Тема 4 Миграция биогенных веществ при сельскохозяйственном производстве
4.1 Миграция биогенных веществ при с/х производстве
4.2 Загрязнение с/х продукции радионуклидами
4.3 Загрязнение с/х нитратами
4.4 Мероприятия по охране окружающей среды в с/х производстве
4.5 Контроль за содержанием нитратов, радионуклидов и тяжелых металлов в с/х продукции
Загрязнение с/х продукции радионуклидами
В настоящее время основные дозовые нагрузки на население, связанные с аварийными выбросами радионуклидов на ЧАЭС, обусловлены потреблением с/х продуктов, производимых на загрязнённых территориях. В целях сокращения поступления радионуклидов в организм человека в первую очередь необходимо снижать интенсивность их поступления в растения, являющиеся основным фактором вовлечения радионуклидов в биологический круговорот.
Для снижения концентрации радионуклидов в с/х растениях могут быть использованы такие приёмы:
1) Мероприятия, направленные на увеличение плодородия почвы и рост урожайности - это внесение органических удобрений (навоза, компоста, перегноя, золы), внесение минеральных удобрений; известкование почвы; приёмы агротехники.
Снижение концентрации радионуклидов в растениях при внесении удобрений обусловлено рядом причин: улучшение условий питания растений и связанное с этим увеличение, биомассы, что приводит к "разбавлению" радионуклидов, т.е. к уменьшению их содержания в единице массы растениеводческой продукции.
Эффективность уменьшения содержания радионуклидов в урожае в результате внесения удобрений и известкования на бедных питательными веществами почвах существенно выше, чем на почвах плодородных. Использование агрохимических приёмов в зависимости от типа почвы и биологических особенностей растений снижает содержание радионуклидов в урожае в 2 -20 раз.
Основным агротехническим приёмом для ограничения перехода радионуклидов в растения является пахота почвы, что приводит к перераспределению радиоактивных веществ в корнеобитаемом слое почвы. Например, содержание изотопа стронция-90, выпавшего на пахотные земли в результате аварии на ЧАЭС, в слое почвы глубиной 0 - 5 см составляло 79%, а в ниже лежащих слоях 5-15 см и 15-30 см соответственно 13% и 8% от общего содержания в почве. При регулярной перепашке распределение стронция-90 в пахотном слое тало следующим: в слое 0-5 см — 31-57%, а в слоях 5-15 и 15-30-24-42 и 14-27% соответственно. В результате перераспределения радионуклидов в похотном слое их переход в растения уменьшается. Особенно значительный эффект наблюдается для растений, имеющих мелкую корневую систему.
Ко второй группе относятся следующие основные приёмы:
2) глубокая вспашка с захоронением загрязнённого верхнего слоя почвы
3) фитомелиорация загрязнённых почв
4) внесение в почву специальных мелиорантов, связывающих радионуклиды в труднодоступные для растений формы
5) специальный подбор сельскохозяйственных растений для
выращивания на загрязнённых территориях. Мероприятия по уменьшению концентрации радионуклидов в продуктах животноводства можно разделить на четыре группы:
1. Приёмы, используемые при содержании животных на лугах и пастбищах, подвергшихся радиоактивному загрязнению.
2. Мероприятия по изменению рациона кормления сельскохозяйственных животных.
Проведение этих приёмов уменьшает поступление стронция-90 и цезия-137 в рацион продуктивных животных, а следовательно, в молоко и мясо соответственно в 10 и 20 раз.
Загрязнение с/х нитратами
Для полноценной жизни человека, реализации его физических и умственных способностей необходимы прежде всего высококачественная пища, чистый воздух и вода, т. е. благоприятная экологическая обстановка.
Проблемы экологической безопасности затрагивают всех, невзирая на богатство и бедность. Борьба за чистоту окружающей среды стоит по значимости в одном ряду с борьбой за безъядерный мир на планете. Американские ученые подсчитали., что только снижение уровня загрязнения воздуха на 50% в промышленных городах США удлинит среднюю продолжительность жизни людей на 3-5 лет, а смертность населения снизится на 4-5%.
Особенно актуальны вопросы обеспечения экологически чистой окружающей среды и экологически чистого питания для жителей Беларуси, где проблема эта усугубляется последствиями Чернобыльской катастрофы. В условиях радиоактивного загрязнения воды; воздуха, почвы очень остро стоит проблема получения чистых продуктов питания отрасли растениеводства и животноводства.
Получение высококачественной продукции растениеводства -это центральная проблема человечества в условиях нынешнего и будущего земледелия с возрастающими темпами химизации. При применении удобрений и других средств агрохимии создаются оптимальные условия питания с/х культур. Но на качество продукции растениеводства могут оказывать существенное влияние техногенные загрязнения природной среды токсическими веществами и нарушение научных принципов применения удобрений. С применением азота связано накопление нитратов в растениях. Нитраты - обязательный участок круговорота азота в природе, источник азотного питания растений. Они были, есть и будут, даже если полностью оказаться от применения удобрений. В действительности сами нитраты не представляют собой опасности для человека. Избыточное количество нитратов, поступивших в организм человека, сначала превращаются в нитриты. Образовавшиеся нитриты легко проникают из кишечника в кровь и анактивируют основное вещество крови - гемоглобин, превращая его в метгемоглобин Это приводит к нарушению процесса усвоения кислорода в легких и тканях, в результате чего возникает голодание организма, подобнее тому, как это случается под действием угарного газа. При поступлении в желудок нитритов содержание активного гемоглобина в крови может снизится на 12%. При избыточном поступлении нитратов человек заболевает метгемоглоби-немией (т. е. синюшность) , образующийся под воздействием нитратов метгемоглобин и нитрогемоглобин не могут доставлять кислород к тканям организма. У здорового человека содержание метгемоглобина в крови не превышает 2%. Первые признаки заболевания проявляются при содержании в крови 7% метгемоглобина. При 80% -ном замещении гемоглобина наступает смерть от удушья. Нитраты при взаимодействии с аминокислотами превращаются в канцерогенные вещества – нитроза мины. Основной их вред - это то, что они вызывают раковые заболевания. Нитрозамины легко образуются при взаимодействии нитритов с продуктами питания, богатыми белками (мясо, молоко, яйца, рыба). Основные источники нитратов для человека - это питьевая вода, овощи, молоко, мясо, соки. В среднем на овощи приходится 70-80 % нитратов, питьевую воду - 10-15% и 5-20% - на мясо, молоко, фрукты, соки.
Всемирная организация установила допустимый предел поступления нитратов в организм человека в сутки - 3,5 мг на 1 кг веса. Однако, для человека лучше, если дневной «паек» не будет превышать 120-140мг. Главным санитарным врачом Республики Беларусь установлены ПДК нитратов:
В воде нитраты поступают в организм человека от 20 до 800 мг.
Все причины накопления нитратов в растениях условно можно разделить на 2 группы: биологические и хозяйственные. Нитраты накапливаются в растениях в большем количестве в пасмурную погоду, при чередовании жарких и холодных периодов во время вегетации, при засухе и застойном переувлажнении, при уплотнении почвы, при поражаемое™ растений вредителями и болезнями, при недостатке фосфора, калия и микроэлементов.