shpory-ekologia

1. Актуальность проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве усиливается в современных условиях в связи с процессами загрязнения природных ресурсов, используемых в аграрном производстве, промышленными, строительными и другими несельскохозяйственными предприятиями. Эти загрязнения ведут к снижению плодородия почв и их продуктивности, ухудшению качества вод, атмосферы, наносят ущерб растениеводству и животноводству, что влечет недополучение сельскохозяйственной продукции и ухудшение ее качества. Экологические проблемы сегодня являются одними из наиболее важных и глобальных. Поэтому тема работы важна и актуальна. Проблемой экологизации, как одним из направлений развития сельского хозяйства, еще в XIX веке заинтересовались отечественные ученые–агрономы А.Т. Болотов, И.А. Комов, А.Н. Энгельгард, П.А. Костычев. Ими были разработаны основы ведения земледелия с использованием средств биологизации (возделывание бобовых трав на полях, введение севооборотов, использование на удобрение природных русских фосфоритов, освоение травопольной системы земледелия), что явилось базой для внедрения в современных условиях экологобезопасных ресурсосберегающих технологий в сельскохозяйственном производстве. Многие отечественные ученые XX века (В.М. Володин, А.А. Жученко, В.И Кирюшин, А.Н.Каштанов, Е.К. Саранин и др.) занимались проблемой ведения земледелия на экологической основе. Их разработки легли в основу концепции экологизации земледелия, которая направлена на сохранение и повышение плодородия почв за счет внедрения в различных регионах страны технологий возделывания сельскохозяйственных культур с применением биологических и механических средств защиты растений, использования энергосберегающей системы машин, применения биологического азота в качестве удобрений. Внедрение таких технологий позволило сельскохозяйственным предприятиям значительно сократить потери урожая от нерационально используемых техногенных средств интенсификации производства. В экономическом аспекте проблема экологизации сельскохозяйственного производства учеными - экономистами (А.В. Голубев, Е.Г. Лысенко, И.М.Потравный, Г.И. Чегут и др.) рассматривается с точки зрения экономического ущерба от несоблюдения экологических требований предприятиями и отраслями, а также оценки эколого-экономической эффективности внедрения ресурсосберегающих технологий. Предлагается система экономических мер по стимулированию проведения природоохранных мероприятий и предотвращения экономического ущерба. Однако, на сегодняшний день недостаточно разработок, касающихся организации перехода предприятий на экологические методы хозяйствования, для чего необходимы научно обоснованная стратегия экологизации сельскохозяйственного производства и организационно-экономический механизм ее реализации в различных аграрных формированиях. Термин «экологизация» получил множество толкований: экологизация знаний, науки, технологий. Применительно к АПК, с нашей точки зрения, экологизация представляет собой направление развития сельского хозяйства, в основе которого лежит освоение экологических методов хозяйствования, обеспечивающих расширенное воспроизводство природных и антропогенных ресурсов за счет формирования устойчивых эколого-экономических систем. Под устойчивым развитием эколого-экономической системы следует понимать развитие, направленное на увеличение производства конкурентоспособной продукции за счет создания устойчивого агроландшафта, используя экологические методы хозяйствования на основе внедрения адаптивно-ландшафтных систем земледелия, обеспечивая рациональное вовлечение в хозяйственный оборот и повышение эффективности использования природных, материальных и трудовых ресурсов сельской местности.

10. Термин «безотходная технология» впервые предложен российскими учеными Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В ряде стран Западной Европы вместо «мало- и безотходная технология» применяется термин «чистая или более чистая технология» («pure or more pure technology»). В соответствии с решением ЕЭК. ООН и с Декларацией о малоотходной и безотходной технологиях и использовании отходов принята такая формулировка безотходной технологии (БОТ): «Безотходная технология есть практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду» В литературе встречаются и другие термины, например, «безотходная технологическая система» (БТС). Под БТС понимается такое отдельное производство или совокупность производств, в результате практической деятельности которых не происходит отрицательного воздействия на окружающую среду. В определении безотходной технологии подразумевается не только производственный процесс. Это понятие затрагивает и конечную продукцию, которая должна характеризоваться:

· долгим сроком службы изделий,

· возможностью многократного использования,

· простотой ремонта,

· легкостью возвращения в производственный цикл или перевода в экологически безвредную форму после выхода из строя.

Теория безотходных технологических процессов в рамках основных законов природопользования базируется на двух предпосылках: исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных продуктов, а не каждый раз для отдельных;

· создаваемые продукты после использования по прямому назначению должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового производства. Схема такого процесса – «спрос – готовый продукт – сырье». Но каждый этап этой схемы требует затрат энергии, производство которой связано с потреблением природных ресурсов вне замкнутой системы. Вторым препятствием полной замкнутости процесса является износ материалов, их рассеивание в окружающей среде. Например, долгое, на протяжении многих столетий, использование таких металлов, как серебро, свинец, цинк, медь и др., и их рассеивание в процессе этого использования в ОС привели к тому, что сроки их исчерпания из земных недр составляют, согласно своду международных прогнозов «Мир в 2000 году», всего один-два десятка лет. Понятие безотходной технологии условно. Под ним понимается теоретический предел или предельная модель производства, которая в большинстве случаев может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда – малоотходная технология – МОТ). Но с развитием современных наукоемких технологий БОТ должна быть реализована все с большим приближением к идеальной модели. Критики концепции безотходного производства утверждают, ссылаясь на второй закон термодинамики, что как энергию нельзя полностью перевести в работу, так и сырье невозможно полностью переработать в продукты производства и потребления. С этим нельзя согласиться, поскольку речь идет, прежде всего, о материи и о Земле как открытой системе, а материю – продукцию в соответствии с законом сохранения вещества и энергии всегда можно преобразовать снова в соответствующую продукцию. Примерами служат безотходно функционирующие природные экосистемы. Имеется и другая крайность, когда все работы, связанные с охраной ОС от промышленных загрязнений, относят к БОТ и МОТ. Необходимо помнить, что оценка степени безотходности производства – очень сложная задача и единых критериев для всех отраслей промышленности нет. В целом комплексный подход к оценке степени безотходности производства должен базироваться на:

· учете не столько безотходности, сколько степени использования природных ресурсов;

· оценке производства на основе самого обычного материального баланса, т. е. на отношении выхода конечной продукции к массе поступившего сырья и полуфабрикатов;

· определении степени безотходности по количеству отходов, образующихся на единицу продукции.

Для точного определения степени безотходности необходимо введение поправки на токсичность отходов. Невозможно сопоставлять только по массе, например, отходы содового производства и отработанные растворы гальванических цехов. Для сравнительного анализа различных технологических схем однотипных производств, выпускающих продукцию одного и того же вида, на стадии их проектирования вполне может быть использован поправочный коэффициент на токсичность отходов. Для расчета энергетических затрат следует рассматривать энергоемкость продукции с учетом коэффициентов безотходности. Только в этом случае можно получить объективный показатель безотходности рассматриваемого производства. Масштабы загрязнения ОС при производстве электроэнергии на ТЭС часто таковы, что могут свести к минимуму те экологические преимущества, которые удается достичь при совершенствовании основного производства. Например, в цветной металлургии о степени безотходности судят по коэффициенту комплексности использования сырья (во многих случаях он превышает 80%). В угледобывающей промышленности предприятие считается безотходным (малоотходным), если этот коэффициент не превышает 75%.

15. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

(А.с.з.) - способы получения сельскохозяйственной продукции без использования химических средств защиты растений и минеральных удобрений (иногда в небольших количествах используют очищенные фосфорные удобрения, такие, как томас-шлак), а также без стимуляторов роста и других химических препаратов при содержании скота. Основа А.с.з. - севообороты с участием сидератов и навоза.

Продукты питания, произведенные на экологически чистых фермах (обычно диетические или для детского питания), в 2-4 раза дороже, а их качество подтверждается специальным сертификатом. В ФРГ такой сертификат можно получить не раньше чем через пять лет после полного прекращения использования химикалий.

Перспективы А.с.з. ограничены, так как полный отказ от удобрений неминуемо ведет к снижению урожая. По этой причине фермы, где используются А.с.з., не играют существенной роли в производстве сельскохозяйственной продукции. Даже в развитых странах (ФРГ, США) на их долю приходится менее 1% от общего числа аграрных предприятий. Наиболее перспективны компромиссные системы земледелия

Альтернативные системы земледелия

способы получения сельскохозяйственной продукции без использования химических средств защиты растений и минеральных удобрений (иногда в небольших количествах используют очищенные фосфорные удобрения, такие, как томас-шлак), а также без стимуляторов роста и других химических препаратов при содержании скота. Основа А.с.з. — севообороты с участием сидератов и навоза. Продукты питания, произведенные на экологически чистых фермах (обычно диетические или для детского питания), в 2—4 раза дороже, а их качество подтверждается специальным сертификатом. В ФРГ такой сертификат можно получить не раньше чем через пять лет после полного прекращения использования химикалий. Перспективы А.с.з. ограничены, так как полный отказ от удобрений неминуемо ведет к снижению урожая. По этой причине фермы, где используются А.с.з., не играют существенной роли в производстве сельскохозяйственной продукции. Даже в развитых странах (ФРГ, США) на их долю приходится менее 1% от общего числа аграрных предприятий. Наиболее перспективны компромиссные системы земледелия.

5. В связи с многоотраслевым характером промышленного производства виды природных ресурсов дифференцируются следующим образом:

Энергетические, к которым относят разнообразные виды ресурсов, используемых на современном этапе для производства энергии:

горючие полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, битуминозные сланцы и др.)

гидроэнергоресурсы (энергия речных вод, приливная энергия и т.п.);

источники биоэнергии (топливная древесина, биогаз из отходов сельского хозяйства.);

источники ядерной энергии (уран и радиоактивные элементы).

Неэнергетические ресурсы, представляющие сырье для различных отраслей промышленности или участвующие в производстве согласно его техническим особенностям:

полезные ископаемые, не относящиеся к группе каустобиолитов (рудные и нерудные);

воды, используемые для промышленного производства;

земли, занятые промышленными объектами и объектами инфраструктуры;

лесные ресурсы промышленного значения;

биологические ресурсы промышленного значения.

Ресурсы сельскохозяйственного производства объединяют те виды ресурсов, которые участвуют в создании сельскохозяйственной продукции:

агроклиматические ресурсы тепла и влаги, необходимые для продуцирования культурных растений и выпаса скота;

почвенно-земельные - земля и ее верхний слой - почва, обладающая уникальным свойством продуцировать биомассу;

растительные биологические ресурсы - кормовые ресурсы;

водные ресурсы - воды, используемые для орошения и пр.

К ресурсам непроизводственной сферы (непроизводственного потребления - прямого или косвенного) относятся ресурсы, изымаемые из природной среды (дикие животные, представляющие объекты промысловой охоты, лекарственное сырье естественного происхождения), а также ресурсы рекреационного хозяйства, заповедных территорий и др.

Соединение природной и экономической классификаций позволяет выявить возможность разнонаправленного использования различных природных групп ресурсов, а также их заменяемость, сделать выводы о задачах рационального использования и охраны отдельных видов. По взаимоотношениям видов использования существует следующая классификация:

ресурсы однозначного использования;

ресурсы многоцелевого использования, в т.ч. взаимоувязанного (комплексного) использования (водные ресурсы), взаимоисключающего (конкурирующего) использования (земельные ресурсы).

8. Почвой называют верхний плодородный слой земной оболочки (литосферы).Он возник в результате развития биотических и абиотических факторов. К абиотическим факторам относят материнскую породу, климатические процессы; к биотическим-растительный, эимвотный, м/б мир. Почва является биокосным телом (т.е. образуется в деятельности и живых не живой природы). Является 4-ъ фазной средой (твёрдая, жидкая газообразная, живые организмы). Почвенные факторы в экологии называют эдоморфическими. 1. Описание среды. -ГМС. По этому показателюразличпют лёгкие (с преимуществом песчанной фракции) и глинистые (с преимущёством ила-очень мелких фракций). Таким образом можно разделить глинистые, с/гл., пес. и с/пес. -Температура в почве относительно стабильна. -Влажность я вляется лимитирующим вактором, т.е. меняется и связана с ГМС, выделяют несколько видов почвенной влаги (гравитационноя-малодоступная для растений;капилярная -недоступная из-за сил поверхностного натяжения;гигроскоптческая (связная); и парообразная-которая средой вообще не является). Из-за плотности появляются необходимости в адаптации.-Состав почвенных газов. Является лимитирующим фактором. Более влажные почвы являеются более стабильные по тепловому режиму. -наличие гумуса (орг. вещества почвы-3-15%), его значение в обуславливании плодородия почвы, улучшения структуры. влагоёмкости-она обеспечивает лучший нагрев и санитарные условия (иммобилизация тяжёлых Ме и радионуклеидов). -рН почвенного раствора определяет некоторые биохимические процессы в почве. -солёность обуславливает наличие особых осматических свойств организмов (особенно растений). -наличие минеральных веществ (особенно NPK и Са). -освещённость. Она присутствует только в солое до 5 мм. и является важным фактором для развития одноклеточных водоростлеей. Среди всех остальных сред обитания почва-самя заселённая2. Экологические группы. Существует деление по размеру на нанобиотов (вирусы и бактерии), микробиотов (одноклеточные грибы, простейшие), мезобиоты (мелкие черви, наасекомы и др. существа, обитающие между агрегатами почвы), макробиоты (дождевые черви, личинки), мегабиоты (грызуны и др. позвоночные). Также существует деление по связи с почвой:-Теобионты (постоянно находятся в почве, напр. дожд.черви);- Геофилы (эпизодически аоявляются в ней, напр. майский жук);- Геоксены (редко появляеются для постойки жилищ временного пребывания, например грызуны). Так же существуют группы по отношению к отдельным факторам почвенной среды. По солёности почвы такие группы, это галофиты (которые приспособлены к засолённым местам обитания, напр. солеросы и солянки). Обычно, такие растения обладают и ксеротрофными адаптациями. Т.к. вода постоянно выносится, они обладают плохоразвитой корневой системой, но способны запасать воду, обладают меньшим количеством устьиц, и такой же кутикулой. У них существуют приспособления к детоксикации (перевод в меньшее по активности, токсическое соединение) и существуют механизмы выведения солей в виде криссталов. Животные, обитающие в условиях повышенной солёности называются галофилами. Есть и гликофиты-растения незасолённых почв. Их "животный" аналог-гликофилы. Ао степени терпимости к содержанию азот, отдельно выделяют растения-ниторофилы- это крапива и другие растения рудеральных (забброшенных мест). К ним относится и малина, которая часто растёт на вырубках леса. Та же самая ситуация с Са- существуют Кальцифилы и кальцефобы, к числу последних относят много болотных растиней. По отношению к питанию существуют эф и олиготрофные организмы, они могут быть как и макро, так и микроорганизмами. По кислотности различают ацидо и базиофитлы. На нейтральных же по кислотности произрастают нейторофилы.

10. Технология-комплекс процессов по преобразованию обьектов срды. Экологизация технологии- тенденция к обеспечению безопасности для окружающей среды. Безотходное производство (чаще просто малоотходное)- это производство при котором производится больше продудукции из меньшего числа ресурсов, остаётся меньше отходов. 1. Очистка выбросов и сбросов. Это использование фильторв, т.е. при прохождении ч/з которые снижается вредность. Так же используются циклоны, там снижение вредности происходит под действием сил физики. Могут использоватьсся скрубберы-влажные фильтры, где идёт абсорбция жидкости. Электростат ические фильты- считаются наиболее эфективными, но самыми дорогими устройствами для очистки. Биофильтры- в них находятся м/о, которые перерабатывают (например) SO2, образуя H2SO4, используемую потом в хозяйстве. Очистка выды бывает механической и биологической, к механическим можно отности отстаивание или фильтрация. Бывает и химическая, например коагулирующими веществами, собирающими загрязниетлями в хлопья, которые очень просто удаляются. Биологическая очистка- это такая очистка, когда испльзуют аэротенки. Все воды проходият механическую а потом биологическую, в аэротенках. Там организмы-редуценты (актинии, бактерии, простейшие) разлагающих органику до неорганики. По мимо аэротенков используют гравий. на которм живут м/о (биофильтры). Для обезвреживания от ораганизмов используют хлорирование и озонирование. К способам сохраниения чистоты относят и её вторичное использование (организация зацикливания), в этом случае воду очищают до технологической чистоты. Другое направление - утилизация отходов. Рециклизация- повторное использование отходов (макулатуры, стекла, металла, шин, пластика, органических отходов).

Рекультивация земель.

Происходит, когда заброшеные по негодности земли карьеров используют, например, как водоём и рассаживают там растения, в общем, исплользуют как место отдыха. Если местность была загрязнена нефтью, ей возвращают исходное состояние.

17. Экологические проблемы промышленного животноводства. Последствия применения подстилочного и бесподстилочного навоза и навозных стоков на полях. Современные способы очистки и утилизации отходов промышленного животноводства.При переводе животноводства на промышленную основу возникла проблема утилизации навозных стоков и бесподстилочного навоза. Вблизи животноводческих комплексов и ферм промышленного типа особую угрозу окружающей среде представляютскопления навоза, нитратное и микробное загрязнение почв, фитоценозов, поверхностных и грунтовых вод. Например, на молочных фермах промышленного типа в зависимости от их размера годовой выход навоза составляет: 1000 голов - 25,55 тыс. т, 2000 голов - 51,1 и 3000 голов - 76,65 тыс. т.

Поэтому при выборе места размещения животноводческих комплексов должныбыть обоснованы возможности утилизации навоза и производственных стоков с учетомприродоохранных требований. При этом учитывают орографические (геоморфологические), эдафические, метеорологические, гидрологические и гидрогеологические факторы, наличие и состояние лесной растительности, сельскохозяйственных угодий (дляутилизации навоза в виде удобрений) и селитебных территорий.

Животноводческие комплексы - мощный фактор негативного воздействия на окружающую среду в результате накопления на них огромного количества бесподстилочного навоза и навозных стоков. Микробное и общее загрязнение в 8-10 раз превышают естественный фон загрязнения почвенного и снежного покрова. Загрязнение почв, снежного покрова, вод местного стока биогенными элементами влечет за собой соответствующие изменения показателей качества фитомассы культур на сельскохозяйственных угодьях, примыкающих к животноводческим фермам икомплексам. Методы очистки и утилизации навозных стоков: при стойловом содержании скота существуют различные технологические схемы утилизации навоза:

• многоступенчатая очистка (с применением гидросмыва) с разделением навоза натвердую и жидкую фракции (твердая фракция помещается в штабеля, а жидкая - ваэротенки и иные установки обеззараживания и очистки, из которых она поступает в пруды-накопители осветленных стоков и на земледельческие поля орошения);

• на небольших фермах стоки используют для производства торфокомпостных смесей, которые вывозят на поля биотермического обеззараживания;

• очистка стоков с помощью прудов-накопителей и навозохранилищ (отходы при гидросмыве направляют в приемники и хранилища, где жидкость расслаивается на фракции, обеззараживается и идет на поля фильтрации и в водоем; твердая фаза направляется на сельскохозяйственные угодья);

• самоочищение и утилизация отходов в естественных водоемах, когда осветленнаяжидкость из очистных сооружений стекает в пруд-накопитель и далее в водоемы, а осадок идет на изготовление удобрений;анаэробная переработка (метаногенез) или сбраживание жидкого навоза, благодаря которому в нем гибнут патогенные микроорганизмы и навоз теряет неприятный запах, ликвидируется всхожесть сорных растений (одновременно получают топливо - метан).

Разделение навоза на жидкую и твердую фазу проводят с помощью виброфильтров, центрифуги или установки с вибростенками (грохоты) и шнековыми прессами. При этом влажность навоза снижается с 90-95 до 62-65%. Твердую фазу навоза в штабелях (буртах) обеззараживают за счет биотермического самосогревания до 60-70°С. Плотный навоз или навоз-сыпец применяют при выращивании овощей в открытом грунте, иных культур в парниках и др. Обеззараживание жидкого навоза можно проводить также:

• путем аэрации, когда продувают воздух через емкости с навозом (шведская система "Ликом");

• в результате пастеризации (нагрев до 70-80°С) или стерилизации острым паром(по методу ВНИИВиВМ) при нагреве навоза до 120-130°С;

• при термическом контактно-газовом обеззараживании (по методу ВИЭСХ), когдаструя газа горит внутри жидкого навоза. В последнем случае обеззараживать можно и иловый осадок прудов-накопителей осветленных навозных стоков.

Кроме этого, обеззараживание навоза проводят аммиаком, электрическим током идругими методами. Земледельческие поля орошения (ЗПО) предназначены для приема и окончательного обеззараживания (обезвреживания) сточных вод, в том числе и навозных стоков с обязательным их использованием для удобрения и увлажнения выращиваемых на по-лях сельскохозяйственных или лесных культур.

В прудах-накопителях преобразуются органолептические свойства сточных вод (навозный и фекальный запах сменяется затхлым, желтоватый цвет - на серо-желтоватый). При отстаивании и аэрации в сточных водах уменьшается содержание нитратов и калия, в меньшей степени - аммиака и фосфора. В буферных прудах у воды исчезает запах и цвет, резко сокращается содержание в ней фосфора и калия. Жидкий навоз используют для приготовления торфокомпостных смесей или торфонавозных компостов. При этом смесь жидкого навоза с торфом выдерживают в буртах в течение 3-4 мес., когда патогенные микроорганизмы гибнут при биотермических процессах. Этот способ применяется в тех районах, где имеются местные запасы торфа. На юге России жидкий навоз можно смешивать с минеральными туками и после высушивания и заготавливать гранулированные удобрения. Наиболее эффективным направлением хозяйственного использования жидкого навоза на животноводческих комплексах молочного направления является его утилизация на полях орошения. Разработаны различные технологические схемы уборки и использования жидкого навоза (ВИЭСХ и др.). В их числе:

• навоз из-под щелевых полов удаляют самотечно-сплавной системой с выпуском его из поперечного канала в навозосборник (размещают на расстоянии 50 м от фермы), откуда с помощью насоса по трубам он попадает в бродильные камеры для метаногенеза и далее самотеком в навозохранилище: после перемешивания с водой навоз по навозопроводу попадает в емкость, откуда забирается передвижной насосной станцией и передается к переносной разборной дождевальной установке со среднеструйными дождевальными аппаратами;

• навоз подают в навозосборник (по первой схеме), откуда его перекачивают в цех механического обезвоживания; жидкую фракцию самотеком направляют в хранилище, рассчитанное на шестимесячный выход жидкой фракции, откуда ее перекачивают на поле и распределяют переносной разборной дождевальной установкой;плотную фракцию укладывают в штабеля (бурты), расположенные в 100 м от цеха, и после трехмесячного хранения вносят в почву роторными разбрасывателями;

• навоз подают в навозосборник (по первой схеме), перекачивают в навозохранилище для отстаивания 3-4 мес., а затем жидкую часть сливают через шиберные задвижки в жижесборник, перекачивают в поле и вносят дождевальными установками в почву; плотную фракцию подают грейферными погрузчиками в транспортные средства, вывозят на поля и вносят в почву низкорамными разбрасывателями. При любой из приведенных схем уборки и использования навоза в качестве резерва необходимо иметь автоцистерну или другой мобильный разбрасыватель жидкого навоза емкостью 4 или 8 т. Подача жидкого навоза на поля орошения с помощью жижевозов экологически не обоснована, так как зависит от погодных условий, размеров орошаемых участков, их удаленности от ферм, квалификации и добросовестности механизаторов, трудностей контроля за сроками, дозами и качеством удобрительных поливов кормовых угодий. Данная схема должна предусматривать наличие навозохранилищ со сроками хранения от 1 до 3 мес. зимой, когда полив жидким навозом может быть затруднен метеорологическими факторами. За трехмесячный период хранения обезвреживаются не все патогенные микроорганизмы и гельминты, а обеззараживанию (контактно-газовым способом) подвергают только иловый осадок.