1 курс / 1 семестр / Основы экологии / Рындевич. Основы экологии

ческих производств содержит соединения тяжелых металлов, радиоактивные вещества, целый ряд токсичных соединений (никеля, меди, мышьяка, фтора, цианиды), которые вызывают не только гибель животных, растений и других организмов, но и создают реальную угрозу здоровью человека.

Предприятия химической промышленности выступают в роли поставщиков в окружающую среду оксидов углерода, азота и серы,

	Г
сернистого ангидрида, аммиака, сероводорода, сероуглерода, со-
единений тяжелых металлов, синтетических органических веществ
(хлорированные алифатические углеводороды, ацетон, смолы и т.Уд.),
промышленной пыли. Влияние химической промышленности на
а
окружающую природу отличается не только зн чительными мас-
Б
штабами загрязнения, в том числе и токсичными веществамир		, в
процессе производства образуются новые синтетические вещества,

не участвующие в круговороте веществ в биосфере.

вредных веществ выбрасывается в атмосферуй при производстве серной и фосфорной кислот, суперфосфата, аммофоса и др. Так,

В результате выбросов продуктов сгорания пластификаторов и

других пластмасс образуются стойкие токсичные кислоты. Много

при производстве фосфорной к слоты в газовую фазу переходит 60% фтора (фтор выделяется и пип оизводстве суперфосфата).

Соединения фтора являются сильным ядом для всего живого и
			р
особенно для растений. В личие от сернистого газа фтор облада-
ет кумулятивным дейс в		о
		ем, . е. способен накапливаться в орга-
низме в течение дл		времени [15].
	тельного
Перед человечеством стоит проблема хранения и утилизации
и
твердых пр мышленных отходов (пластмасс, металлических по-
рошков, ф рмзв чного грунта, содержащего радиоактивные и ток-

сичныепвеществаои т. п.). Только в Беларуси под объекты с промышлренными отходами занято более 2 000 га земель. В Европе суммарная масса промышленных и бытовых отходов приближается

Рк 15 млрд т.

В зультате нарушений технологии и экологических требований предприятия нефтеперабатывающей промышленности также могут наносить значительный вред природе. Так, при производстве искусственного каучука в окружающую среду могут попадать ацетон, который является канцерогеном, стирол, дивинил, толуол, изопрен и другие далеко не безопасные вещества. Серьезной проблемой

181

остается утечка с подобных производств нефтепродуктов в прилегающие экосистемы. Суммарный результат выбросов на нефтепромыслах, переработке и транспортировке дает в год 1 г нефтепродуктов на каждые100 м2 поверхности вод.

Разрушительное воздействие на природу оказывает добывающая промышленность, которая не только способствует трансформации ландшафта, но поставляет в окружающую среду промыш-

			Г
ленную пыль, содержащую различные токсичные вещества, вклю-
чая соединения марганца, мышьяка и др. Ежегодно в атмосферу в ре-
зультате горных разработок поднимается более 200 000 т пылиУ. Ми-
ровая добыча угля сопровождается ежегодным выб осом 27 млрд м3
		а
метана и 17 млрд м3 углекислого газа, что вносит зн чительную
		Б
долю в накопление парниковых газов. Все это приводитрк измене-
нию химического состава воды и почвы, что нег тивно сказывается
на жизнедеятельности природных сообществ, в частности на про-
цессе круговорота веществ.
Сильно загрязняют окружающую среду предприятия строитель-
	и
ной индустрии (производство цемента, бетона, асбеста, стекла, дере-
др
вообрабатывающие комбинаты	.)йПромышленная пыль не толь-
ко содержит вредные для о ган змов вещества, но при больших ко-

личествах вызывает нарушение п оцесса фотосинтеза у растений, процессов дыхания у жив тных и человека, повреждая слизистую оболочку дыхательных пу ей, провоцирует аллергические реакции.

Значительное кол чесвовредных веществ поступает от пред-
приятий целлюлознот-бумажной промышленности (производство
целлюлозы, уксусной к слоты, этилацетата, бутилацетата и др.).
		и
Так, при выпуске 1 т целлюлозы в окружающую среду попадает до
19,6 кг серызи 38 кг щелочи [15].
Печально известный Байкальский целлюлозно-бумажный ком-
	о
бинат до недавнего времени (до принятия решения об использова-
ниипна нем замкнутых циклов использования воды) ежедневно
сбрасывал в воды Байкала около 30 т серной и 60 т соляной кисло-
е
ты, что приводило к гибели ракообразных, рыб, байкальских нерп и
других представителей уникальной фауны озера.
РПозитивное воздействие промышленности проявляется только

по отношению к отдельным видам и заключается в увеличении численности ряда синантропных видов, приуроченных к предприятиям пищевой (крысы, врановые птицы, тараканы и т. д.), дерево-

182

обрабатывающей (жуки-усачи, точильщики и др.), легкой (жукикожееды, моли и др.) промышленности. Однако положительного воздействие промышленности на отдельные экосистемы и биосферу в целом не существует!

6.1.2 Сельское хозяйство и окружающая среда

Сельское хозяйство, являясь одним из основных видов хозяйст-
венной деятельности человека, возникло еще в период неолита.УЕго
история насчитывает не один десяток тысяч лет. Сельскохозяйст-
										Г
венное воздействие на природу достигло значительных м сштабов.
Его влияние нельзя оценивать как исключительно отрицртельное,
хотя негативные последствия сельскохозяйственной деятельности
значительно превалируют над позитивными.									а
Негативное воздействие сельского хозя ства на окружающую
									Б
среду заключается в трансформации природных ландшафтов и за-
грязнении окружающей среды.								й
Трансформация природных ландшафтов осуществляется в не-
скольких направлениях:							и
уничтожение естественных эк систем в результатевырубки лесов,
распашкилугов, осушенияб л трп дсельскохозяйственныеугодья;
создание антропогенных (искусственных) экосистем — агро-
экосистем (экос						о
			стем полей, огородов, садов и т. д.);
					т
трансформац я пр родных экосистем под воздействием вы-
паса скота,				кормов и т. д.;
			и
		з
заготовки
нарушение			почвенного покрова, водная и ветровая эрозия.
Разраб тка н вых сельскохозяйственных угодий уже привела к
серьезным		оследствиям в разных регионах Земли. Так, в Китае на
вагибели,	лесов и опустыниванию.
с годняшний день лишь 5% территории занято лесами, а изначаль-
Р
но площадьплесов составляла около 90%. На Ближнем Востоке не-
р гулиру мый выпас скота привел к деградации почвенного покро-

Нерациональное земледелие ведет к снижению продуктивности земель. Ежегодно, по данным ЮНЕП, в мире теряется от 5 до 7 млн га плодородныхпочв. Запоследние100 летэрозииподверглось480 млнга (27% общей площади обрабатываемых земель). На Мадагаскаре после уничтожения лесов под сельскохозяйственные угодья и с це-

183

лью заготовки древесины более половины территории подвержено эрозии. Значительные площади земель потеряны для сельскохозяйственного использования в Аргентине, Чили, Бразилии, странах Центральной и Южной Америки, Азии и Африки. В Китае эрозии подвержено около 150 млн га земель, в США — около 120 млн га, во Франции — более 4,5 млн га. За последние 200 лет только в США в категорию бросовых перешла 1/3 всех пахотных земель.

								Г
На территории Беларуси водной и ветровой эрозии в разной
степени подвержено около 38% всей площади земель. Наибольший
удельный вес земель, подверженных водной эрозии, приходитсяУна
Витебскую область — 7% от общей площади сельскохозяйствен-
							а
ных земель области, наименьший — на Брестскую и Гомельскую
							Б
области (2,2 и 0,8% соответственно). В Могилевскойр, Минской и
Гродненской областях данный показатель сост вляет соответст-
венно 6,2, 5,5 и 5,0%.						ветровойМог левской областей данный
1,1%. Для Брестской, Витебской
Удельный вес подверженных							эрозии земель в общей
площади сельскохозяйственных земель Беларуси составляет для
					и
Гродненской области — 1,7%, Гомельской — 1,6%, Минской —
показатель не достигает 1% [19].
			его
Всего же за время св				существования человечество потеряло
2 млрд га плодородных земельр.
При ускоренной эр зии пл д родный слой гумуса толщиной 20 см,
		ли
(образуется в течен е 5—7 тысяч лет) не защищенный раститель-
ным покровом послетуборки урожая, может быть разрушен одной
пыльной бурей		л внем за несколько часов. Такое нередко слу-
	дно
чается на сельскохо яйственных землях в Европе, Азии и Африке,
особенно назсушенных торфяниках, в лесостепи и степи. В Бела-
руси ежег		в результате смыва с полей и выветривания теряется
е
до 180 кг гумуса на каждом гектаре.
пВ р зультате распашки и использования земель под поля, ого-
роды, пастбища и сады происходит замена естественных сообществ
искусственными с преобладанием одного или нескольких культур-
ных видов растений и сопутствующих им сорных видов.
РВместе с этим на аграрных территориях в массовом количестве

появляются вредители сельского хозяйства (млекопитающие, насекомые). Из-за нарушения процесса саморегуляции, в противоположность естественным сообществам, происходит обеднениефауны агро-

184

экосистем с доминированием видов-вредителей. Это связано с тем, что множество животных, в том числе и полезных (хищных млекопитающих, птиц и членистоногих, насекомых-паразитоидов), погибает при распашкеземель, уборкеурожая, химической обработке.

Ежегодносбиомассойубираемыхрастенийизагроэкосистем удаляется значительноеколичество питательных веществ, что приводит к снижениюестественногоплодородияпочвыинарушениюкруговоротавеществ.

							Г
Неграмотное ведение сельскохозяйственной деятельности, не-
соблюдение севооборотов, использование экологически опасных
технологий обработки почвы приводит к возникновению э озииУ
почв, потере их плодородного слоя.						а
			2
Отрицательное влияние на почвенное плодородие ок зывает и
						Б
сельскохозяйственная техника. При уплотнении почвырн рушается
ее структура, резко ухудшаются водно-воздушные условия. Норма
давления на почву — 1 кг / см , если же этот показатель составляет
3—5 кг / см2, урожайность снижается на 30% [15].
Сельское хозяйство оказывает значительное влияние и на болот-
				и
ные экосистемы. Многие из них преобразованы в агроценозы и вклю-
			британии
чены в сельскохозяйственный оборот. йОбщая площадь осушенных
сельскохозяйственных угодий в м					е составляет свыше 135 млн га.
			о
Наибольшие площади таких земель находятся в США — 60 млн га, в
ряде европейских стран: Велик					, Венгрии, Польше, Герма-
нии, России и Беларуси.			Б л а имеют большое гидрологическое,
	и
климатологическое экологическое значение для биосферы. Они яв-
ляются резерватами б оразнообразият , многиеизних рассматриваются
как уникальные составляющие в структуре биосферы. Данные экоси-
о
стемы выступают своеобразными резервуарами пресной воды, разла-
гающегося рганическогоз		вещества, поддерживают уровень залегания

грунтовыхпв дна прилегающих ландшафтах.

Рм ль часто вызывают самые разные отрицательные экологические по-

следствияН родуманная мелиорация (осушение), нарушения технологий мелиорирования, технические ошибки при эксплуатации осушенных зе-

:

снижение уровня залегания грунтовых вод и как следствие этого обмеление и высыхание сопредельных водных объектов;

снижениепродуктивностисельскохозяйственныхилесныхугодий;усыхание лесов;ускоренное разрушение слоя торфа;

185

интенсивные эрозионные процессы;

снижение биоразнообразия целых регионов и т. д.

Орошение засушливых территорий наряду с положительным может оказывать и серьезное отрицательное воздействие. Орошаемое земледелие распространено больше чем в 100 странах мира и занимает

225—250 млн га земель (более 17% пахотных земель). Наибольшее
	У
количество таких земель находится в Китае — 49 млн га, в Индии —
40 млн га, вСША— 21 млн га.	Г
Припродолжительном и избыточном орошении земель может наблю-

воды с соленосным слоем, что приводит к образованиюнарпове хности почвы соляной корки. Подобное явление наблюд ется и в случае полива водами, имеющимивысокоесодержаниеминеральныхБвеществ.

датьсязасолениеизаболачиваниепочв. Происходитсоединениеполивной

В последнее время заболачивание и засоление орош емых земель

имеют место во всех странах Ближнего Востока, Средней Азии, а
	й
также в Австралии, США, Аргентине и Индии. Эти процессы нега-
экосистемы.	состоянии	вод и почвы, они сильно
тивно отражаются не только на

влияют на фауну и флору. В результате происходит смена типичных зоо- и фитоценозов, снижается б оразнообразие, гибнут уникальные

		лько
Животноводство также казывает сильное воздействие на природные
	т		рмелкогоикрупногорогатогоскотакконцу
ландшафты. Поголовье
прошлоговека		б леедвухсполовиноймиллионовголов.
	достигло
Нерегулируемый выпас скота приводит к эрозии почвы, осо-
з
бенно на горных склонах, возвышенностях, где выпадает значи-
о

тельное количество осадков.

Ин гда вследствие выпаса домашних животных происходят коренныепизменения растительности. Особенно это заметно в степных районах, на ример в Европе, где в результате постоянного воздейсттенийвия кру ного и мелкого рогатого скота изменилась структура луго- Рвых и степных биоценозов. Подобные изменения происходят из-за р гулярного поедания скотом надземных органов травянистых рас- , нарушения корневой системы злаковых, изменения химического состава почвы благодаря продуктам жизнедеятельности (экскременты, моча). Уплотнение почвы и сильное выедание и выбивание растительности при больших пастбищных нагрузках вызывают изменение влажности почвы и характера стока, усиливают эрозию.

В таких случаях наблюдается деградация не только растительного

186

покрова, это влечет за собой и резкое сокращение видового состава животных. Подобная ситуация имеет место на некоторых пойменных лугахреки Припять в окрестностях г. Туров.

Избирательность поедания кормов стимулирует увеличение относительного обилия в фитоценозах несъедобны ядовитых и колючих растений.

При перевыпасе в песчаных пустынях пески приходят в движе-

Г

ние, в результате чего гибнут экосистемы оазисов и небольших

пустынных водоемов. Так, в Северной Африке опустыниванию

подвержено 65 млн га пастбищ.

У

В некоторых районах высокая концентрация домашних живот-

ных содействует поддержанию

а

очаговых инфекций (н п имер,

Б

р

сонной болезни в Африке, энцефалита в Сибири).

Серьезной проблемой выступает загрязнение окруж ющей сре-

ды в результате сельскохозяйственной деятельности.

й

Основными источниками сельскохозя ственного загрязнения

среды выступают:

мине

животноводческие хозяйства;

земледельческие (полеводческ е) хозяйства;

хранилища ядохимикатов и

альных удобрений;

о

сельскохозяйственная техника.

вует

относятся:

К основным вещес вам-загрязнителямр

из

стоки животноводческих ферм (жижа);

аммиак(пр сутс

с окахферм, входитвсоставудобрений);

з

минеральные удобрен я (азотсодержащие, в том числе нитраты,

фосфатные, калийные, которыхособоопасныхлорсодержащие);

яд химикаты (долгоживущие, например ДДТ);

п

нефте р дукты.

е

Благодаряокрупным животноводческим хозяйствам существует

постоянный рессинг на окружающую среду, который проявляется в

Р

п рвую оч редь в загрязнении всех сред жизни. Наибольшую опасность представляют крупные свинокомплексы, а также комплексы по разведению крупного рогатого скота. Свиноводческий комплекс мощностью 54 000 голов ежесуточно выбрасывает в атмосферу 578 кг аммиака, 3,1 кг сероводорода, 8 кг меркаптанов, 96 кг углекислого газа, 167 кг пыли и огромное количество микроорганизмов, являясь ещеи источником биологическогозагрязнения среды.

187

Основными источниками поступления в атмосферу загрязнителей являются животноводческие помещения, хранилища и сооружения по обработке бесподстилочного навоза. Отходы крупных животноводческих комплексов часто хранятся под открытым небом, постоянно поставляя в природные экосистемы в огромных количествах различные загрязнители. Например, от животноводческого комплекса на 50 000 голов в окружающую среду поступает такое же количество фосфора,

каки от города с десятитысячнымнаселением [15].							Г
В местах размещения животноводческих комплексов происходит за-
грязнение почвы, поверхностных и подземных вод, атмосферы (вУрезуль-
тате испарения стоков ферм), создаются неблагоприятные санитарно-
гигиенические условия для жизни людей. Загрязнение вызывает гибель
						Б
отдельныхвидоворганизмов, изменяявидовуюструктурурзооценозов. Так,
понашимнаблюдениям, вместахпопаданиявкан лыим лыерекистоков
животноводческих ферм было отмечено сокращениечиславидов водных
жуков (Laccobius, Haliplus и др.) и водных клопов (Corixidae), практически
полностьюисчезлиличинкистрекоз(Aeshna, Lestes) (см. рис. 4.1.10) иподенок
(Ephemeroptera), кроме					и
			наиболее пласт чных видов поденок (Caenis).
В тоже время увеличилось кол чествойчервя трубочника обыкно-
венного (Tubifex tubifex), лич нок комаров-звонцов (Chironomus),
			о
появились личинки мух жу чал к-пчеловидок (Eristalis sp.) и льви-
		водит
нок (Stratiomyia sp.) (рис. р6.1.1), некоторых видов водных жуков
(например, Hydrobius) — индикаторов органического загрязнения.
		и
Сброс ж вотноводческих стоков стимулирует интенсивный
рост макрофитов, пр				к зарастанию водного объекта и заиле-
нию дна,		может вызвать обмеление экосистемы.
	что
В сельск м хо яйстве широко применяются минеральные удоб-
рения и пестицидыз, особенно это касается процессов выращивания
зерно-б б вых и овощных культур. Минеральные удобрения вызы-
е
вают загрязнение почвы не только макроэлементами, такими как
азотп, фосфор, но и микроэлементами. Так, чрезмерное применение
фосфорных удобрений приводит к загрязнению почвы и воды
мышьяком, кадмием, хромом и другими элементами.
Избыточное количество вносимых нитратов и фосфатов, поми-
Рмо загрязнения воды и почвы, ухудшает качество продуктов пита-

ния, что оказывает отрицательное влияние на состояние здоровья человека. Конечно, нельзя воспринимать нитраты как сугубо ядовитые и опасные вещества. Этот вид химических соединений

188

1

У

Г

р

2

а

Б

3

й

и

р

1 — комар-звонец; 2 — львинка; 3 — журчалка-пчеловидка

го

Рисунок 6.1.1 — Личинки двук ылых – индикаторов

органическ заг язнения воды

и

содержится в каждом рас ении. Ведь азотсодержащие вещества, к

з

которым они относятсят, необходимы для роста растений, для уве-

личения

биомассы

раст тельных организмов. Однако их избыток,

как и люб го друг го вещества, негативно сказывается на здоровье.

Увеличение с держания нитратов в окружающей среде в ре-

зультате внесения удобрений приводит к нарушению процессов

е

нитрификации и денитрификации, что вызывает нарушение круго-

Р

воротапазота. Попадание минеральных удобрений в воду провоциру т массовое размножение цианобактерий (цветение воды), что

часто приводит к массовым заморам рыбы, которая гибнет от отравления продуктами жизнедеятельности этих микроорганизмов и от недостатка кислорода, поскольку цианобактерии, покрывая жабры, препятствуют доступу растворенного в воде кислорода.

Изменение химического состава почвы негативно отражается на фауне почвенных организмов. При загрязнении минеральными

189

удобрениями почвы наблюдается гибель насекомых, дождевых червей, изменяется состав микрофлоры, что нарушает процессы образования почвы.

Особенно опасны порошковые удобрения, так как они легко вымываются из почвы. В результате этого культурные растения не успевают получить необходимые вещества и человек вынужден для повышения урожайностиповторновноситьдополнительныедозыудобрений.

Г

Гранулированные удобрения, а также в виде крупных кри-

сталлов в этом отношении более удобны, так как растворяются

белые гранулы за семена и ягоды и поедают их.

Европе

постепенно, хотя и они небезопасны для природы. В

Уоколо

40% птиц, погибающих по вине человека,

получают

от авления

такими удобрениями.

Они принимают яркие голубые,

к асные,

Б

Даже небольшое количество аммиака, поп д я в воду, вызывает

гибель рыб, ракообразных, многих видов насекомых.

Эффективным средством борьбы с вредителями и сорняками с

прошлого века являются ядохимикаты (пестициды).

ли

биологические препараты,

Пестициды — это химическ е

вред

йтелями и болезнями растений,

используемые для борьбы с

сорными растениями, в едителями хранящейся сельскохозяйст-

венной продукции, быт выми в едителями и внешними паразита-

ми животных, а

также

предуборочного

для регулирования роста,

подсушивания рас ений и удаления листьев.

и

Основная масса песицидов — это синтезированные вещества.

з

Похимической структуреразличают следующиевиды пестицидов:

хлорорган ческ

е;

о

ф сф р рганические;

п

ртуть рганические;

мышьякс держащие;

е

роизводныемочевины;

Р

цианистыесоединения;

производныекарбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот;

препараты меди;

производныефенола;

производныесеры и ее соединений.

Среди них выделяют нематоциды (для борьбы с нематодами), инсектициды (для борьбы с насекомыми), лимациды (для борьбы с

190