Химизация сельского хозяйства
Одним их основных факторов, способствующих наблюдающейся в современных условиях деградации земель, является их загрязнение. Источники загрязнения почв, как и сами вещества-загрязнители, очень разнообразны, но есть лишь один вид загрязнений, который вносится человеком в почву сознательно – это удобрения и, в первую очередь, пестициды.
Пестициды(от лат.pestis – зараза,caedo– убиваю)– это химические или биологические препараты (ядохимикаты) для защиты сельскохозяйственной продукции – растений. Они используются для борьбы с сорняками (гербициды), вредными насекомыми (инсектициды), возбудителями грибковых заболеваний (фунгициды), для предуборочного удаления листьев (дефолианты), для борьбы с грызунами (зооциды), для регулирования роста растений и других подобных целей.
В настоящее время установлено, что общий экологический вред от использования пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Причина этого заключается в том, что подавляющая часть вносимых в почву пестицидов минует организмы-мишени и попадает в сопредельные почве среды (воду, воздух, растения – через корневую систему).
Отрицательные последствия применения пестицидов:
ухудшение пищевых качеств и сохранности сельхозпродукции;
утрата почвами естественного плодородия;
интоксикация огромного количества населяющих биосферу биологических видов (полезных растений, животных, насекомых) вплоть до полного их исчезновения;
развитие устойчивых рас-вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены;
глубокие изменения всей экосистемы.
Влияние пестицидов на человеческий организм приравнивается многими учеными к действию радиоактивных веществ (!): пестициды подавляют иммунную систему, обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Многие особо опасные пестициды (ДДТ) запрещены к использованию в сельском хозяйстве целого ряда стран, в том числе и РФ.
Однако, несмотря на все это, в мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов (!).
3.2.4. Экологические проблемы энергетики.
Для решения существующей проблемы загрязнения окружающей среды требуется большая энергия, источники которой нужно искать в самой окружающей среде. В связи с этим, а также учитывая постоянный ежегодный рост масштабов индустриальной деятельности человека, на первый план в современном мире выдвигается вопрос об ограниченности имеющихся природных ресурсов, необходимости их рационального использования, поиске новых видов топлива и источников энергии.
Природные ресурсы – компоненты окружающей природной среды, используемые человеком для создания материальных благ и удовлетворения духовных потребностей. К ним относятся солнечная энергия, энергия морских приливов и отливов, геотермальная энергия (внутриземная теплота), энергия ветра, воздух, вода, почва, полезные ископаемые, животные и растения. Природные ресурсы принято делить на неисчерпаемые и исчерпаемые.
Природные
ресурсы
Исчерпаемые
Неисчерпаемые
Возобновляемые
Невозобновляемые
Неисчерпаемые ресурсы – те ресурсы, которые можно использовать неограниченно долго. К ним относятся ресурсы космического масштаба, источник которых не подвержен антропогенному влиянию, а именно: солнечная энергия и вызванные ею природные силы (энергия морских приливов и отливов, энергия ветра, текущая вода), а также геотермальная энергия.
Исчерпаемые ресурсы – те ресурсы, которые могут быть полностью использованы в ближайшей или отдаленной перспективе. Исчерпаемые ресурсы делят на возобновляемые и невозобновляемые. Возобновляемые исчерпаемые ресурсы – ресурсы, обладающие способностью к самовоспроизводству (естественному или с помощью человека), скорость которого сопоставима со скоростью эксплуатации ресурсов. К ним относятся: воздух, пресная вода, почва, растения и животные, некоторые виды минерального сырья (морская соль, торф и др.). Невозобновляемые исчерпаемые ресурсы – ресурсы, скорость использования которых превышает скорость их естественного накопления, если таковое вообще происходит. К ним относятся богатства земных недр, а именно: ископаемое топливо (каменный уголь, нефть, природный газ и др.), металлическое минеральное сырье (железные, медные и др. руды), неметаллическое минеральное сырье (глина, песок и т.п.).
Истощение имеющихся запасов невозобновляемых природных ресурсов со временем неизбежно. Наиболее остро стоит вопрос исчерпания запасов ископаемого топлива, которое является для человечества основным источником получения энергии. В настоящее время ежегодно сжигается столько горючих полезных ископаемых, сколько природа накапливала за миллионы лет. По оценкам специалистов, при сохранении таких темпов использования ископаемого топлива имеющихся на Земле запасов нефти хватит на 30-40 лет, газа – на 40-45 лет, угля – на 70-80 лет. Что же дальше? Прекратится производство электроэнергии, что повлечет за собой катастрофические последствия для цивилизации – остановку производств, электростанций, транспорта и т.п. Поэтому уже сейчас идет активный поиск новых видов топлива, ученые всего мира работают над решением возникающих технологических проблем производства электроэнергии.
Процесс производства, распределения и потребления электроэнергии и тепловой энергии, отпускаемой электростанциями, называют энергетикой. Энергетику принято делить на традиционную и альтернативную. Традиционная энергетика – это получение энергии от ископаемого топлива, а также от дров, текущей воды, синтетического топлива и при делении атомных ядер. Традиционные источники энергии – крупные ГЭС всех типов, ТЭС (угольные, нефтяные, газовые, торфяные), АЭС, ДВС, теплоустановки. Альтернативная энергетика – это получение энергии от Солнца, ветра, приливов и отливов и пр.
Тепловые электростанции (ТЭС)
Принцип работы: ископаемое топливо сжигается в топках паровых котлов, где его химическая энергия превращается в тепловую энергию пара. В паровой турбине тепловая энергия пара переходит в механическую энергию, которая в турбогенераторе превращается в электрическую энергию.
Влияние ТЭС на окружающую среду:
в качестве топлива ежегодно уничтожается огромное количество ценного природного сырья, преимущественно органического, зачастую привозимого издалека;
большой вред природе наносится при прокладке нефте- и газопроводов;
при работе ТЭС ежегодно образуются сотни миллионов тонн твердых отходов в виде золы и шлаков, которые практически не утилизируются, скапливаясь в огромных количествах на специальных полигонах. Они содержат целый ряд химических элементов, таких, как Zn, Mn, Sr, Ti, Ba и др., многие из которых токсичны. Эти элементы проникают из шлаков и золы в почву и подземные воды, делая их непригодными как для бытового, так и для хозяйственного использования;
атмосферные выбросы ТЭС содержат SO2, оксиды азота, тяжелые металлы (As, Pb, Cd, V) и другие вредные для окружающей среды химические вещества;
происходит загрязнение приземного слоя атмосферы большими количествами CO2, образующегося в результате процесса горения;
локализованный процесс горения обуславливает возможность кислородного голодания региона ввиду превышения скорости потребления кислорода над скоростью его поступления в атмосферу за счет процесса фотосинтеза;
вблизи ТЭС, работающих на угле, обычно превышен естественный радиационный фон. Это объясняется присутствием в угле микропримесей радиоактивных изотопов (U-238, Th-232 и др.), которые при работе ТЭС поступают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания;
происходит тепловое загрязнение природных водоемов, вода которых используется для охлаждения отработавшего пара из паровых турбин ТЭС;
работа ТЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды.
Хочется отметить, что химическое загрязнение окружающей среды при работе ТЭС является одним из основных источников возникновения таких глобальных экологических проблем, как “парниковый эффект”, кислотные дожди, не говоря уже о том ущербе, какой наносится растительному и животному миру присутствием в компонентах окружающей среды токсичных веществ различного характера воздействия.
Гидроэлектростанции (ГЭС)
Принцип работы: Вода поступает в турбину ГЭС из верхнего бьефа реки (водохранилища, созданного плотиной) и уходит в нижний бьеф. Таким образом, энергия движения воды преобразуется в турбине в механическую энергию, которая затем генерируется в электрическую энергию.
Основной вред окружающей среде и хозяйственной деятельности человека при работе ГЭС наносится созданием плотин и водохранилищ.
Влияние ГЭС на окружающую среду:
происходит нарушение естественных путей миграции рыб на нерестилища и обмеление самих нерестилищ в низовьях рек;
оказывается большое влияние на водоснабжение, водоорошение, работу речного транспорта – то есть на судоходство рек;
происходит затопление плодородных земель;
возникает целый ряд экономических проблем: становятся необходимыми затраты на передислокацию населения, сельских хозяйств и промышленных объектов в новые районы из мест затопления;
работа ГЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды.
Однако в работе ГЭС есть и свои плюсы: вода – возобновляемый природный ресурс; ГЭС не вносят химическое и тепловое загрязнения в окружающую среду; себестоимость энергии, вырабатываемой ГЭС, в 4 раза ниже, чем у ТЭС и во столько же раз быстрее ее самоокупаемость.
Атомные электростанции (АЭС)
Принцип работы: В реакторе АЭС выделяется тепловая энергия – за счет высвобождения энергии связи нейтронов и протонов при делении ядер радиоактивных изотопов урана (U-235,238,234) под воздействием нейтронов; тепловая энергия превращается в механическую, а затем – в электрическую.
Основной опасностью при работе АЭС является загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами и тепловое загрязнение водоемов, вода из которых используется для охлаждения ядерного реактора и других агрегатов АЭС. При проектировании и строительстве АЭС необходимо учитывать сейсмическую опасность в регионе, плотность населения, характеристику грунтовых слоев, вероятность наводнений, наличие достаточного количества воды для охлаждения реактора и другие условия.
Очевидные преимущества АЭС: при сжигании 1 г ядерного топлива выделяется в 3.106 раз больше теплоты, чем при сжигании 1 г угля; для работы АЭС мощностью в 1 млн. кВатт в течение 3-х лет нужно 2 вагона ядерного топлива, а для ТЭС с аналогичной мощностью – 300 000 вагонов угля.
Альтернативные источники энергии
К альтернативным источникам энергии относят:
энергию Солнца (гелиоэнергетика);
силу ветра (ветроэнергетика);
жидкое и газообразное биотопливо – метанол, растительное масло, метан, водород и др., а также мусор (биоэнергетика);
геотермальную энергию, тепловые насосы и т.п. (энергетика, использующая разность температур);
энергию морских волн, приливов и отливов и т.п. (альтернативная гидроэнергетика).
Почти все альтернативные источники энергии представляют собой неисчерпаемые природные ресурсы. Об их экологической безопасности можно говорить пока только относительно традиционных источников энергии: с этой точки зрения альтернативные источники энергии практически безупречны. Однако в настоящее время эффективность работы имеющихся альтернативных источников очень низка, а затраты на их создание очень велики по сравнению с традиционными.