Природные источники нитратов

Сельхозпромышленность - источники нитратов

Основной источник «поставляющий» нитраты в агро- и ненарушенные ландшафты – органическое вещество грунта, минерализация которого и обеспечивает регулярное образование нитратов. Темп минерализации органического вещества является зависимым от своего состава, характера и степени землепользования, совокупности экологических факторов. Поэтому нитратная динамика в экосистемах земли определенным образом повязана с малым биологическим кругооборотом азота.

Сельскохозяйственная эксплуатация почвы ведет к снижению запасов органического азота. Уменьшение грунтового азота усиливается при осуществлении агротехнических мероприятий, которые стимулируют минерализацию органического вещества (внесение увеличенной дозировки минеральных удобрений, севообороты с пропашными культурами и паром, интенсивная обработка почвы и пр.). Учитывая это, выходит, что роль грунтового азота в накоплении растениями нитратов и загрязнении ими природных вод, видимо, более существенная, чем полагалось до сей поры.

Антропогенные источники

Что есть антропогенные источники? Какой степени важности играют роль азотные минеральные удобрения в нитратном загрязнении объектов окружающей среды? Какую инвестицию делают отходы животноводческих комплексов и органические удобрения в загрязнение нитратами употребляемой человеком продукции, воды, а также почвы? Каким образом влияют производственные отходы на «обогащение» нитратами окружающей среды?

Все антропогенные источники нитратов делятся на коммунально-бытовые, индустриальные (сточные воды и отходы промышленного производства) и аграрные (животноводческое производство, органические/минеральные удобрения). Роль каждого вышеперечисленного источника в отдельных государствах, регионах и даже областях различна – она зависима от степени концентрации точечных нитратных источников, соотношения промышленного и аграрного секторов, масштабов их производства и динамики развития, природных условий и прочих факторов. Интенсивность поступления сельскохозяйственных и промышленных отходов в природу в индустриально развитых государствах можно отслеживать по количеству азотсодержащих органических материалов, образуемых в США. Из 730млн. тонн ежегодно получаемых отходов (сухое вещество) 53,7 процента занимают послеуборочные остатки, на долю навоза приходится 21,8%, городские отходы составляют 18,1%, отходы деревообрабатывающей промышленности – 4,5%, один процент приходится на индустриальные отходы. И оставшийся процент делят между собой пищевые остатки и осадок сточных вод – 0,4% и 0,5% соответственно. Все из вышеуказанных органических веществ применяются, так или иначе, в сельскохозяйственной отрасли.

Азотные удобрения являют собой основной антропогенный источник азота, приближающийся по своим масштабам к его биологическому содержанию на суше. По некоторым прогнозам этот источник уже в последующие ближайшие десятилетия свою фиксацию на суше превысит.

В Российской Федерации, аналогично и прочим мировым государствам, азотные удобрения, как правило, изготавливают в виде концентратов, большую часть ассортимента которых занимают аммиачная селитра и мочевина. Преимущественное применение в земледелии амидных/аммонийных форм азотных удобрений не понижает риска значительных потерь почвенного азота в силу быстрого темпа нитрофикации аммонийного азота.

Несмотря на то, что масштабы применения и производства азотных удобрений регулярно растут, сохраняется стойкая тенденция неравномерного рассредоточения технического азота, при том, как по различным мировым странам, так и внутри этих стран. Уровень использования азотных удобрений в странах развитых экономически заметно выше, чем в развивающихся государствах.

Роль сельскохозяйственной отрасли

По характеру своего влияния на экологическую ситуацию традиционные формы органических удобрений (к примеру, навоз), используемые в умеренной норме (20-50т/га), можно расценивать как диффузный нитратный источник, который, внося определенную лепту в нитратную «смету» агроландшафтов, не провоцирует выраженного нитратного загрязнения природных объектов. Тем не менее, эксплуатация комплексов промышленного типа с целью откорма и репродукции животных, увеличение поголовья скота, накапливание отходов и экскрементов с довольно высоким азотным содержанием на ограниченных территориях поднимает вопрос об эко-безопасной утилизации отходов, включая и органические удобрения.

Отходы животноводческого производства, в частности активный избыточный ил и сточные воды, характеризуются высокой концентрацией общего азота (около 38-1500мг/л), львиная доля которого представлена аммонийной и органической формами.

Наряду с вышерассмотренными аграрными источниками, увеличение нитратного уровня в агроландшафтах может обуславливаться и другими видами сельскохозяйственной деятельности. Так, ограничение площадей, занимаемых травами, замена традиционных земледельческих систем с чередованием/участием различных культур более специализированными и интенсивными технологиями, способствующими усилению минерализации почвенного органического вещества и разрушению структуры грунта, отсутствие вокруг полей защитных зон, утяжеление техники и её применение на закрепленных, постоянных, технологических колеях, распашка кормовых территорий под постоянную пашню — в конечном счете приводят к усилению поверхностного и внутрипочвенного выноса азота. Введение чистых паров в севообороты способствует активному образованию/накоплению в почве нитратов, которые могут исчезать при обильных, кратковременных ливнях или продолжительном выпадении осадков. Потери нитратов из грунта увеличиваются при посадке пропашных культур, агротехника которых подразумевает наличие большого количества междурядных обработок. Как косвенный фактор, увеличивающий вероятность потери нитратов из почвы с дренажным стоком, можно расценивать известкование почвы, которые стимулируют минерализационные процессы.

Нитраты в воде

В водоемах концентрация нитратов возрастает при мелиорации (улучшении) переувлажненных земель, а также первоначальном их использовании (первые годы). Максимально высоким уровнем нитратов отмечаются магистральные водостоки, которые принимают дренажные воды. Продолжительное сельскохозяйственное пользование осушенных земель ведет к некоему повышению нитратной концентрации в грунтовых водах. Потенциальная значимость осадка сточных вод в качестве источника нитратов определяется нормой его внесения в почву, методом утилизации, а также темпом минерализации азотсодержащих соединений. Широко используемым путем утилизации осадка сточных вод является приготовление компостов на его основе, непосредственном внесении в грунт с соблюдением нормы (100-400м³/га) в качестве удобрения или для мелиорации земель. Первые этапы компостирования ила сточных вод характеризуются преобладанием процессов аммонификации. Однако в целом роль шламов, илов как нитратных источников незначительна, поскольку основной количественный показатель азота в них пребывает в трудногидролизуемых соединениях. Отрицательное влияние на окружающую среду осадков сточных вод связано, как правило, с загрязнением объектов природы патогенными микроорганизмами и тяжелыми металлами.

Распространение нитратов и экологические последствия

Избыточность нитратов вызывает сбои в нормальном ходе функционирования живых организмов и природных экосистем, происходит уменьшение биологических ценностей продуктов и возрастание негативного влияния на животных и человека.

Формирование и накапливание нитратов в воде/грунте становится экологическим фактором, воздействующим не только на продуктивность растений, их вещественный обмен и режим питания, но и качество воздуха, воды и урожая. Содержание нитратов в избыточной концентрации ухудшает биологическое качество растительных продуктов, создавая потенциальную угрозу здоровью животных и человека.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *