впливу на природні комплекси. Сільськогосподарське виробництво займає важливе значення - воно забезпечує людство продуктами харчування, а промисловість - легку і харчову - сировинну. Саме з розвитком сільського господарства було пов'язане виникнення перших екологічних локальних і регіональних змін природного середовища.

Головним ресурсом для розвитку цієї галузі є ґрунти - поверхневий шар гірських порід, який утворився під дією тварин, рослин, мікроорганізмів, клімату, води та інших факторів. Найважливішою його властивістю є родючість - забезпечення рослин необхідними для їх росту і розвитку органічними і мінеральними компонентами, створення сприятливих умов для такого розвитку. Ґрунти складаються з твердої, рідкої, газоподібної і біологічної складових. Родючість ґрунтів визначається їх щільністю, ґрунтотворною породою, вмістом гумусу, концентрацією біогенних елементів, містом забруднюючих речовин тощо.

Найбільшою екологічною проблемою сільськогосподарського освоєння територій є втрати ґрунту. Причинами цих процесів, як зазначають Г. О. Білявський , Л. І. Бутченко та В. М. Навроцький є такі:

розорювання - ґрунти стають беззахисними перед вітровою і водною ерозією, а також великої шкоди завдає культивація небезпечних з точки зору екологічності культур (цукрових буряків, картоплі та інших, з якими з полів вивозиться велика кількість родючого шару);

перевипасання - знищення трав'яного покриву породжує подальшу ерозію;

зрошення - у посушливих місцях воно сприяє вимиванню солей з глибин у верхні горизонти і засолення внаслідок швидкого випаровування;

ерозія - процес руйнування ґрунтового покриву і знесення його часток потоками води (водна ерозія, буває глибинний і площинний змив) або вітром (вітрова ерозія), яка посилюється внаслідок господарської діяльності людини;

підкислення - зниження їх рН, спричинене забрудненням їх хімічними речовинами, які мають кислотний характер;

заболочування;

опустелювання;

забруднення ґрунтів.

Основними забрудниками ґрунтів є мінеральні добрива (азотні, фосфорні, калійні), пестициди, викиди металургійних заводів, відкритий видобуток корисних копалин, сміттєспалювальних фабрик, ТЕС, звалища відходів, атмосферні опади. Нафта і нафтопродукти потрапляють і у ґрунт під час видобутку нафти, при аваріях нафтопроводів, зі стічними водами різних виробництв, під час роботи техніки на полях, змивання нафтопродуктів з автомагістралей, АТП тощо. Основними шляхами виходу з кризи у сільському господарстві і збереження родючості ґрунтів слід зважати на необхідності проведення наступних заходів. Найважливішим заходом слід вважати інтенсифікацію сільськогосподарського виробництва, виведення нових високопродуктивних сортів сільськогосподарських культур і порід свійських тварин. іонізуючий агроекологічний випромінювання

Дуже важливим є проведення рекультивації земель, тобто проводити відновлення порушених промисловістю земельних площ з метою їх використання в інших галузях народного господарства. Особливо актуальними такі заходи є високо-розвинутих промислових районах або в районах масштабних гірничих розробок. Рекультивація включає цілий комплекс напрямків:

· сільськогосподарський - вирощування сільськогосподарських культур, для яких токсичні речовини, які знаходять у ґрунті є необхідними у великих кількостях. Наприклад, ріпак можна використовувати для рекультивації земель, постраждалих від радіоактивного забруднення, оскільки він накопичує радіонукліди. Інші ж культури використовують з метою закріплення внесеного ґрунту (ковила, типчак, люцерна);

· лісогосподарський напрям - розведення лісів на місцях розробок корисних копалин, сміттєзвалищах;

· водогосподарський напрям - на затоплених кар'єрах можуть створюватися ставки, рибні господарства, водноспортивні бази, протипожежні водосховища, інші водогосподарські об'єкти;

· рекреаційний напрям - використання для відпочинку населення;

· будівельний напрям - забудова рекультивованих земель;

· санітарно-гігієнічний напрям - використання територій кар'єрів під звалища відходів.

У сільському господарстві необхідне удосконалення технології обробітку ґрунту, меліорацій і виробництва хімічних добрив і засобів захисту рослин, проведення обґрунтованих з екологічної точки зору систем гідро-, лісомеліорації та хімічної меліорації, удосконалення систем землеробства, застосування елементів його альтернативних типів, виведення з експлуатації малопродуктивних земель.

Важливою проблемою, яка носить глобальний характер є боротьба з ерозією ґрунтів. Остання охоплює головним чином комплекс таких заходів:

ґрунтозахисна сівозміна - виключення просапних культур і збільшення частки багаторічних трав, підсівних культур, правильне визначення складу оброблюваних культур, їх чергування і агротехнічні прийоми. Збільшення частки багаторічних трав, з метою захисту грунту від руйнування в ерозійні небезпечні періоди;

агротехнічні протиерозійні заходи - заміна відвальної оранки обробкою ґрунту без обороту пласта, оранка, культивація і рядовий посів сільськогосподарських культур упоперек схилу, по можливості паралельно основному напряму горизонталей;

лісомеліоративні протиерозійні заходи і створення водо-регулюючих лісосмуг - створення водо-регулюючих лісосмуг, створення водозахисних лісових насаджень навкруги ставків і водоймищ, насадження протиерозійних лісопосадок на сильно еродованих землях;

гідротехнічні споруди - будівництво гідротехнічних споруд з метою затримання ямкових стічних вод на прибалкових смугах; здійснення безпечного скидання поверхневих вод в яри; зміцнення дна і схилів ярів від подальшого розмиву і руйнування.

Сільське господарство повинно бути орієнтоване на вирощування екологічно чистої продукції. Для цього актуальне впровадження біологічних методів боротьби зі шкідниками, охорона підземних і поверхневих вод, створення парку легких сільськогосподарських машин, що в сукупності з перерахованими вище заходами у перспективі дасть відчутний економічний і екологічний ефект.

Висновок

Радіоекологія - розділ екології, що вивчає вплив іонізуючого випромінювання на навколишнє середовище, акумуляцію радіоактивних речовин в організмах та їх міграцію в біосфері, визначаючи засоби захисту людини від шкідливих впливів, що пов'язані із радіоактивним забрудненням екосистем.

Сільське господарство повинно бути орієнтоване на вирощування екологічно чистої продукції. Для цього актуальне впровадження біологічних методів боротьби зі шкідниками, охорона підземних і поверхневих вод, створення парку легких сільськогосподарських машин, що в сукупності з перерахованими вище заходами у перспективі дасть відчутний економічний і екологічний ефект.

У сільському господарстві необхідне удосконалення технології обробітку ґрунту, меліорацій і виробництва хімічних добрив і засобів захисту рослин, проведення обґрунтованих з екологічної точки зору систем гідро-, лісомеліорації та хімічної меліорації, удосконалення систем землеробства, застосування елементів його альтернативних типів, виведення з експлуатації малопродуктивних земель.

Література

1. Абалкина И. Л. Страхование экологических рисков. - М.: Инфра-М, 1998. - 88 с.

2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учеб. для вузов. - М.: ЮНИТИ, 2001.- 566 с.

3. Бровдій В.М., Гаца О.О. Екологічні проблеми України: Навч. посібник - НПУ, 2000. - 110с.

4. Воронцов А. П. Рациональное природопользование. - М.: Экмос, 2000. - 304 с.

5. Злобін Ю.А., Кочубей Н.В. Загальна екологія: Навчальний посібник. - Суми: ВТД “Університетська книга”, 2003. - 416 с.

6. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології: Навчальний посібник - К.: МАУП, 2002. - 296 с.

7. Агроекосистема (електронний ресурс) http://uk.wikipedia.org/wiki/

8. (електронний ресурс) http://buklib.net/books/22862/

Размещено на Allbest.ru