Загрязнение воды и почвы пестицидами и гербицидами

В растворенном виде в сточных  водах присутствуют мыло, синтетические  стиральные порошки, дезинфицирующие  средства, отбеливатели и другие вещества бытовой химии. Из жилых домов  поступает бумажный мусор, включая  туалетную бумагу и детские подгузники, отходы растительной и животной пищи. С улиц в канализацию стекает  дождевая и талая вода, часто, с  песком или солью, используемыми  для ускорения таяния снега и  льда на проезжей части улиц и тротуарах.

Промышленность. В индустриально  развитых странах главным потребителем воды и самым крупным источником стоков является промышленность. Промышленные стоки в реки по объему в 3 раза превышают  коммунально-бытовые.

Вода выполняет разные функции, например служит сырьем, обогревателем  и охладителем в технологических  процессах, кроме того, транспортирует, сортирует и промывает разные материалы. Вода также выводит отходы на всех стадиях производства –  от добычи сырья, подготовки полуфабрикатов до выпуска конечной продукции и  ее расфасовки. Поскольку гораздо  дешевле выбрасывать отходы разных производственных циклов, чем перерабатывать и утилизовать, с промышленными  стоками сбрасывается громадное  количество разнообразных органических и неорганических веществ. Более  половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза  и черная металлургия (доменное и  сталелитейное производства). Из-за растущего объема промышленных отходов  нарушается экологическое равновесие многих озер и рек, хотя бльшая часть  стоков нетоксична и несмертельна для  человека.

Тепловое загрязнение. Наиболее масштабное однократное употребление воды – производство электроэнергии, где она используется главным  образом для охлаждения и конденсации  пара, вырабатываемого турбинами  тепловых электростанций. При этом вода нагревается в среднем на 7° С, после чего сбрасывается непосредственно  в реки и озера, являясь основным источником дополнительного тепла, который называют «тепловым загрязнением». Против употребления этого термина  имеются возражения, поскольку повышение  температуры воды иногда приводит к  благоприятным экологическим последствиям.

Сельское хозяйство. Вторым основным потребителем воды является сельское хозяйство, использующее ее для  орошения полей. Стекающая с них  вода насыщена растворами солей и  почвенными частицами, а также остатками  химических веществ, способствующих повышению  урожайности. К ним относятся  инсектициды; фунгициды, которые распыляют  над фруктовыми садами и посевами; гербициды, знаменитое средство борьбы с сорняками; и прочие пестициды, а также органические и неорганические удобрения, содержащие азот, фосфор, калий  и иные химические элементы.

Кроме химических соединений, в реки попадает большой объем  фекалий и других органических остатков с ферм, где выращиваются мясо-молочный крупный рогатый скот, свиньи или  домашняя птица. Много органических отходов также поступает в  процессе переработки продукции  сельского хозяйства (при разделке мясных туш, обработке кож, производстве пищевых продуктов и консервов  и т.д.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Влияние загрязнения

Чистая вода прозрачна, бесцветна, не имеет запаха и вкуса, населена множеством рыб, растений и животных. Загрязненные воды мутные, с неприятным запахом, не пригодны для питья, часто  содержат огромное количество бактерий и водорослей. Система самоочистки  воды (аэрация проточной водой  и осаждение на дно взвешенных частиц) не срабатывает из-за переизбытка  в ней антропогенных загрязнителей.

Накопление токсичных  органических веществ. Устойчивость и  ядовитость пестицидов обеспечили успех  в борьбе с насекомыми (в том  числе с малярийными комарами), различными сорняками и прочими  вредителями, которые уничтожают посевы. Однако было доказано, что пестициды  являются экологически вредными веществами, так как накапливаются в разных организмах и циркулируют внутри пищевых, или трофических, цепей. Уникальные химические структуры пестицидов не поддаются обычным процессам  химического и биологического разложения. Следовательно, когда растения и  прочие живые организмы, обработанные пестицидами, потребляются животными, ядовитые вещества аккумулируются и  достигают высоких концентраций в их организме. По мере того как  более крупные животные поедают  более мелких, эти вещества оказываются  на более высоком уровне трофической  цепи. Это происходит как на суше, так и в водоемах.

Химикаты, растворенные в  дождевой воде и поглощенные частицами  почвы, в результате их вымывания  попадают в грунтовые воды, а затем  – в реки, дренирующие сельскохозяйственные угодья, где начинают накапливаться  в рыбах и более мелких водных организмах. Хотя некоторые живые  организмы и приспособились к  этим вредным веществам, бывали случаи массовой гибели отдельных видов, вероятно, из-за отравления сельскохозяйственными  ядохимикатами. Например, инсектициды  ротенон и ДДТ и пестициды 2,4-D и др. нанесли сильный удар по ихтиофауне. Даже если концентрация ядовитых химикатов несмертельна, эти вещества могут привести к гибели животных или другим пагубным последствиям на следующей ступени трофической цепи. Например, чайки погибали после употребления в пищу больших количеств рыбы, содержащей высокие концентрации ДДТ, а некоторые другие виды птиц, питающиеся рыбой, в том числе белоголовый орлан и пеликан, оказались под угрозой вымирания вследствие снижения воспроизводства. Из-за попавших в их организм пестицидов яичная скорлупа становится настолько тонкой и хрупкой, что яйца бьются, а зародыши птенцов погибают.

8. Контроль и очистка

Практикуются три основных метода очистки сточных вод. Первый существует давно и наиболее экономичен: сброс сточных вод в крупные  водотоки, где они разбавляются пресной  проточной водой, аэрируются и нейтрализуются естественным образом. Очевидно, что  этот метод не отвечает современным  условиям. Второй метод во многом базируется на тех же естественных процессах, что  и первый, и заключается в удалении и снижении содержания твердых и  органических веществ механическим, биологическим и химическим способами. Его в основном используют на коммунальных очистных станциях, которые редко  располагают оборудованием для  переработки промышленных и сельскохозяйственных стоков. Широко известен и достаточно распространен третий метод, состоящий  в сокращении объема сточных вод  путем изменения технологических  процессов; например, в результате вторичной  переработки материалов или использования  естественных методов борьбы с вредителями  вместо пестицидов и т.д.

Очистка сточных вод. Хотя сейчас многие промышленные предприятия  пытаются очистить свои стоки или  сделать производственный цикл замкнутым, а производство пестицидов и других токсичных веществ запрещено, самым  радикальным и быстрым решением проблемы загрязнения воды будет  строительство дополнительных и  более современных очистных сооружений.

Первичная (механическая) очистка. Обычно на пути потока сточных вод  устанавливаются решетки или  сита, которые улавливают плавающие  предметы и взвешенные частицы. Затем  песок и другие грубые неорганические частицы оседают в песколовках  с наклонным дном или улавливаются ситами. Масла и жиры удаляются  с поверхности воды специальными приспособлениями (нефтеловушками, жироловками  и пр.). На некоторое время сточные  воды перебрасываются в отстойники для осаждения мелких частиц. Свободноплавающие  хлопьевидные частицы осаждают путем  добавления химических коагулянтов. Полученный таким образом отстой, на 70% состоящий  из органических веществ, пропускается через специальный железобетонный резервуар – метантанк, в котором  он перерабатывается анаэробными бактериями. В результате образуются жидкий и  газообразный метан, углекислый газ, а  также минеральные твердые частицы. При отсутствии метантанка твердые  отходы закапываются, сбрасываются на свалки, сжигаются (что приводит к  загрязнению воздуха) или высушиваются и используются как гумус или  удобрение.

Вторичная очистка осуществляется в основном биологическими методами. Поскольку на первом этапе органические вещества не удаляются, на следующем  – используются аэробные бактерии для разложения взвешенной и растворенной органики. При этом главная задача заключается в том, чтобы привести стоки в контакт с как можно бльшим числом бактерий в условиях хорошей аэрации, так как бактерии должны иметь возможность потреблять достаточное количество растворенного кислорода. Сточные воды пропускают через различные фильтры – песчаные, из щебня, гравия, керамзита или синтетических полимеров (при этом достигается такой же эффект, как и в процессе естественной очистки в русловом потоке, преодолевшем расстояние в несколько километров).

На поверхности фильтрующего материала бактерии образуют пленку и разлагают органику сточных  вод по мере их прохождения через  фильтр, снижая таким образом БПК  более чем на 90%. Это т.н. бактериальные  фильтры. Снижение БПК на 98% достигается  в аэротанках, в которых благодаря  принудительной аэрации сточных  вод и перемешиванию их с активным илом ускоряются естественные процессы окисления. Активный ил образуется в  отстойниках из взвешенных в сточной  жидкости частиц, не задержанных при  предварительной очистке и адсорбируемых  коллоидными веществами с размножающимися  в них микроорганизмами.

Другим методом вторичной  очистки является продолжительное  отстаивание воды в специальных  прудах или лагунах (поля орошения или  поля фильтрации), где водоросли  потребляют углекислый газ и выделяют необходимый для разложения органики кислород. В этом случае БПК снижается  на 40–70%, но требуются определенные температурные условия и солнечное  освещение.

Третичная очистка. Сточные  воды, прошедшие первичную и вторичную  очистку, еще содержат растворенные вещества, которые делают их практически  непригодными для любых нужд, кроме  орошения. Поэтому были разработаны  и апробированы более совершенные  методы очистки, предназначенные для  удаления оставшихся загрязнителей. Некоторые из этих методов используются в установках, очищающих питьевую воду водохранилищ. Такие медленно разлагающиеся органические соединения, как пестициды и фосфаты, удаляются фильтрацией прошедших вторичную очистку сточных вод через активированный (порошкообразный) древесный уголь, либо добавлением коагулянтов, способствующих агломерации мелких частиц и осаждению образовавшихся хлопьев, либо обработкой такими реагентами, которые обеспечивают окисление.

Растворенные неорганические вещества удаляются ионным обменом (растворенные ионы солей и металлов); химическим осаждением (соли кальция  и магния, которые образуют налет  на внутренних стенках котлов, цистерн  и труб), смягчающим воду; изменением осмотического давления для усиленной  фильтрации воды через мембрану, которая задерживает концентрированные растворы питательных веществ – нитратов, фосфатов и др.; выведением азота потоком воздуха при прохождении стоков через аммиачно-десорбционную колонну; и другими методами. В мире существует лишь несколько предприятий, которые могут проводить полную очистку сточных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Заключение

В России и во всем мире придается  большое значение охране окружающей среды от загрязнения пестицидами. Вопрос об использовании пестицидов рассматривался в России, США, Великобритании, Германии, Японии и других странах. Были сделаны выводы о невозможности  отказа от их применения в ближайшее  обозримое будущее. Намечены конкретные пути рационального применения пестицидов в сельском хозяйстве.

Забота об охране окружающей среды оказывает влияние на использование  пестицидов для защиты растений. Bo многих странах введено строгое регламентирование их применения. Оно позволило в значительной степени предотвратить загрязнение окружающей среды, избежать накопления остатков пестицидов в сельскохозяйственной продукции и в почве, гибели полезных организмов, ущерба здоровью людей. За последнее время усилен контроль за пестицидами со стороны государств.

Химический метод совершенствуется с учетом требований охраны окружающей среды. Снижается токсичность пестицидов для теплокровных организмов, ограничивается использование хлорорганических и  других препаратов, накапливающихся  в окружающей среде. В сельскохозяйственное производство внедряются более совершенные  способы применения пестицидов, в  результате чего загрязнение окружающей среды пестицидами, и в первую очередь хлорорганическими препаратами, уменьшается.

Рациональное применение пестицидов связывается с разработкой  и внедрением в производство комплексных  систем мероприятий, или интегрированной  борьбы, в которой химический метод  сочетается с агротехническим, биологическим, механическим и др. При этом учитывается  экологическая ситуация на защищаемых объектах, принимаются во внимание критерии численности вредных организмов и полезных видов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Акимова Т.А., Кузьмин A.П., Хаскин В.В. Экология. Природа - Человек - Техника. Учебник для вузов. М.: Дрофа, 2007.

2. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология, издание десятое, дополненное и переработанное. Ростов-на Дону: Феникс, 2009.

3. Маврищев В.В. Основы экологии. УчебникФ, 3-е издание, исправленное и дополненное. Минск: Высшая школа, 2009.

4. Николайкин Н.И. Экология. Учебник для вузов. М.: Дрофа, 2008.

5. Степановских А.С. Экология. Учебник для вузов. М.: Дрофа, 2006.

6. Чернова Н.М., Былова А.М. Общая экология. М.: Дрофа, 2008.