Лабораторное занятие оценка чрезвычайной ситуации, вызванной загрязнением гидросферы нитратами

1. Цель работы:

1.1. Количественное определение содержания нитратов в почве, загрязненной азотными удобрениями.

1.2. Оценка степени загрязнения грунтовых вод при попадании в них полученных концентраций нитратов.

1.3. Определение необходимых мер по снижению содержания нитратов до предельной допустимой концентрации их в питьевой воде.

2. Порядок выполнения работы

6. Изучить материалы, изложенные в разделах "Общие положения" и "Теоретическая часть".

7. Получить у преподавателя для своего варианта исходные данные.

8. Выполнить необходимые расчеты по методике, изложенной в разделе "Порядок выполнения работы".

9. Оформить работу в соответствии с разделом "Порядок оформления работы".

10. Быть готовым к ответам на вопросы, изложенным в конце методических материалов по настоящему занятию.

3. Материально-техническое обеспечение:

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Сельское хозяйство, как отрасль экономики, выдвигается в число главных источников загрязнения природных вод. Влияние сельского хозяйства на окружающую среду возрастает с увеличением процента распаханности территории, мелиоративного ее освоения, применения минеральных и органических удобрений, химических средств защиты растений, строительства ферм и крупных животноводческих комплексов.

Применяемые минеральные удобрения вымываются из почвы или поступают в водные объекты вместе с почвой в результате эрозии. Вынос минеральных удобрений с сельскохозяйственных угодий зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются:

• количество, способы и время внесения удобрений, их растворимость в воде, миграционная способность в почве;

• время между внесением удобрений и выпадением стокообразующих осадков;

• интенсивность процессов эрозии;

• объем и интенсивность выпадения осадков, объем поверхностного и подземного стока;

• тип почв, рельеф местности, характер выращиваемых культур.

Основными загрязняющими ингредиентами стока с сельскохозяйственных угодий являются азот и фосфор, входящие в состав удобрений. За год с поверхностным стоком с богарных земель может выноситься азота 0,3–10% от вносимых удобрений, фосфора – 0,1–2%. Подземным стоком выносится только азот (10–40% от вносимых удобрений), фосфор малоподвижен и концентрируется в поверхностном слое почвы (2–5 см).

Во многих хозяйствах не соблюдаются оптимальные сроки и методы внесения удобрений в почву. Более половины складов удобрений находятся в неудовлетворительном состоянии, т.е. представляют собой источники загрязнения окружающей среды. Необходимо научиться управлять системой удобрений, чтобы они давали максимальный эффект и обеспечивали полное восстановление плодородия, пагубно не влияли на природу, не загрязняли ее.

Отходы животноводства и стоки животноводческих комплексов также являются одним из источников загрязнения окружающей среды органическими веществами, соединениями азота и фосфора, некоторыми микроэлементами. Размеры этих комплексов и специфика удаления навоза создали проблему загрязнения подземных вод. Концентрированное распределение отходов привело к повышенным уровням нитратов в почве и воде, в частности вокруг откормочных комплексов. Корма, получаемые в этих условиях, следует признать непригодными для скармливания скоту ввиду высокого содержания в них нитратов.

Во многих сельских населенных пунктах преобладает “децентрализованное“ водоснабжение с использованием индивидуальных неглубоких колодцев, качество воды в которых, не удовлетворяет требованиям стандартов качества питьевой воды. В воде многих колодцев содержание нитратов в несколько раз превышает предельную допустимую концентрацию. В Беларуси предельная допустимая концентрация нитратов в питьевой воде установлена на уровне 45 мг/л, что примерно соответствует стандарту стран ЕС (50 мг/л).

Водоемы во всем мире загрязнены нитратами ввиду чрезмерного применения нитратных удобрений. То же происходит и в Беларуси, где обнаружено большое количество нитратов в моче и слюне, прежде всего детей. Наличие нитратов в питьевой воде и продуктах питания может стать очень вредным для человека и вызвать снижение уровня витаминов, сахаров и белков, что порождает две проблемы. Во-первых, вызываемая действием нитратов, метагемоглобинемия (нарушение кислородного обмена) может привести к малокровию у детей раннего возраста и к их смерти в случае отсутствия лечения. Во-вторых, попадая в организм с водой, часть нитратов превращается в нитриты. Со временем нитрит преобразуется в нитросамин, способный вызывать раковые заболевания у животных и людей. Кроме того, под влиянием нитратов может появиться гипотерид, что довольно широко распространено в Беларуси (недостаточность функции щитовидной железы).

Постоянный контроль содержания нитратов в воде и продуктах является актуальной задачей для своевременного принятия мер по предотвращению чрезвычайных ситуаций, вызванных загрязнением нитратами. Одним из наиболее быстрых и эффективных методов контроля нитратов является фотометрический метод анализа.