Проблема загрязнения окружающей среды в процессе сельскохозяйственного производства

Сельское хозяйство необходимо рассматривать как огромный, постоянно действующий механизм охраны, культивирования живых природных богатств, и подходить к нему следует еще под одним углом зрения - охраны окружающей среды.
Краснодар, КубГУ. Отлично ...

1Современное состояние и эколого-экономических проблем в сельскохозяйственном производстве 4
2 Воздействие сельского хозяйства 11
2.1 Земледелие 11
2.2 Животноводство 14
2.3 Транспортные воздействия 15
3 Образование и размещение отходов сельскохозяйственного производства 16
4 Экологическая проблема, вызванная применением ядохимикатов для борьбы с вредителями и загрязнение окружающей среды

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.
В работе встречается термин «адаптивно-ландшафтные системы земледелия» (АЛСЗ). Они предусматривают приспособляемость производства продукции к различным элементам агроландшафта , формам хозяйствования и материальным ресурсам, на основании достижений науки и техники, с учетом решения экологических проблем сельскохозяйственного производства и ресурсосбережения.

Сокращение поставок и объемов применения пестицидов в последние годы привело к существенному снижению загрязнения ими водоисточников, почв и растениеводческой продукции. Однако потенциальную угрозу для окружающей среды представляют запрещенные, непригодные для дальнейшего использования пестициды, объекты хранения и применения ядохимикатов. Складские помещения, используемые для хранения ядохимикатов, в том числе и запрещенных к применению, зачастую находятся в аварийном состоянии либо не приспособлены для этих целей. Свыше 30% хозяйств в Российской Федерации не располагают специализированными площадками для заправки техники, протравливания семян и мойки транспортных средств. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды в результате нарушения правил хранения, транспортировки иприменения минеральных удобрений и пестицидов.2 Воздействие сельского хозяйства Основное отличие сельскохозяйственных воздействий от промышленных заключается прежде всего в их распространении на огромных территориях. Как правило, использование больших площадей под сельскохозяйственные нужды вызывает коренную перестройку всех компонентов природных комплексов. При этом совсем не обязательно происходит разрушение природы, довольно часто именно сельскохозяйственные ландшафты относят к категории «культурных». Весь спектр сельскохозяйственных воздействий можно разделить на две группы: влияние земледелия и животноводства. 2.1 Земледелие Воздействие земледелия на природный комплекс начинается с уничтожения на больших площадях сообщества естественной растительности и замены ее культурными видами. Следующий компонент, испытывающий существенные изменения, – почва. В естественных условиях почвенное плодородие постоянно поддерживается тем, что взятые растениями вещества снова возвращаются в нее с растительным опадом. В земледельческих же комплексах основная часть элементов почвы изымается вместе с урожаем, что особенно типично для однолетних культур. Представление о масштабах потерь по сравнению с запасами элементов в пахотном слое почвы дает таблица.  Подобная ситуация повторяется ежегодно, поэтому существует вероятность того, что через несколько десятков лет запас основных элементов почвы будет исчерпан. Для восполнения изъятых веществ в почвы вносят в основном минеральные удобрения: азотные, фосфорные, калийные. Это имеет как положительные последствия – пополнение запасов питательных веществ в почве, так и отрицательные – загрязнение почвы, воды и воздуха. При внесении удобрений в почву попадают так называемые балластные элементы, которые не нужны ни растениям, ни почвенным микроорганизмам. Например, при использовании калийных удобрений наряду с необходимым калием вносится бесполезный, а в некоторых случаях вредный хлор; с суперфосфатом попадает много серы и т.д. Токсичного уровня может достигать и количество того элемента, ради которого минеральное удобрение вносят в почву. Прежде всего это относится к нитратной форме азота. Избыточные нитраты накапливаются в растениях, загрязняют подземные и поверхностные воды (вследствие хорошей растворимости нитраты легко вымываются из почвы). Кроме того, при избытке нитратов в почве размножаются бактерии, которые восстанавливают их до азота, поступающего в атмосферу. Кроме минеральных удобрений в почву вносятся различные химические вещества для борьбы с насекомыми (инсектициды), сорняками (пестициды), для подготовки растений к уборке, в частности дефолианты, ускоряющие сбрасывание листьев у хлопчатника для его машинной уборки. Большинство этих веществ очень токсичны, не имеют аналогов среди природных соединений, очень медленно разлагаются микроорганизмами, поэтому последствия их применения трудно предсказать. Общее название вносимых ядохимикатов – ксенобиотики (чужие для жизни). В целях увеличения урожая в развитых странах пестицидами обрабатывают около половины посевных площадей. Мигрируя вместе с пылью, подземными и наземными водами, ядохимикаты распространяются повсеместно (они обнаружены на Северном полюсе и в Антарктиде) и представляют повышенную экологическую опасность. Глубокое и длительное, а часто необратимое воздействие на почву, изменяющее ее коренные свойства, оказывают орошение и осушение земель. В XX в. площади земледелия существенно расширились: с 40 млн га до 270 млн га, из которых орошаемые земли занимают 13% пашни, а их продукция превышает 50% всей сельскохозяйственной продукции. Орошаемые ландшафты – наиболее преобразованные из всех типов сельскохозяйственных антропогенных ландшафтов. Изменяются влагооборот, характер распределения температуры и влажности в приземном слое воздуха и верхних слоях почвы, создается специфический микрорельеф. Изменения водного и солевого режимов почвы часто вызывают заболачивание и вторичное засоление почвы. Чудовищным последствием непродуманного орошаемого земледелия является гибель Аральского моря. Для орошения из природных комплексов изымаются огромные массы воды. Во многих странах и районах мира орошение является основной статьей расхода воды и в маловодные годы приводит к дефициту водных ресурсов. Расход воды на сельское хозяйство занимает среди всех видов водопользования первое место и составляет свыше 2000 км3 в год, или 70% мирового водопотребления, из них более 1500 км3 – безвозвратное водопотребление, из которого около 80% уходит на орошение. Огромные площади в мире занимают заболоченные земли, использование которых становится возможным только после проведения осушительных мероприятий. Осушение оказывает очень серьезное влияние на ландшафт. Особенно сильно изменяется тепловой баланс территорий – резко сокращаются затраты тепла на испарение, уменьшается относительная влажность воздуха, увеличиваются суточные амплитуды температур. Меняется воздушный режим почв, увеличивается их проницаемость, соответственно, меняется ход процессов почвообразования (активнее разлагается органический опад, происходит обогащение почвы питательными веществами). Осушение вызывает и увеличение глубины залегания грунтовых вод, а это, в свою очередь, может вызвать пересыхание многочисленных ручьев и даже небольших рек. Очень серьезны глобальные последствия осушения – болота дают основную массу кислорода атмосферы. Таковы глобальные последствия воздействия земледелия на природные комплексы. Среди них следует отметить и нагрузки, которые испытывает экология от распространенной преимущественно в тропических широтах подсечно-огневой системы земледелия, ведущей не только к уничтожению лесов, но и к достаточно быстрому истощению почвы, а также выбросам в атмосферный воздух большого количества аэрозольной золы и сажи. Пагубно для экосистем выращивание монокультур, вызывающих быстрое истощение почвы и заражение ее фитопатогенными микроорганизмами. Культура сельского хозяйства необходима, так как неразумная распашка почвы значительно изменяет ее структуру, а при определенных условиях может способствовать таким процессам, как водная и ветровая эрозия. 2.2 Животноводство Воздействие животноводства на природный ландшафт характеризуется рядом специфических особенностей. Первая заключается в том, что животноводческие ландшафты состоят из разнородных, но тесно связанных между собой частей, таких как пастбища, выгоны, фермы, зоны утилизации отходов и т.д. Каждая часть вносит особый вклад в общий поток воздействия на природные комплексы. Вторая особенность – меньшее территориальное распространение по сравнению с земледелием. Выпас животных в первую очередь влияет на растительный покров пастбищ: уменьшается биомасса растений и происходят изменения в видовом составе растительного сообщества. При особо длительном или чрезмерном (в расчете на животное) выпасе почва уплотняется, поверхность пастбищ оголяется, что усиливает испарение и приводит в континентальных секторах умеренного пояса к засолению почв, а во влажных районах способствует заболачиванию. Использование земель под пастбища сопряжено также с выносом питательных веществ из почв в составе подножных кормов и сена. Чтобы компенсировать потери питательных веществ, в земли пастбищ вносят удобрения, двоякость воздействия которых описана в разделе о земледелии. Животноводческая отрасль является значительным потребителем воды, на долю которого из общего сельскохозяйственного водозабора приходится около 70 км3 в год. Наиболее негативная сторона воздействия животноводства на ландшафт – загрязнение природных вод стоками животноводческих ферм. Многократное повышение концентрации органических веществ в пресноводных водоемах, а затем в прибрежной зоне морской акватории существенно уменьшает содержание кислорода в воде, приводит к изменению сообщества водных микроорганизмов, нарушению пищевых цепей, может вызвать гибель рыбы и другие последствия. 2.3 Транспортные воздействия Воздействия транспорта на окружающую среду чрезвычайно многогранны. Это влияние многомиллионного парка средств передвижения: автомобилей, локомотивов, судов, самолетов; крупных транспортных предприятий; автобаз, депо, вокзалов, морских и речных портов, аэропортов; транспортных магистралей: автомобильных и железных дорог, трубопроводов, взлетных полос и т.д. Для всех видов транспортных воздействий характерны изъятие земель, загрязнение всех природных компонентов, водопотребление, ведущие к нарушению круговорота веществ в природных комплексах. Также следует учитывать, что транспорт – постоянный потребитель топлива, стимулирующий добычу топливных полезных ископаемых. Рассмотрим конкретное проявление воздействия на экологию каждого вида транспорта. 3 Образование и размещение отходов сельскохозяйственного производстваПроблемой в сельскохозяйственном производстве остаются вопросы складирования, хранения, обезвреживания, утилизации или захоронения пришедших в негодность ядохимикатов. Масса их составляет более одной тонны, состояние хранения оценивается как неудовлетворительное, представляя угрозу загрязнения окружающей среды, гибели животных и растений. Последние годы в сельскохозяйственных предприятиях Ростовской области сложились крайне неудовлетворительные условия хранения средств защиты растений. В результате проводимой реорганизации крупных сельскохозяйственных предприятий происходит обвальное разрушение складской базы; многие склады не имеют юридического владельца, и пришли в полную негодность. Финансовый кризис сельхозпроизводителей не позволяет им не только вести строительство новых складских помещений, но и производить ремонтно-восстановительные работы в старых складах. Состояние хранения средств химизации в большинстве случаев оценивается как неудовлетворительное и с каждым годом ухудшается. Отмечены факты хранения средств химизации в приспособленных помещениях, расположенных в зонах населенных пунктов, водоохранных зонах, зонах затопления. Санитарно-экологические паспорта на хранение средств химизации имеет незначительная часть землепользователей. Наибольшую остроту имеет проблема утилизации пришедших в негодность и запрещённых к применению в сельскохозяйственном производстве пестицидов. По данным инвентаризации, проведенной государственными контролирующими службами, в Ростовской области, их количество составило 1,184 тыс. тонн. Наибольшую опасность для здоровья населения и объектов окружающей среды представляют хлорорганические и фосфорорганические инсектициды, ртутьсодержащий протравитель гранозан, и ряд персистентных гербицидов. Их утилизация или захоронение в регионе пока не находит приемлемого решения с учетом разумного баланса финансовой и экологической сторон проблемы. С 1977 года в районе г. Батайска Ростовской области организован региональный пункт подземного опытно-промышленного захоронения пришедших в негодность пестицидных препаратов. Было загружено свыше 1500 тонн пришедших в негодность ядохимикатов и тары из-под них от объединений «Сельхозтехника» Ростовской области, Краснодарского, Ставропольского краев, Калмыкии. Захоронение произведено в 12 подземных полостей, выполненных методом камуфлетных взрывов. Согласно техно-рабочему проекту предусмотрено проведение химико-токсикологического контроля за миграцией ядохимикатов из полостей, с оборудованием наблюдательных скважин, которые необходимо бурить через 1, 3, 5, 15 и т.д. лет. Однако такие исследования токсикологическими подразделениями объединения «Сельхозтехника» и ее правопреемником объединением «Донагропромхимия» никогда не проводились. Поэтому данный объект можно рассматривать как потенциально опасный для окружающей природной среды и здоровья населения. Другой проблемой сельскохозяйственного производства являются отходы животноводства. Количество образующихся отходов животноводства ежегодно уменьшается ввиду значительного сокращения поголовья животноводческих комплексов, однако проблемы в сфере обращения с отходами животноводства не утратили остроту за счёт неорганизованно размещаемых отходов мелких фермерских и личных хозяйств.4 Экологическая проблема, вызванная применением ядохимикатов для борьбы с вредителями и загрязнение окружающей средыС древних времен человек разрушал естественные экосистемы и заменял их искусственными сельскохозяйственными (агроценозами), но, стремясь получить наибольшую продукцию, часто не учитывал истощаемость и неустойчивость - этих систем. После богатых урожаев первых лет почва быстро деградировала, поля становились бесплодными. Известно, что для поддержания высокой продуктивности агроценозов приходится затрачивать много средств и энергии на обработку почв, удобрения, орошение, борьбу с вредителями и выполнение других условий современной агротехники. Подсчитано, что в современном сельском хозяйстве для увеличения урожайности зерновых культур в 2 раза необходимо увеличить в 10 раз внесение удобрений, ядохимикатов и мощности сельскохозяйственной техники. При этом неизбежно возрастет степень загрязнения среды. В сельском хозяйстве возникла еще одна очень острая экологическая проблема, вызванная применением ядохимикатов для борьбы с вредителями. Без применения химических средств защиты современное сельское хозяйство обойтись не может. Но, как выяснилось, ядохимикаты отравляют не только вредителей, но и их врагов - полезных человеку насекомых, птиц и других животных, подавляют рост и фотосинтез растений, т, е. нарушают в большей или меньшей мере (в зависимости от масштабов и методов их использования) всю экосистему в целом. Кроме того, попадая с продуктами в пищу человека, медленно отравляют и его. Возникла проблема проведения борьбы с вредителями сельского хозяйства методами, безопасными для человека. Следует в первую очередь отказаться от использования стойких ядохимикатов, что уже сделано в нашей стране по отношению к такому препарату, как ДДТ. Вопрос усложняется еще и тем, что у вредителей благодаря их высокой численности очень быстро в процессе естественного отбора возникают ядоустойчивые расы, и нужно все начинать сначала: синтезировать новые яды, испытывать их, вводить в производство и т.д. И надо сказать, что в этом соревновании химиков и насекомых побеждают пока последние. Решить эту проблему помогает экология. Речь идет о применении биологических методов борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства. Кроме давно известных методов привлечения на поля, в сады и парки птиц-энтомофагов, оказалось возможным включить в состав агроценозов насекомых-хищников или насекомых-паразитов, питающихся вредителями. Уже существует довольно большой список их живых заменителей ядохимикатов, ведутся обширные исследования в этой области. Из отряда перепончатокрылых прекрасно оправдал себя афелинус - паразит кровяной тли - опасного врага садоводства. Другой представитель этого же отряда - маленькая трихограмма (длина ее тела менее 3 мм) - уничтожает лугового мотылька, капустную и хлопковую совку и других опасных вредителей. Ее личинки питаются яйцами этих насекомых. Для размножения трихограммы созданы специальные биофабрики, разработаны методы ее внесения в культуры. В странах СНГ трихограмму успешно применяли на площади свыше 10 млн. га. Ряд экологических проблем сельскохозяйственного производства связан с загрязнением окружающей среды. Так, установлено, что около 60% вносимых в почву удобрений вымываются из нее и поступают в водоемы - реки, водохранилища. В них же поступают, часто без очистки или плохо очищенные, стоки животноводческих комплексов, птицефабрик и ферм. В результате происходит чрезмерное обогащение водоемов азотом и фосфором, которые вместо того, чтобы повышать урожай сельскохозяйственных культур, вызывают бурное развитие микроскопических водорослей, называемое «цветение воды», - процесс, характеризующийся отмиранием и разложением этой избыточной биомассы и ухудшением качества воды. Несмотря на интенсивно ведущиеся исследования, эффективных и надежных мер борьбы с цветением водоемов пока не разработано. Очевидно, основные меры здесь должны сводиться к предупреждению смыва удобрений и загрязнения водоемов. 5 Пестициды Пестициды - средства защиты растений и борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур - предназначены для уничтожения или поражения нежелательных организмов (животных, растений, микроорганизмов) или воздействия на них. Применяя эти препараты, защищают культурные растения и продукцию растениеводства, уничтожают возбудителей болезней, устраняют вредные организмы, «приукрашивают» в соответствии с требованиями рынка сельскохозяйственную продукцию. Возможность достижения этих целей при помощи пестицидов обусловила широкое применение веществ, имеющих преимущественно искусственное происхождение. При массовом использовании пестицидов выявились и выявляются теневые стороны этого чудо - помощника. Хотя нет еще полной ясности в вопросе о «побочном воздействии» пестицидов, сегодня уже известны многочисленные стороны их пагубного влияния.Являясь составной частью комплекса факторов, таких, как изменение ландшафта и уничтожение среды обитания диких животных и растений человеком, пестициды наравне с ним сыграли роль в драматическом исчезновении в последние десятилетия многих видов флоры и фауны. Быстрое приспособление все меньшего количества видов ко все более однообразным условиям биотопов особенно характерно для сельскохозяйственных и садово - огородных земель. По оценкам, приведенным в Красной книге исчезающих папоротниковых и цветковых растений, интенсивное сельское хозяйство является главным виновником сокращения видов. Прямо - таки видовыми пустынями оказались крупные и интенсивно обрабатываемые аграрные районы. Результаты исследований о влиянии пестицидов на существование видов животных в аграрных ландшафтах оказывают, что регулярное интенсивное использование средств защиты растений приводит к исчезновению видов, связанных с аграрным ландшафтом. В ФРГ в 1988 г. было продано 32 500 тонн пестицидов (в пересчете на действующее вещество), в том числе 17232 тонны гербицидов, 11 473 тонны фунгицидов, 1 281 тонна инсектицидов. Эти пестициды применялись для уничтожения или поражения определенных животных, растений, микроорганизмов. Большинство применяемых в сельском хозяйстве инсектицидов воздействует не только на «вредителей», но и на полезные организмы. «Средства уничтожения сорняков» могут не только уничтожать дикорастущие травы, но и смертельно поражать насекомых, как это наблюдается у высокотоксичного гербицида ДНОК, который в равной степени ядовит для рыб и отражается на наследственности. Другой пример - вещество пиразофос, содержащееся в разрешенном к продаже в ФРГ препарате «афу-ган» фирмы «Хехст». Этот фунгицид одновременно с мучнистой росой уничтожает и насекомых. Такое же воздействие проявляется в отношении почвенных организмов, которые могут быть полезными для роста и здоровья растений. Экспертный совет по вопросам экологии в 1987 г. высказался по этому поводу следующим образом: «Охрана почв и защита растений находятся в принципиальном противоречии друг с другом».