1. Согласно задания сравните два варианта применения пестицидов, определив степень опасности пестицидов (Сn), средневзвешенную степень опасности ассортимента пестицидов (Сср), экотоксикологическую дозу (Дn), прогноз загрязнения почв пестицидами (ПЗ) и агроэкотоксикологический индекс (Au)
2. Заполните нижеприведенную таблицу 16 и сделайте соответствующие выводы.
Таблица 16 – Результаты расчетов определения экологической опасности загрязнения почв пестицидами
Пестицид | Кч | Кn | Сn | Сср | Расход пестицида кг/га | Кратность обработки, раз | Масса пестицида на 1 га, кг | Общая масса пестицида на всю площадь (М), кг | Дn, кг/га | Пз, условные кг/га | Au |
Практическое занятие №10
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Химическая экология – раздел экологии, изучающий последствия прямого и побочного воздействия на окружающую среду химических веществ и возможные пути уменьшения их отрицательного влияния.
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающей его средой. Но с появлением высокоиндустриального общества влияние человека на природу стало масштабнее и губительнее. И сейчас это привело к глобальной опасности для человечества. Наиболее значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы.
Химическое загрязнение – увеличение количества химических компонентов определённой среды, а также проникновение (введение) в неё химических веществ в концентрациях, превышающих норму или не свойственных ей. Наиболее опасно для природных экосистем и человека именно химическое загрязнение, поставляющее в окружающую среду различные токсиканты – аэрозоли, химические вещества, тяжелые металлы, пестициды, пластмассы, поверхностно-активные вещества и др.
Нормативные материалы по химическим опасным веществам, помимо ПДК, включают классификации в зависимости от их различных характеристик: токсичности, концерогенности, мутагенности и др.
В различных сферах природопользования используют классы опасности, в которых учтены особенности влияния и поведения химических веществ в соответствующих сферах.
Оценки опасности химических соединений приводится на основе анализа и учета:
- параметров токсичности;
- величин ПДК;
- способности к материальной кумуляции;
- характеристик «поведения» вещества.
Отнесение к классу опасности проводится по любому из указанных признаков: одному или нескольким.
«Поведение» химического вещества в окружающей среде – свойства вещества изменять свою структуру и химические характеристики, вступить во взаимодействие с различными компонентами окружающей среды, сохраняться в неизменном виде, а также сохранять стабильность биологически активных метаболитов, мигрировать в данной среде на определенные расстояния или мигрировать в сопредельные среды. По «поведению» вещества могут быть подразделены на:
· практически не трансформируемые в воде (хлористый натрий),
· вещества, метаболиты которых, вступая в сложные соединения с природными компонентами, в основном органическими, меняют характер и интенсивность воздействия на биоты, токсичность при этом может возрастать,
· подвергающиеся деградации в природных водах до простых соединений, их метаболиты могут быть более токсичны, чем исходные вещества, а конечные продукты распада могут выходить из круговорота веществ или включаться в него.
Поведение вещества характеризуется также сроками его разрушения (стабильностью).
Рассматривая химическое загрязнение атмосферы, можно выделить три основных источника загрязнения: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Первое место общепризнанно занимает промышленность.
Источники загрязнений: теплоэлектростанции, металлургические предприятия, химические и цементные заводы.
Обычно атмосферные загрязнители (загрязняющие вещества) делят на два вида:
1. Первичные – поступающие непосредственно в атмосферу.
2. Вторичные – являющиеся результатом превращения последних (в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязнителями и компонентами атмосферы).
Основными загрязняющими веществами являются:
1. Оксид углерода (1250 млн.т/год). Это соединение, активно реагирует с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта.
2. Сернистый ангидрид (до 170 млн.т/год). Источниками выброса являются пирометаллургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также ТЭС. Он подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.
3. Сероводород и сероуглерод. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, нефтеперерабатывающие и нефтепромыслы.
4. Оксиды азота (20 млн.т/год). Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.
5. Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Имеют токсический эффект.
6. Соединения хлора. Источники – химические предприятия, производящие соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду.
В водопользовании выделено четыре класса опасности загрязняющих воду веществ.
1 класс. Чрезвычайно опасные – вещества, лимитируемые по токсикологическому параметру (накопление в рыбе, опасное для человека и домашних животных). Этот класс представлен ксенобиотиками – чужеродные для организма соединения (промышленные загрязнения), вызывающие гибель организмов. ПДК веществ – ниже 0,00001 мг/л, они обладают высокой или сверх высокой материальной кумуляцией.
2 класс. Высоко опасные –вещества, лимитируемые по токсикологическому параметру (накопление в рыбе, опасное для человека и домашних животных). Этот класс представлен ксенобиотиками, вызывающие гибель организмов. ПДК от 0,00001 до 0,00001 мг/л, эти вещества с умеренной кумуляцией, в отдельных случаях – со слабой.
3. класс. Опасные – вещества с ПДК от 0,001 до 0,0001 мг/л. Могут быть как ксенобиотиками, так и веществами природного происхождения (сероводород, сульфиты). Сюда относятся вещества со слабой материальной кумуляцией.
4 класс. Умеренно опасные – вещества с ПДК выше 0,01 мг/л, не обладающие кумулятивными свойствами. Представлены частично ксенобиотиками (обычно биологически относительно инертными), в значительной степени веществами природного происхождения.
Таблица 17 – Классификация загрязняющих воду химических веществ по токсикологическим параметрам
Группа | Токсичность | ЛК50 за 96-120 час, мг/л | ПДК, мг/л | Отноше-ние ЛК50/ПДК |
Особо высокая | менее 0,01 | <0,0001 | ||
Высокая | 1,0 – 0,01 | 0,01 – 0,0001 | ||
Средняя | 10 – 1,0 | 0,1 – 0,01 | ||
Умеренная | 100 – 10 | 10,0 – 0,1 | ||
Малая | 1000 – 100 | 200 – 10,0 | ||
Очень малая | >1000 | >200 | <5 |
Таблица 18 – Классификация загрязняющих воду химических веществ по способности к материальной кумуляции
Группа | Кумуляция | Отношение концентратов в организме и воде |
Сверхвысокая | >1000 | |
Высокая | ||
Умеренная | ||
Небольшая | Около 1 | |
Отсутствует | 1,0 и менее |
При проведении контроля загрязнения почв для химических веществ используют классификацию, предусматривающую разделение на три класса опасности:
1. Вещества высоко опасные пестициды – атразин, гесохлорциклогексан (ГХЦГ), мефос и др; вещества попадающие с выбросами – мышьяк, свинец, цинк, и др.,
2. Вещества умеренно опасные пестициды – карбофос, нитрофен, семазин, хлорофос и др; вещества попадающие с выбросами – медь, кобальт, хром и др.
3. Вещества малоопасные пестициды – цинеб, прометрин и др., вещества попадающие с выбросами – ванадий, марганец, стронций и др.
Таблица 19 – Классы опасности загрязняющих веществ для почвы
Показатель | Нормы для классов опасности: | ||
Токсичность, ЛД50 | До 200 | 200 - 1000 | >1000 |
ПДК в почве, мг/л | <0,2 | 0,2 – 0,5 | >0,5 |
Миграция | мигрирует | мигрирует | не мигрирует |
Влияние на пищевую ценность с/х продукции | сильное | умеренное | нет |
Темы докладов на следующее занятие:
1. Загрязнение окружающей среды и здоровье человека.
2. Транспорт, как источник загрязнения окружающей среды.
3. Влияние диоксинов на биоту.
4. Полиароматические углеводороды и их влияние на окружающую среду.
5. Ксенобиотики в окружающей среде.
6. Загрязнение гидросферы нефтепродуктами. Последствия для гидробионтов.
8. Реальные и потенциальные экологические опасности.
Практическое занятие №11
РАЗВИТИЕ БЕЗОТХОДНЫХ ТЕХНОЛОГИИ И ЗАХОРОНЕНИЕ ОТХОДОВ