Реферат: Типы экологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

МИНИСТЕРСТВОНАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ, КУЛЬТУРЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Реферат

На тему:

Типыэкологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

Выполнила:

Студентка 2МТР

Леонтьева И.

Проверил:

Аюпов Н.Г.

Алматы 2000г.

Типыэкологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

В последние годы мы часто слышим и употребляем слово «экология», новряд ли можно считать, что все понимают под ним одно и, то же.О том, какой смысл следует вкладывать в это понятие, спорят даже специалисты.

А пока они спорят,неспециалисты уже поняли, что такое экологический минимум: это значит — дышатьчистым воздухом, пить чистую воду, есть пищу безнитратов и не светиться в темноте.

Термин «экология» (отгреческих «ойкос» — дом, место обитания, и «логос» — наука) был придуманв 1866 году немецким зоологом Эрнстом Геккелем, который ввел его в обиход для обозначения «общей науки оботношениях организмов к окружающей среде», куда мыотносим в широкомсмысле все «условия существования». Это понятие, первоначальнодовольно узкое, в дальнейшем расширялось, какое-товремя и экология развивалась как одна из биологических наук, изучающая не отдельныеорганизмы, а структуру и функционированиебиологических систем — популяций, видов, сообществ— и их взаимодействий друг с другом и с окружающейсредой. Такое или близкое определение экологии можно найти во многих со­временныхэнциклопедиях и справочниках,

Но сейчас понятие «экология» уже далековышло за рамки того, что вкладывалось в него Эрнстом Геккелем и что указывается в справочниках иэнциклопедиях. Теперь это уже самостоятельная наукаоб окружающей среде (с точки зрения ее взаимодействий с живыми организмами и прежде всего с людьми). Ее питает не только и не столько биология, но ипочти все науки о Земле — метеорология, гидрология, океанология,климатология, география, геология с необходимыми для них физико-математическими и химическими методами, а также социология,психология и экономика.

Сейчас эта наука, пожалуй, ближе не к биологии, а кгеографии, включая ее физическую и экономическуюполовины. Думается, что для географии, казалось бы, уже исчерпавшей свои прежние творческие задачи, переориентация на экологиюоткрывает новые неограниченные перспективы.

Такогорасширения содержания экологии и смещения в нем акцентов потребовалстремительный количественный рост человечества, которое начало осознаватьопасности, угрожающие всей планете (ядерная катастрофа, возможный парниковыйэффект и тому подобное), уже столкнулось в своей практике с ограниченностьюприродных ресурсов (в том числе энергетических) и воочию увидело губительныепобочные воздействия неразумной хозяйственной деятельности на окружающую среду — экологическиекатастрофы, как Чернобыль и Арал. 8 связи с этим современная экология ставит во главу своих интересов взаимодействия человека с экологическими системами, всей окружающей средой.

Упомянув количественный рост человечества, мы, однако, надеемся, чтоимеющемуся сейчас и даже несколько большемуколичеству людей на Земле можно обеспечить экологическийминимум. Но единственный путь к этому видится в том, чтобы решительно порвать сэкстенсивной экономикой и перейти к интенсивной.

Экстенсивная экономика —это, во-первых, добыча и использование как можно большего количества природных ресурсов(включая энергию) и, во-вторых, попытки произвестикак можно больше продуктов промышлен­ности и сельского хозяйства. И то и другоеприродоразрушительно. Такая экономика ненаучна. Онабесперспективна.

Интенсивная экономика —это производство необходимого количества потребительских продуктов и товаровпри как можно меньших затратах энергии и других ресурсов (и строгом соблюденииприродоохранных норм очистки всех сбросов и утилизации отходов до перехода на замкнутые циклы, например, воздухо- и водопользования). Возможность такойэкономики доказана многочисленными примерами энерго-и ресурсосберегающих безотходных технологий,используемых в развитых странах.

Хотя в последние годы мы начали осознаватьединство и конечность биосферы и всей окружающей среды, ответственностьчеловечества за свою собственную судьбу, судьбу биосферы, судьбу всей планеты,мы еще очень далеки от тогосостояния, которое В. И. Вернадский обозначил термином «ноосфера» (отгреческого «ноос» — разум). Последнее подразумеваетпре­вращение человека из чужеродного элемента в природе в ее неотъемлемую,органично вписывающуюся в нее часть. Это будет достигнуто только тогда, когдановое мышление, в котором экологические проблемы должны иметь высший приоритет,станет внутренней потребностью всего человечества, от лиц, облеченных властью и распоряжающихся ресурсами, до всех граждан мира. Пока же в дополнение к естественновозрастающим экологическим проблемам люди продолжают создавать все новыетрудности, которые неизбежно придется преодолевать, затрачивая большие усилия исредства.

Представляется, что всеэкологические проблемы можно отнести, прежде всего, к двум связанным друг сдругом главным факторам: изменениям климата изагрязнению окружающей среды. Этим двум факторам и посвящена настоящая работа.

Хотя изменения климата,естественные или вызванные деятельностью человека(так называемые антропогенные), происходятсравнительно медленно, они охватывают огромные регионы и потому могутпредставлять серьезную проблему для человечества. При значительных измененияхклимата произойдут смещения климатических зон, в результате чего людям придется целиком или частично перестраивать вэтих зонах свою хозяйственную деятельность. Загрязнение окружающей среды такжепринимает глобальный характер, так как фактически оно не знает национальныхграниц. Нарастание загрязнения превращается в опасность для самогосуществования биосферы, и в том числе всего человечества.

1. Почемузагрязнение нарастает?

Загрязнение окружающей среды — это поступление в неевредных веществ (иногда говорят и о тепловом загрязнении), могущих нанестиущерб здоровью человека, неорганической природе, растительному и животному миру или стать помехой втой или иной человеческой деятельности. Конечно, загрязнения,вызванные деятельностью людей (их называют антропогенными), надо отличать от естественныхзагрязнений. Обычно, говоря о загрязнении, имеют в виду именно антропогенное загрязнение и оценивают его, сравниваямощности естественных и антропогенных источниковзагрязнения.

Загрязнение окружающейсреды имеет почти такую же долгую историю, что и история самого человечества. Долгое время первобытный человек мало чем отличалсяот других видов животных и в экологическом смысле находился в равновесии сокружающей средой. К тому же численность человечества была невелика. По оценкамисследователей, 100 тысяч лет назад на Земле было всего около миллиона человек.С течением времени в результате развития биологической организации людей, ихумственных способностей, человеческий род выделился среди других видов. Пословам французского эколога Ф. Рамада, «возник первый вид живых существ, воздействие которых на все живое представляет собойпотенциальную угрозу равновесию в природе».

Хорошим показателем роставмешательства человека в природные процессы, в естественный круговорот веществможет служить рост количества энергии, потребляемой человеком. За единицуколичества энергии можно принять килокалорию: это приблизительно количествотепла, необходимое для нагревания килограмма воды на один градус Цельсия. Назаре своего развития человек потреблял в виде пищи 2—4 тысячи килокало­рий всутки. После первых технических революций (овладение огнем, переход к оседломуобразу жизни и сельскохозяйственному производству,приручение некоторых видов животных) добавилось примерно столько жеиспользуемой человеком тепловой и механической энергии. Считается, что 10 тысячлет назад (в новом каменном веке) использовалосьоколо 10 тысяч килокалорий на человека в сутки. В феодальном обществе,основанном на сельскохозяйственном производстве, эта величина выросла до 22—26тысяч килокалорий в сутки — это еще не нарушало равновесия человека с природой,поскольку производство той поры неплохо вписывалось в природный круговоротвеществ. Но дальше пошло хуже, и положение существенно изменилось с началомпромышленной революции XVII— XVIII веков, когдапроизводство и потребление энергии на каждого человека выросло до 70 тысячкилокалорий в сутки.

А сейчас в промышленноразвитых странах (например, в США) потребляется уже до 200—250 тысячкилокалорий в сутки на каждого человека. По данным Мирового банка в промышленноразвитых странах с рыночной и плановой экономикой за счет невозобновляемых топлив­ных запасов(природный газ, нефть, уголь, ядерная энергия) было произведено и потреблено 139 тысяч килокалорий в сутки надушу населения. Правда, в других странах производитсягораздо меньше энергии, и средняя цифра впятерониже — около 43,5 тысячи килокалорий в сутки на душу населения, то есть в 10—20раз больше, чем потребляли первобытные люди. И по всем прогнозам производство и потребление энергии на каждого человекабудут продолжать расти.

Численность человечества.А ведь надо еще учесть рост численности человечества. По оценкам историков, 10тысяч лет назад, то есть в начале нового каменного века, численность населенияЗемли составляла 5 миллионов человек, ко времени образования Римской империи—150 миллионов человек, в 1650 году — 545 миллионов. В 1840 году она достигла 1миллиарда человек, а далее стала увеличиваться особенно быстрыми темпами,достигнув 2 миллиардов в 1930 году, 3 миллиардов — в 1960 году, 4 миллиардов —в 1975 году, и в настоящее время на Земле насчитывается уже 6,5 миллиардовчеловек. Иначе говоря, чтобы достичь численности в 1 миллиард, человечествупонадобилось не менее полумиллиона лет, а затем приросты на миллиард человекпроисходили за 90, 30, 15 и 12 лет. Видно, что в последние десятилетия темпроста замедлился, но рост еще продолжается, и это создаетсерьезную глобальную проблему. Тот же Ф. Рамад считает, и не безоснований, что «демографический взрыв XX века по своим последствиям, возможно,превосходит такие научные открытия, как ядерная энергия и кибернетика».

Если учесть оба этифактора — потребление энергии на душу населения и численность человечества, тоокажется, что используемая человечеством энергия сейчас превышает энергию,которую использовало человечество в первобытную эпоху, в 5000 раз. Мощностьисточников используемой в настоящее время энергии составляет около 1,2 десяткамиллиардов киловатт против 0,24 миллиона в новом каменном веке. Можно считать,что вмешательство человека в природные процессы за это время выросло не менеечем в 5000 раз, если это вмешательство вообще можно оценить.

Дело не только в том, чтоспособность окружающей среды к самоочищению находится на пределе из-за больших количеств,поступающих в среду отходов человеческой деятельности. Значительная часть этихотходов чужда природной среде. Они либо ядовиты для микроорганизмов, разрушающих сложные органические вещества ипревращающих их в простые неорганические соединения, либо вообще не разрушаютсяи поэтому накапливаются в различных частях окружающей среды. Даже те вещества,которые привычны для окружающей среды, поступая в нее в слишком большихколичествах, могут изменять ее качества и воздействовать на экологическиесистемы.

2.Загрязнение атмосферы

Наиболее распространенныезагрязнители атмосферы поступают в нее в основном вдвух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. Помассе львиную долю — 80—90 процентов — всех выбросов в атмосферу из-задеятельности человека составляют газообразные выбросы. Среди них главное место занимают химические соединения углерода, серы и азота.

Углекислый газ. В первойчасти мы уже рассматривали углекислый газ (двуокись углерода). В результатесжигания топлива, а также производства цемента ватмосферу поступает огромное количество этого газа.Например, в 1984 году в атмосферу было выброшено 19,5 миллиарда тоннуглекислого газа. Сам этот газ не ядовит (некоторые специалисты считают даже,что он необходим для дыхания). Он находит широкое применение в быту(газированная вода, «сухой лед» и т. п.). Егоэкологическая роль заключается во влиянии на климат через парниковый эффект.

Угарный газ. Сжиганиетоплива, которое создает большую часть газообразных, да и аэрозольныхзагрязнений атмосферы, служит источником другогоуглеродного соединения — угарного газа (окиси углерода). Он ядовит, причем егоопасность усугубляется тем, что он не имеет ни цвета, ни запаха, и отравлениеим может произойти совершенно незаметно. Его ядовитыесвойства объясняются тем, что он жадно поглощается гемоглобином крови и вместокислорода переносится от легких к различным тканям, что ведет к кислородномуголоду и гибели организма.

Выше говорилось, чтоочень малые концентрации составляющих смесей принято выражать через миллионныеили миллиардные доли некоторого объема (реже — в долях массы) и обозначать чнм или чнб, что означает одну часть на миллион или на биллион(миллиард). Так вот, при концентрации угарного газа в 100 чнм возникаетощущение вялости, головная боль, головокружение, а концентрация в 1000 чнм (или0.1 процента) быстро приводит к смерти человека. В естественных условияхконцентрация этого газа в воздухе составляет0,1—0,2 чнм (в Северном полушарии 0,2, в Южном — 0,06 чнм). В городах этаконцентрация колеблется от 1 до 140 чнм (в среднем 20 чнм), в крупных городахна оживленных перекрестках в часы пик она нередко может превышать 100 чнм, а влондонских транспортных туннелях отмечались концентрации до 295 чнм.

В настоящее время врезультате деятельности человека в атмосферу поступает около 300 миллионов тоннугарного газа в год (в 1968 году в атмосферу его было выброшено257 миллионов тонн). Причем 70—75 процентов выбросов создается сжиганиембензина в двигателях внутреннего сгорания, около 10 процентов сжиганием угля идров, примерно столько же сжиганием бытовых отходов и около 5 процентов леснымипожарами. Некоторая часть угарного газа создается технологическими потерями в промышленности(например, металлургической, нефтеперерабатывающей, химической).

Немалое количествоугарного газа поступает в атмосферу и из естественных источников. Точноопределить это количество трудно, так что имеющиеся оценки существеннорасходятся (от 90 до 30 процентов). Основные естественные источники — это, преждевсего вулканы, а также разложение органического вещества в придонных илахстоячих водоемов, электрические разряды в атмосфере, биологические процессы вокеане, естественные лесные пожары и, наконец, окисление так называемыхтерпенов — выделяемых растительностью (главным образом вечнозеленойтропической) летучих органических продуктов ее жизнедеятельности.

Болотный газ.Значительную долю атмосферного загрязнения составляют углеводороды —органические вещества, состоящие из углерода и водорода.Из естественных источников в атмосферу поступают,прежде всего, метан, простейших из углеводородов,состоящий из одного атома углерода, и четырех атомов водорода, и упоминавшиеся выше терпены. Основныеисточники метана — деятельность микроорганизмов при захоронении органического углерода без доступа воздуха, например, на дне болот (поэтому его иногда называют болотным газом), внасыщенных водой почвах, в пищеварительных органахжвачных животных. Некоторое количество метана (около 30 процентов) поступает из антропогенныхисточников, например. при добыче природного газа (в немдо 97 процентов метана), нефти, угля (известнымногочисленные случаи накопления метана в угольныхшахтах), а также при сжигании растительной массы (дляобогрева или же при сельскохозяйственных работах). Впоследние десятилетия поступление метана в атмосферу росло со скоростью 1,1 процента в год и в настоящее время составляет, по недавним оценкам, около 400—-500 миллионов тонн в год. С такойже скоростью росло и его содержание в атмосфере, которое в средних широтахСеверного полушария оценивается в 1,7 чнм. Длятакого роста атмосферного содержания метанадостаточно 11—12 процентов его нынешних источников, остальные 88—89процентов удаляются из атмосферы (считается, чтоосновным механизмом удаленияметана является его окисление, а также его разложение почвенными микроорганизмами).

В последнее время роль различныхисточников метана изменилась. В 1940-х годах напервом месте стояли болота и заболоченные местности, а в 1980-хгодах этот источник ослабел, и переместился на четвертое место, уступив место затопляемым полям для возделывания риса («чекам»), животноводству и сжиганию биомассыналицо влияние деятельности человека.

Терпены, непрерывновыделяемые в атмосферу деревьями и другими растениями, поступают в атмосферу приблизительно в таком же количестве, что и метан, то есть около 400 миллионов тонн в год (хотя некоторыеоценки достигают 1000 миллионов тонн). Эти веществаочень активны, особенно в присутствии озона. Считается, что именно они создают атмосферную дымку, часто наблюдаемую на суше вдалеке от промышленных источников загрязнения. Многиечитатели наверняка наблюдали голубоватую дымку и ощущали запах озона вутреннем, освещенном солнцем сосновом бору.

Углеводороды, поступающие ватмосферу в результате деятельности человека, составляютнебольшую долю от углеводородов естественногопроисхождения, но загрязнение ими имеет весьмаважное значение в густонаселенных районах. В 1970 году в США было выброшено в атмосферу около 35 миллионов тоннуглеводородов (в течение нескольких предшествующих лет роста почти непроисходило), а глобальный выброс в тот же период оценивается в 90 миллионовтонн в год. Их поступление в атмосферу может происходить на любой стадии производства, обработки,хранения, перевозки и использования веществ и материалов,содержащих углеводороды. Так, уже при добыче нефти происходит утечка попутногонефтяного газа, испарение легких фракций нефти, неполное сгорание в газовыхфакелах. Более половины углеводородов, производимых человеком, поступает в воздух в результате неполного сгорания бензина и дизельного топлива при эксплуатации автомобилейи других средств транспорта. Виной тому не только конструктивные недостаткидвигателей, но и экологическая безграмотность многих автомобилистов, неутруждающих себя регулировкой двигателей. Особенно неприятны выбросы плохо отрегулированныхдизельных двигателей; в них имеется большое количествосложных циклических и ароматических углеводородов, являющихся канцерогеннымивеществами.

Такие опасные для человека и животныхвещества образуются при сжигании угля, нефти, бытового мусора и даже приизготовлении на открытом огне шашлыков и при курении. Немало углеводородовпоступает в атмосферу от химических заводов, при испарении различныхрастворителей в быту, изготовлении и использовании синтетическихкрасок, при разливах бензина на бензоколонках. Приопределенных условиях высокая концентрация углеводородов может привести кобразованию так называемого фотохимического смога сядовитыми веществами, вызывающими раздражение и заболеваниядыхательных путей и глаз у людей и губящими растительность.

Сернистый газ.Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет важные экологические последствия. В атмосферу поступают главным образомсернистый газ и сероводород. В последнее время начинают привлекать внимание идругие соединения серы, образующиеся в результате микробиологических процессов.Главные естественные источники сернистого газа — вулканическая деятельность, атакже процессы окисления сероводорода и других соединений серы. По некоторымрасчетам, вследствие вулканической деятельности ватмосферу ежегодно попадает около 4 миллионов тоннсернистого газа. Ногораздо больше — около 200— 215 миллионов тоннсернистого газа — образуется из сероводорода,который поступает в атмосферу при разложении органического вещества.

Промышленные источникисернистого газа по интенсивности давно превзошли вулканы и сейчас сравнялись с суммарнойинтенсивностью всех естественных источников. В природе нет ископаемого топлива,которое состояло бы из одних углеводородов. Всегда имеется примесь другихэлементов, и один из них — сера. Даже природный газсодержит, по крайней мере, следы серы. В сырой нефти, в зависимости отместорождения, содержится от 0,1 до 5,5 процента серы, а уголь содержит от 0,2до 7 процентов серы. Поэтому сжигание топлива дает80—90 процентов всего антропогенного сернистогогаза, причем больше всего (70 процентов и более) дает сжигание угля. Остальные10—20 процентов приходятся на выплавку цветных металлов и производство серной кислоты. Сырьем для получения меди,свинца и цинка служат главным образом руды, содержащие большое количество серы (до 45 процентов).Те же самые руды и другие богатые серой минералы служат сырьем для получениясерной кислоты.

Сернистый газ оченьядовит, он представляет угрозу здоровью и даже жизни человека и животных,наносит ущерб растительности. В СССР для сернистого газав атмосфере предельно допустимые концентрации (ПДК)для разового воз­действия — 0,5 миллиграмма накубометр, средняя за сутки — 0,05, что в перерасчете на объемные концентрациидает 0,17 и 0,017 чнм, соответственно,

Обычная концентрациясернистого газа в нижней части атмосферы равна 0,2 чнб.Однако его распределение по земному шару очень неравномерно. По измерениям настанциях наблюдения за фоном (мониторинга),расположенных в различных районах мира и находящихся в удалении отнепосредственных антропогенных источников этогогаза, концентрации различаются в десятки и сотни раз. Наибольшие концентрации наблюдаются в Северномполушарии, причем максимальных значений они достигают в восточных и центральныхрайонах США, в Центральной Европе (10—14 микрограммов на кубометр, или 3,4—4,8 чнб). В районах, гдекрупных городов и промышленных центров меньше (западСША, Европейская территория СССР и др.), концентрация сернистого газа напорядок меньше (1—4 микрограмма на кубометр, или 0,34—1,37 чнб), а в некоторыхболее чистых районах, как Кавказ и озеро Байкал,меньше 0,1 микрограмма на кубометр, или 0,034 чнб.В Южном полушарии концентрация сернистого газа в 1,5—2 раза ниже, чем в Северном, над океаном существенно ниже,чем над континентом, причем над океаном концентрация увеличивается с высотой,тогда как над континентами она уменьшается,

При концентрации 8—12 чнмсернистый газ сильно раздражает дыхательные пути ивызывает кашель, при 20 чнм он раздражает глаза. В присутствии других загрязнителей, например приналичии аэрозольных частиц, для такого же воздействиядостаточно гораздо более низких концентрацийсернистого газа. Это объясняется тем, чтосовместный эффект двух загрязнителей превосходит сумму воздействий каждого из загрязнителей, действующихпорознь. Именно это произошло во время печально знаменитого сернистого смога5—9 декабря 1952 года в Лондоне, когда погибли 4 тысячи человек и былизарегистрированы десятки тысяч заболеваний легких иверхних дыхательных путей. Рост ежедневной смертности стал заметен, когдасодержание сернистого газа достигло 0,20 чнм, а содержаниеаэрозольных частиц составило 750 микрограммов накубометр. В дальнейшем эти показатели, а также и смертность продолжали расти,причем смертность увеличилась на 20 процентов, когда содержание сернистого газа достигло 0,52 чнм, а аэрозолей — 2000 микрограммовна кубометр.

Лондон был, по-видимому,первым из крупных городов мира, которые столкнулисьс проблемой загрязнения атмосферы сернистым газом.Известно, что еще в середине XIII века сталираздаваться протесты против использования угля дляотопления, но несмотря на королевский запрет, изданный Эдуардом 1 в 1276 году, его потребление в каминах для отоплениядомов продолжало расти. К этому вскоре прибавилось использование угля в промышленности, и уже в XVIII веке содержание сернистого газа в воздухе над Лондоном часто в несколько раз превосходилосовременную предельно допустимую концентрацию. Сохранились свидетельствасовременников о том, что путники, приближавшиеся к Лондону, уже за несколькомиль до города чувствовали резкий запах сернистого газа.

Лондонская трагедия 1952года и аналогичные случаи «смогов-убийц» в другихкрупных городах (Нью-Йорк, Роттердам и многие другие)сыграли свою роль и во многих промышленно развитых странах побудили принять решительные меры по сокращению выбросов сернистого газа(да и других загрязнителей). По-видимому, это отразилось и настатистике глобальных антропогенных выбросов сернистого газа в атмосферу. После быстрого роста выбросов в 1950-хгодах (ежегодный рост составлял 4,6 процента по сравнению с 1,2 процента впредыдущее десятилетие, включавшее годы второй мировой войны). Последовало уменьшение темпов роста вдвое (до 2,3процента в год) в 1960-х годах и дальнейшее умень­шение (до 2 процентов) в1970— 1980 годах (но это все еще был рост!).

Принятые меры незамедлили сказаться. После издания закона об охраневоздуха Большого Лондона, замены традиционных угольных каминов бутафорскими (представьтесебе, что означал для англичан отказ от традиции!),введения парового отопления и расширения использованияэлектричества смоги, да и обычные туманы ванглийской столице стали гораздо более редкими гостями.Их воздействие теперь никак нельзя сравнивать субийственным воздействием смогов 1950—1960-х годов.

В СССР в 1950—1960-хгодах проблема загрязненияатмосферы сернистым газом стояла не так остро, как а промышленно развитыхкапиталистических странах. Однако и в нашей стране в тегоды можно было заметить тенденцию к ухудшениюобстановки. В застойный период в отсутствии широкойгласности возобладал ведомственный диктат, результатом которого стало развитие ради развития иполнейшее игнорирование провозглашаемыхгуманистических принципов, таких, например, как«все на благо человека». Сейчас, с приходом гласности, вдруг стало ясно, что унас не только неблагополучно с экологической обстановкой, но, по мнению многихавторитетных экологов, мы находимся на пороге национальной экологическойкатастрофы. На Съезде народных депутатов СССРвпервые было сказано о наличии в нашей стране неблагополучных с точки зренияэкологии городов. В 1988 году в их список вошли 104 города из 236 городов с населениемсвыше 100 тысяч человек. В этих городах в течениегода хотя бы один раз содержание того или иного из загрязнителейбыло превышено десятикратно, более сложный индекс загрязнения, учитывающий не только содержание загрязнителей, но и их динамику, позволяетвыделить 68 особенно неблагополучных городов с сум­марным населением в 43миллиона человек. В этих городах (например, в Нижнем Тагиле) так дальше житьуже невозможно.

В СССР выбрасывается в воздух ежегодно около 23миллионов тонн сернистого газа, что составляетприблизительно десятую долю от глобального выбросаэтого газа и около четверти от всех выбросоввредных веществ в атмосферу в нашей стране.

Для растений сернистыйгаз ядовит при содержании 2—3 чнм (или 6—9 миллиграммовна кубометр), но хронические повреждения наступают уже при 0.03 чнм (0,09 миллиграммана кубометр). При больших концентрациях сернистогогаза происходит быстрое отмирание листьев и гибель всего растения. Хроническиеповреждения при длительном воздействии малыхконцентраций сернистогогаза выражаются в накоплении вредных веществ в тканях растения,разрушении хлорофилла, снижении интенсивностифотосинтеза, нарушении роста, снижении урожая.Сернистый газ нарушает водный обмен у растений, вызывает опадание листьев, усыханиемолодых побегов. Особенно чувствительны окисляется до серного ангидрида, который жадно соединяется с водой или слабыми воднымирастворами облачных или дождевых капель и образует сульфатные аэрозольныечастицы. Их время пребывания в нижней атмосфере несколько больше, чем усернистого газа.

Аммиак и окислы азота.Третий по массе и по значению вид газообразногозагрязнения атмосферы образуютсоединения азота — аммиак, закисьазота, окись азота и двуокись, или перекись, азота.Два первых газа имеют в основном естественное происхождение, и мы не будемздесь на них останавливаться.

Главные азотсодержащие загрязнители атмосферы — окись и перекись азота. Оба газаядовиты. Окись азота поступает в атмосферу в результате жизнедеятельности микроорганизмов и горения. Естественные источники дают около 450миллионов тонн в год, антропогенные — вдесятероменьше. Основным антропогенным источником являетсявысокотемпературное сжигание ископаемого топлива, прежде всего в двигателяхвнутреннего сгорания и дизелях. В атмосфере окись азота довольно быстро окисляется в двуокись, которая такжеобразуется при горении. Некоторая доля двуокиси образуется при вулканическойдеятельности и электрических разрядах в верхних слоях атмосферы.

Средняя концентрацияокиси азота достигает 2 чнб (3 микрограмма накубометр), двуокиси азота — 4 чнб (6 микрограммов на кубометр). В крупныхпромышленных центрах их концентрация увеличивается в 10—100 раз. Так, например, в пяти крупных городах США,расположенных в промышленном поясе северо-востока и Среднего Запада, средняя годовая концентрация двуокиси азота составляла 30—50 чнб (60—100 микрограммов накубометр), а среднегодовое значение максимумов — 140—260чнб (290—530 микрограммов на кубометр.

Окислы азота в атмосфереприводят к образованию коричнева­того смога, чему, как правило, способствует присутствие Другихзагрязнителей — сернистого газа, углеводородов, атакже местные метеорологические и топографические условия. Такие смоги, наносятущерб здоровью людей, в частности вызывают раздражение глаз и губят городскую растительность.

Окислы азота в облаках итуманах соединяются с водой, образуя капельки разбавленной азотной кислоты или ее солей. Часть из них превращается в твердые аэрозольные частицы, которые осаждаются на поверхностипочвы и воды, другая вымывается из атмосферыдождями, так что кислые дожди бывают как сернокислыми, так и азотнокислыми.

Почти 90 процентовокислов азота, попадающих в атмосферу в результатедеятельности человека, образуется в результате сгорания топлива в автомобильныхдвигателях (более 50 процентов) или в топкахтеплоцентралей и тепловых электростанций. Большой вклад вносит также сжиганиетвердых отходов — бытовых, промышленных и сельскохозяйственных, лесные пожары.Источником окислов азота служат также ряд отраслей промышленности, в их числепроизводство азотной кислоты, минеральных удобрений, искусственных волокон и т.д.

Аэрозоли. Количество аэрозольныхчастиц, поступающих в атмосферу из естественных источников, оценивается в700—-2200 миллионов тонн в год, из искусственных источников пока что впятероменьше — 185—415 миллионов тонн в год.

Процессы образования аэрозолей весьма разнообразны.Это, прежде всего раздробление, размельчение ираспыление твердых веществ. В природе такое происхождение имеет минеральнаяпыль, поднимаемая с поверхности пустынь во время пыльных бурь. В северной частитропической Атлантики, куда выносится сахарская пыльпассатными ветрами, атмосфера бывает настолько замутненной, что солнце привосходе или закате оказывается невидимым довольновысоко над горизонтом. Этот источник атмосферных аэрозолей имеет глобальное значение, так как пустыни занимают около третиповерхности суши, да еще имеется тенденция кувеличению их доли из-за неразумной деятельности человека. Минеральная пыль споверхности пустынь переносится ветром на многие тысячи километров. Так,например, отмечалось выпадение больших количеств сахарскойпыли в Англии, а также и на противоположной стороне Атлантического океана — наострове Барбадос.

Аналогично проявляетсявулканический пепел, попадающий в атмосферу во время изверженийвулканов. Хотя крупные извержения происходят сравнительно редко и нерегулярно,вследствие чего этот источник аэрозоля по массе значительно уступает пыльным бурям, его значениевесьма велико, так как этот аэрозоль забрасывается в верхние слои атмосферы — встратосферу. Оставаясь там, в течение нескольких лет, он отражает или поглощаетчасть солнечной энергии, которая могла бы в его отсутствие достичь поверхностиЗемли.

Источниками аэрозолей являются также технологические процессыхозяйственной деятельности людей. Мощный источник минеральной пыли —промышленность строительных материалов. Добыча и дробление пород в карьерах, ихтранспортировка, производство цемента, само строительство — все это загрязняет атмосферу минеральными частицами. Например, дляполучения тонны цемента требуется тонко размолоть около 3 тонн исходной породы,а ведь в мире производится не менее полумиллиарда тонн цемента! В 1983 году толькосоциалистические страны и 6 главныхкапиталистических стран произвели 460 миллионов тонн цемента. Одна толькоцементная промышленность производит ежегодно около7 миллионов тонн аэрозолей. Мощный источник твердых аэрозолей — горнодобывающаяпромышленность, в особенности при добыче угля и руд в открытых карьерах. В нихна больших площадях снимается верхний почвенный слой вместе с растительностью,и обнажившиеся породы становятся беззащитными перед термическим и ветровым разрушением.Сама добыча, которая состоит, собственно, в погрузке угля или рудыэкскаваторами на железнодорожные платформы,является источником огромных количеств пыли, загрязняющей воздух и местность на многие километры вокруг.Этот способ добычи угля или руды кажется наиболее дешевым, но при оценке егорентабельности не учитывается деградация окружающей среды. Но и добыча в шахтахи рудниках — также источник аэрозолей, посколькуоколо них образуются горы пустой породы(терриконы), разрушаемые ветром и водой. Много аэрозолейвносят в атмосферу черная металлургия с ее огромными объемами руды и кокса,цветная металлургия с обогатительными фабриками, производство и применениеминеральных удобрений и пестицидов и так далее.

Аэрозоли попадают в атмосферу при разбрызгивании растворов. Естественный источник такихаэрозолей — океан, поставляющий хлоридные исульфатные аэрозоли, образующиеся в результате испарения морских брызг, вколичестве около миллиарда тонн в год, то есть около 40 процентов всего аэрозоля, поступающего в атмосферу. Впрочем, вклад отчеловеческой деятельности здесь невелик.

Еще один мощный механизмобразования аэрозолей — это кон­денсация веществ вовремя горения или неполное сгорание из-за недостатка кислорода или низкойтемпературы горения. Так, например, образуютсячастицы сажи при сжигании угля и других топлив. В природе главный источниктаких аэрозолей — это лесные пожары, люди жедобавляют аэрозоли при сжигании угля, нефти, древесины, отходов; аэрозоли поставляют дым металлургических заводов и т.п. В сумме это дает 2—3 процента от общего поступленияаэрозолей в атмосферу. При горении образуются также газы — сернистый, окислыазота, выброс которых, как говорилось выше, приводит к возникновению сульфатныхи нитратных аэрозолей. Этот вторичный источник аэрозолей вместе с аэрозолями,образующимися из терпенов,углеводородов и т.п., дает около 8 процентов общего поступления в атмосферу.

Аэрозоли удаляются изатмосферы тремя путями: сухим осаждением под действием тяжести (главный путьдля крупных частиц), осаждением на препятствиях и вымываниемосадками.

Все сказанное вышеприводит к тому, что размеры, состав, химические и физические свойства аэрозолей весьма разнообразны. Например, их размеры(радиусы) варьируют в основном в миллион раз — от тысячных долей до тысячмикрон (т. е. миллионных долей метра).

Аэрозольное загрязнение. Аэрозоли, во-первых, воздействуют на погоду и климат: оптически активныечастицы с радиусами от 10-1 до 101 микронов вносятосновной вклад в замутненность атмосферы; частицы срадиусами от 10-2 до 102 микронов служат ядрами конденсации влаги испособствуют образованию облаков и туманов, дождя и снега. портят здоровье людей. В течение суток через легкие человекапроходит 12—14 кубометров воздуха. Концентрация аэрозоля в чистом воздухе составляет 10—12 микрограммов на кубометр, впромышленных городах вдесятеро, а иногда и в несколько десятков раз больше.Даже если учесть, что крупные частицы задерживаютсяв носовой полости, а очень мелкие возвращаются с выдыхаемымвоздухом, то и тогда в легких жителя промышленного центра ежесуточно можетоседать 1 миллиграмм аэрозолей. Химически неактивные аэрозоли накапливаются в легких и ведут к их повреждениям.Обычный кварцевый песок и другие силикаты — слюды, глины, асбест, тальк и др.,накапливаясь в легких, могут приводить к таким заболеваниям, как силикоз и дажерак легких. Частыми оказываются хронические бронхиты, эмфизема легких, астма и другие аллергические заболевания.Химически активные аэрозоли, а среди них немалоядовитых, наносят вред не только легким, но и проникают в кровь, приводя кзаболеванию сердечнососудистой системы и печени.

Выше уже говорилось одействии кислых туманов, раздражающем слизистые оболочки, глаза и кожу. В некоторых случаях аэрозоль можетоказывать на человека и психологическое действие: неприятные ощущения вызываютнекоторые запахи, ухудшение видимости, загрязнениеодежды смолистыми или сажистыми аэрозолями. Устра­нениеущерба, наносимого аэрозолями, иногда требует значительныхзатрат.

Тяжелые металлы. Промышленные дымы содержат не толькосажу, но и множество других вредных веществ. Производствочерных металлов сопровождается не только выбросами сернистого газа и окиси железа, но и таких ядовитых веществ, как сурьма, свинец,мышьяк, пары ртути. В еще больших количествах ядовитые тяжелые металлыпоступают в атмосферу из предприятий цветнойметаллургии. Они составляют половину источников поступления в атмосферу меди ицинка. Сжигание топлива дает 85 процентов выбросов в атмосферу ванадия, 98 —кобальта, 80 — сурьмы, 77 — никеля, 50 процентов селена. С выхлопамиавтомобилей выбрасывается250—300 тысяч тонн свинца, который с 1924 года используется в примеси к бензину (в виде тетраэтилсвинца)как антидетонатор. Уже в 1940 году его содержание вобразцах материкового льда Гренландии превысило допустимую норму в 175 раз, ав 1966 году норма была превышена в 500 раз!

Больше всего этоотношение у свинца: 17,5: его выбрасывается ватмосферу много больше Других металлов и в абсолютном выражении — около третимиллиона тонн в год. Затем идут четыре элемента,которые поступают в атмосферу из-за человеческой деятельности вдвое больше, чем от естественных источников: этокадмий, цинк, мышьяк и никель.

Радиоактивность. Что быни говорилось об якобы обеспеченной экологической чистоте ядерной энергетики,возможность загрязнения окружающей среды существуетпрактически на всех этапах производства как ядерной энергии, так и ядерногооружия, причем, сейчас мы говорим о контролируемых технологических процессах,хотя наибольший ущерб могут причинить аварии на предприятиях атомной промышленности.Правда, вероятность таких аварий, по расчетам специалистов, мала. Вероятностькрупной аварии с повреждением противоаварийнойоболочки реактора в 1975 году была оценена специалистами США как один раз за миллион лет. Однако последствия таких авариймогут быть настолько ужасными, что даже эта малая вероятность не можетуспокоить общественность всех стран. И это доказала самая большая за историюатомной энергетики катастрофа на Чернобыльской АЭС.

Естественнаярадиоактивность, интенсивность которой в специфических, выработанных физиками единицах, оценивается в 10—20 микрорентген вчас, создается в атмосфере двумя источниками. Во-первых, это выделениерадиоактивных газов из минералов земной коры.Таково происхождение газа радон-222, который имеетпериод полураспада в 3,8 суток, и совсем уже короткоживущеготорона, он же радон-220:период его полураспада 54 секунды. Во-вторых, это воздействиекосмических лучей на атмосферные газы, приводящее к образованию радиоактивныхизотопов — трития (водород-З), углерода-14, бериллия-7 инекоторых других.

Рентген (Р) — это количестворентгеновского, или гамма-излучения, которое путемионизации соз­дает в воздухенекоторый определенный электрический заряд (2,58-10-4кулонов на килограмм). Употребляется также единица рад — это доза радиации,равная энергии 10 мДж, поглощенной килограммомоблученного вещества. Используется и биологический эквивалент рентгена (бэр);он равен дозе ионизирующего излучения, дающей такой же биологический эффект,что и рентгеновское излучениев один рентген. Отношение между бэром и радом для рентгеновского и гамма-излученияи электронов равно единице, для медленных нейтронов — трем, для альфа-частиц, быстрых нейтронов и протонов — десяти, дляосколков деления урана — двадцати. Это отношение характеризует относительную биологическую эффективностьсоответствующего вида излучения.

Уже при добыче сырья наурановых или ториевых шахтах, как и при добычеобычной руды, образуется много пыли, но эта пыль радиоактивна. Она и выделяющиесярадиоактивные газы могут оказаться в атмосфере при вентилировании шахт. Наобогатительных фабриках урановая руда дробится и распыляется, и в воздух можетпопадать не только радиоактивная пыль, но и ядовитые вещества: ванадий, мышьяк,селен и др. Далее концентрат урановой рудырастворяют, при этом в атмосферу могут выделяться радиоактивные пары, илиобрабатывают фтором с образованием и возгонкой шестифтористого урана. Вдальнейшем это радиоактивное и крайне ядовитое вещество прогоняется по длиннымтрубам с фильтрами (метод газовой диффузии) или центрифугируется для отделенияядерного топлива — урана-235. Естественно, чтовероятность просачивания ядовитого и радиоактивного шестифтористого урана черезмногочисленные соединения труб при всем этом довольно велика. Изготовлениетопливных элементов для атомных электростанций, включающее механическую итепловую обработку ядерного топлива, осуществляется в герметических помещенияхс помощью дистанционно управляемых манипуляторов. Тем не менее, вероятностьпопадания радиоактивности в окружающую среду имеется и здесь.

Вероятность радиоактивногозагрязнения окружающей среды при нормальной работе атомных электростанций невелика,но аварии, как упоминалось выше, могут иметь катастрофические последствия. Поданным международной организации (МАГАТЭ), за 15 лет с 1971 по 1985год произошла 151 авария в 14 странах, то естьежегодно происходило не менее 10 аварий. Крупных аварий за 30 лет насчитываетсятри. В 1957 году на АЭС в Уиндскейле (Великобритания)в результате ошибки обслуживающего персонала произошелвыброс воздуха, содержащего радиоактивные изотопы йода, цезия и стронция. Активность выброшенных веществ составила около 21 000 Кюри. Произошло загрязнениеместности. На территории в 500 квадратных километров в течение 3—6 недель былазапрещена продажа молока, поскольку оно оказалось зараженнымрадиоактивным йодом. (Суммарная активность радиоактивного вещества измеряется числом распадов атомов в секунду. Единицейявляется беккерель (Бк),равный одному распаду в секунду. Применяется также старая единица — Кюри (Ки) (37 миллиардов Бк).

Самая крупная авария(активность выброса 50 миллионов Кюри) на Чернобыльской АЭС в 1986 году привелак гибели и потере здоровья многих людей, полностью выключила из хозяйственнойдеятельности, можно сказать, из жизни, огромную территорию, нанесла большой материальныйурон. Дополнительные последствия, которые могут проявиться в будущем, сейчасеще невозможно оценить.

Использованное на атомных электростанциях топливо, в которомсодержится большое количество различных радиоактивных веществ, может бытьиспользовано повторно, если отделить от этихвеществ оставшийся уран. Это делается на специальных заводах, где отработанноетопливо подвергается механической и химической переработке. При этом в атмосферумогут выбрасываться радио­активные газы: криптон-85(период полураспада 10,6 года), йод-131 (8,1суток), рутений-103 (40 суток) и рутений-106 (один год).

Нельзя сбрасывать сосчетов радиоактивное загрязнение воздуха на заводах ядерного оружия, которыевсе еще продолжают производить свою смертоносную продукцию, а также притранспортировании сырья, готовых изделий илиотходов и при подземных испытаниях ядерного оружия. Недавно стало известно о взрыве хранилища радиоактивных отходов назаводе под Челябинском, произошедшем в 1957 году. При аварии произошел выбросотходов с активностью около 2 миллионов Кюри, и хотя 90 процентов ее осталось впределах завода, загрязненной (в основном изотопом стронций-90) оказаласьтерритория размерами примерно 300х10 километров.

Естественная радиоактивность дает каждомучеловеку в течение жизни дозу в 5—10 бэр. Этооблучение наряду с другими факторами ответственно за современный «нормальный»уровень мутаций и раковых заболеваний. Логичнодумать, что любое дополнительное облучение увеличит вероятность этих мутаций изаболеваний. Поэтому некоторые ученые справедливо считают, что (с точки зрения,прежде всего генетических последствий) безопасного уровня радиации вообще несуществует.

Загрязнение воздухавнутри помещений. Говоря о загрязнении атмосферы,нельзя не коснуться качества воздуха в жилых и иныхпомещениях. Исследования показывают, что и здесьесть основания для тревоги. Имеются данные, что в современных помещениях воздухможет быть в 100 раз токсичнее, чем наружный воздух даже в насыщенныхпромышленными предприятиями городах. А ведь люди до 90 процентов своеговремени, как правило, проводят в помещениях.

В воздухе замкнутыхпомещений может находиться, по существу, весь известный спектр загрязнителей, кроме, быть может, озона. Прежде всего,следует сказать о радоне, выделяющемся из земныхнедр. На открытом воздухе он обычно не представляет какой-либо опасности.Однако при нали­чии самых незначительных трещин вфундаменте зданий в условиях плохой вентиляции егоконцентрация в воздухе помещений может достигатьопасного уровня. Так, проведенное в США обследование показало, что примерно в 8миллионах домов концентрация радона превышает безопасный уровень. В рядеслучаев была зафиксирована концентрация, прикоторой рабочие урановых предприятий должны пользоваться респираторами.Источниками токсичных веществ в воздухе помещениймогут быть некоторые строительные и отделочные материалы. Например,асбоцементные листы или выделяющие формальдегид декоративные панели), тепло- иэлектроизоляционные материалы (тот же асбест, поливинилхлорид, полихлорбифенилыи другие органические соединения), различныесинтетические клеи и т. д. Другие источники — этовсевозможные препараты, применяемые в быту (например, краски и растворители,пестициды, освежители воздуха). Наконец, нельзя не сказать о наружныхзагрязнителях, таких, как пыль, выхлопные газы,которые так или иначе проникают и задерживаются внутри помещений.

3. Загрязнениепочвы

Почти все загрязняющиевещества, которые первоначально попали ватмосферу, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Оседающиеаэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы — свинец, кадмий, ртуть,медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они малоподвижны и накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями такжекислоты. Соединяясь с ними, металлы могут переходить в растворимые соединения,доступные растениям. В растворимые формы переходят также вещества, постоянноприсутствующие в почвах, что иногда приводит к гибели растений. Примером можетслужить весьма распространенный в почвах алюминий, растворимые соединениякоторого поглощаются корнями деревьев. Алюминиевая болезнь, пря которой нарушается структура тканей растений,оказывается для деревьев смертельной.

С другой стороны, кислыедожди вымывают необходимые для растений питательные соли, содержащие азот, фосфор и калий, что снижает плодородие почв.Повышение кислотности почв из-за кислых дождей губит полезные почвенныемикроорганизмы, нарушает все микробиологические процессы в почве, делает невозможным существованиеряда растений и иногда оказывается благоприятнымдля развития сорняков.

Все это можно назвать непреднамеренным загрязнениемпочв.

Минеральные удобрения. Номожно говорить и о преднамеренном загрязнениипочвы. Начнем с применения удобрений, вносимых в почву специально для повышенияурожайности сельскохозяйственных культур. С их помощью человечеству удалосьдобиться того, что, несмотря на быстрый рост населения планеты, производство зерновых — основы ресурсов продовольствия — росло ещебыстрее. С 1950 по 1985 год мировое производство зерна росло ежегодно почти на2,7 процента и увеличилось с 700 до более чем 1800миллионов тонн. Хотя какая-то часть этого приростаобязана распашке новых земель, основной вкладвнесли применение новых сортов семян и увеличение применения удобрений — за эти 35 лет более чемв 9 раз и ядохимикатов — в 32 раза. Увеличилось не только абсолютное количествоиспользуемых удобрений, но и их количество на единицу площади пашни. Так, еслив 1964 году на 1 гектар посевной площади вносилосьв среднем 29,3 килограмма удобрений, то в 1984 году эта величина достигла 85,3 килограмма. За то же времяразмер посевной площади на душу населения сократился с 0,44 до 0,31 гектара.

Ясно, что после снятияурожая почва нуждается в восстановлении плодородия. Но чрезмерное использование удобрений приносит вред. Оказалось, что приувеличении дозы удобрений урожайность сначала быстро растет, но затем приростстановится все меньше и наступает момент, когда дальнейшее увеличение дозыудобрений не дает никакого прироста урожайности, а в избыточной доземинеральные вещества могут оказаться для растений токсичными. Этот такназываемый закон предельной уро­жайности, каксчитает французский эколог Ф. Рамад, неизвестен большинству людей, занимающихсясельским хозяйством, а производители удобрений о нем умышленно умалчивают.Лишними оказываются питательные вещества не только сверх этой предельной дозы,но и значительная часть тех, которые вносятся сверх некоторой оптимальной дозы. Ведь тот факт, что прирост урожайности резкоуменьшается, говорит о том, что растения не усваивают излишков питательныхвеществ. Приносит вред и несоблюдение правильного соотношения между азотными,фосфорными и калийными удобрениями. Например, оптимальная доза азотныхудобрений не достигнет желаемого эффекта, и большое количество внесенного азота окажется лишним, если будет внесенофосфорных удобрений меньше, чем требуется.

Избыток удобренийвыщелачивается и смывается с полей талыми идождевыми водами (и оказывается в водоемах суши ив море). Излишние азотные удобрения, а они помассе преобладают по сравнению с калийными и фосфорными, в почве распадаются, игазообразный азотвыделяется в атмосферу, а органическое вещество гумуса, составляющего основуплодородия почвы, разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическоевещество не возвращается в почву, гумус истощается и почвы деградируют.Особенно сильно страдают крупные зерновыехозяйства, не имеющие отходов животноводства (например, на бывшей целинеКазахстана, Предуралья и Западной Сибири).

Кроме нарушения структурыи обеднения почв, избыток нитратов и фосфатовприводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Частьнитратов и фосфатов, особенно когда имеется их избыток,включается в ткани растений в виде свободных ионов нитратов и фосфатов.Некоторые растения (например, шпинат, салат) способны накапливать нитраты вбольших количествах. Съев 250 граммов салата, выращенного на переудобреннойгрядке, можно получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиачнойселитры. В кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые вдальнейшем могут образовать нитрозамины — вещества,обладающие сильными канцерогенными свойствами. Кроме того, в крови нитритыокисляют гемоглобин и лишают его способности связыватькислород, необходимый для живой ткани. В результате возникает особый вид малокровия — метгемоглобинемия.

Ядохимикаты — инсектициды против вредных насекомых всельском хозяйстве и в быту, пестициды против различных вредителейсельскохозяйственных растений, гербициды против сорняков, фунгициды против грибковых заболеваний растений,дефолианты для сбрасывания листьев у хлопка, зооцидыпротив грызунов, нематоциды против глистов, лимациды против слизней стали широко применяться сконца второй мировой войны.

Все эти вещества ядовиты.Первыми появились инсектициды на основе хлорорганическихсоединений, главным представителем которых является ДДТ.Это очень устойчивые вещества, и поэтому они могут накапливаться в почве исохраняться десятилетиями. По имеющимся оценкам, более половины всего произведенногоДДТ (в 1970—1982 годах в большинстве высокоразвитыхстран было запрещено его применение) до сих пор циркулирует в природе. С учетомэтих недостатков были разработаны довольно быстроразрушающиеся фосфорорганические и менее ядовитыедля теплокровных животных карбаматные инсектициды.В состав фунгицидов входят соли меди, соединениясеры и ртути, а гербицидов — соли меди, железа, органические соединения,содержащие хлор, фосфор, ртуть.

Использование ядохимикатов,несомненно, сыграло существенную роль в повышении урожайностисельскохозяйственных культур. Иногда ядохимикаты спасают до 20 процентовурожая. Но вскоре обнаружились и весьма отрицательные последствия примененияядохимикатов. Оказалось, что их действиезначительно шире, чем их назначение. Инсектициды,например, действуют не только на насекомых, но и на теплокровных животных и начеловека. Убивая вредных насекомых, они убивают и множество полезных насекомых,в том числе тех, которые являются естественными врагами вредителей.Систематическое применение пестици­дов стало приводить не к искоренениювредителей, а к возникновению новых рас вредителей, не восприимчивых к действиюданного пестицида. Уничтожение конкурентов или врагов того или иного извредителей привело к появлению на полях новых вредителей. Пришлось повышать дозы пестицидов в 2—3 раза, а иногда в десять и болеераз. На это же толкало и несовершенство технологии применения пестицидов. Понекоторым оценкам, из-за этого в нашей стране до90 процентов пестицидов тратится впустую и лишь загрязняетокружающую среду, нанося ущерб здоровью людей. Нередки случаи, когда из-за халатностихимизаторов пестициды рассыпаются буквально на головы работающих в поле людей.

Некоторые растения (вчастности, корнеплоды) и животные (например, обычные дождевые черви)накапливают в своих тканях пестициды в значительно больших концентрациях, чемпочва. В результате пестициды попадают в пищевые цепи и достигают птиц, диких идомашних животных, человека. По оценкам 1983 года, в развивающихся странах от отравленияпестицидами ежегодно заболевало 400 тысяч и умирало около 10 тысяч человек.

4.Загрязнение воды

Потребности в воде.Каждому ясно, как велика роль воды в жизни нашей планеты и, в особенности всуществовании биосферы. Напомним, что ткани большинства растительных и животныхорганизмов содержат от 50 до 90 процентов воды (исключение составляют мхи илишайники, содержащие 5—7 процентов воды). Все живые организмы нуждаются впостоянном поступлении воды извне. Человек, ткани которого на 65 процентовсостоят из воды, может прожить без питья всего лишь несколько суток (а без еды он может жить больше месяца). Биологическаяпотребность человека и животных в воде за год в 10 раз превышает их собственнуюмассу. Еще более внушительны бытовые, промышленные и сельскохозяйственные нуждычеловека. Так, для производства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара — 9,изделий из хлопка — 200, стали 250, азотныхудобрений или синтетического волокна — 600, зерна — около 1000, бумаги — 1000,синтетического каучука — 2500 тонн воды.

В 1980 году человечеством былоиспользовано для различных нужд 3494 кубокилометраводы (66 процентов в сельском хозяйстве, 24.6 — в промышленности, 5,4 — на бытовые нужды, 4 процента — испарение споверхности искусственных водохранилищ). Это составляет 9—10 процентов от глобального речного стока. В процессеиспользования 64 процента изъятой воды испарилось,а 36 процентов были возвращены в природные водоемы.

В нашей стране в 1985году для хозяйственных нужд было взято 327 кубокилометровчистой воды, а объем сброса составил 150 кубокилометров (в 1965 году онравнялся 35 кубокилометрам). В 1987 году в СССРбыло взято для всех нужд 339 кубокилометров пресной воды (из подземныхисточников около 10 процентов), то есть примерно 1200 тонн на душу населения.Из общего объема 38 процентов пошло на нуждыпромышленности, 53 — на нужды сельского хозяйства (включая орошение засушливыхземель) и 9 процентов — на питье и хозяйственно-бытовые нужды. В 1988 году было взято уже около 355— 360 кубокилометров.

Загрязнение воды. Использованная человеком вода, в конечном счете,возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая вода,а бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды, обычно неочищенные или очищенные недостаточно. Таким образом,происходит загрязнение пресноводных водоемов —рек, озер, суши и при­брежных участков морей. Унас в стране из 150 кубокилометров сточных вод 40 кубокилометров сбрасываетсябез всякой очистки. Да и современные методыочистки вод, механической и биологической, далеки от совершенства. Посвидетельству Института биологии внутренних вод СССР даже после биологическойочистки в сточных водах остается 10 процентов органических и 60—90 процентовнеорганических веществ, в том числе до 60процентов азота. 70—фосфора, 80 — калия и почти 100 процентов солей ядовитыхтяжелых металлов.

Биологическое загрязнение.Различают три вида загрязнениявод — биологическое, химическое и физическое. Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, в том числеболезнетворными, а также органическими веществами, способными к брожению. Главными источниками биологического загрязнения вод суши и прибрежных вод морей являютсябытовые стоки, которые содержат фекалии, пищевые отбросы; сточные воды предприятий пищевой промышленности(бойни и мясоком­бинаты, молочные и сыровареные заводы,сахарные заводы и т. п.), целлюлозно-бумажной ихимической промышленности, а в сельской местности— стоки крупных животноводческих комплексов. Биологическое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры, брюшноготифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных инфекций, например гепатита.

Степень биологическогозагрязнения характеризуется главным образом тремяпоказателями. Один из них — это количествокишечных палочек (так называемых лактозоположительных,или ЛКП) в литре воды. Оно характеризует загрязненностьводы продуктами жизнедеятельности животных и указывает на возможностьприсутствия также болезнетворных бактерий и вирусов. По Государственномустандарту 1980 года, например, купание считается безопасным,если в воде содержится не более 1000 ЛКП на литр.Если в воде содержится от 5000 до 50 000 ЛКП на литр, то вода считаетсягрязной, и при купании есть риск заразиться. Если же в литре воды содержитсяболее 50 000 ЛКП, то купание недопустимо. Понятно,что после обеззараживания путем хлорирования или озонирования питьевая водадолжна удовлетворять гораздо более жестким стандартам.

Для характеристикизагрязненности органическими веществами служит другой показатель —биохимическое потребление кислорода (БКП). Он показывает, какое количество кислорода требуетсямикроорганизмам для переработки всего подверженного разложениюорганического вещества в неорганические соединения (в течение, скажем, пятисуток — тогда это БПК5. По принятым унас в стране стандартам БПК5 у питьевойводы не должен превышать 3 миллиграммов кислорода на литр воды. Наконец, третийпоказатель — это содержание растворенного кислорода.Он обратно пропорционален ВПК. Питьевая водадолжна содержать более 4 миллиграммов растворенного кислорода на литр.

Химическое загрязнениесоздается поступлением в воду различных ядовитых веществ. Основные источники химическогозагрязнения — это доменное и сталелитейное производство, предприятия цветнойметаллургии, горнодобывающая, химическаяпромышленность и в большой мере экстенсивное сельское хозяйство.Кроме прямых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надоучитывать также попадание загрязнителей на поверхностьводы непосредственно из воздуха.

В табл. 3 приведеныскорости загрязнения поверхностных вод ядовитыми тяжелыми металлами (по даннымтех же авторов, что и сведения о загрязненииметаллами воздуха и почвы). В эти данные входит 30 процентов массы металлов, поступающихв атмосферный воздух.

Как и в загрязнении атмосферы, в загрязнении поверхностных вод (и,несколько забегая вперед, вод океана) среди тяжелых металлов пальму первенствадержит свинец: у него отношение искусственного источника к естественномупревышает 17. У других тяжелых металлов — меди, цинка, хрома, никеля, кадмияискусственный источник поступления в природные воды также больше естественного,но не настолько, как у свинца. Большую опасность представляет загрязнениертутью, попадающей в природные воды из воздуха, лесов и полей, обрабатываемыхпестицидами, а иногда и в результате промышленныхсбросов. Исключительно опасен сток вод из ртутных месторождений или рудников,где ртуть может переходить в растворимые соединения. Эта угроза делает крайне опасными проекты водохранилищ наалтайской реке Катунь.

В последние годысущественно увеличилось поступление в поверхностные воды суши нитратов из-за нерациональногоприменения азотных удобрений, а также из-за увеличения выбросов в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. Это же относится и к фосфатам, длякоторых, помимо удобрений, источником служит все более широкое применение различных моющих средств. Опасное химическое загрязнение создают углеводороды — нефть и продукты еепереработки, которые попадают в реки и озера как с промышленными сбросами, вособенности при добыче и транспортировке нефти, так и в результате смыва с почвы и выпадения из атмосферы.

Разбавление сточных вод.Чтобы сделать сточные воды более или менее пригодными для использования, ихподвергают многократному разбавлению. Но правильнее было бы сказать, что при этом чистые природные воды, которыемогли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятсяменее пригодными для этого, загрязненными. Так, если считать обязательным разбавление в 30 раз, то, например, для разбавления 20 кубокилометров сточных вод, сбрасываемых в Волгу,понадобилось бы 600 кубокилометров чистой воды,что более чем вдвое превышает годовой сток этой реки (250 кубокилометров). Для разбавления всех сбрасываемых вреки стоков в нашей стране потребовалось бы 4500 кубокилометров чистой воды, тоесть почти весь речной сток в СССР, составляющий 4,7 тысячи кубокилометров. Этозначит, что в нашейстране уже почти не осталось чистых поверхностных вод.

Разбавление сточных водснижает качество воды в природных водоемах, но обычноне достигает своей главной цели — предотвращениявреда для здоровья людей. Дело в том, что вредныепримеси, содержащиеся в воде в ничтожных концентрациях, накапливаются внекоторых организмах, употребляемых людьми в пищу.Сначала ядовитые вещества попадают в ткани мельчайших планктонных организмов, затем они накапливаются в организмах, которые впроцессе дыхания и питания фильтруют большое количество воды (моллюски, губки и т. п.)и в конечном итоге, как по пищевой цепи, так и в процессе дыханияконцентрируются в тканях рыб. В результатеконцентрация ядов в тканях рыб может стать больше, чем в воде, в сотни и дажетысячи раз.

В 1956 году в Минамата (остров Кюсю,Япония) разразилась эпидемия неизвестной болезни сполным расстройством центральной нервной системы.У людей ухудшились зрение, слух, нарушалась речь,терялся разум, движения становились неуверенными,сопровождались дрожью. Болезнь Минамата охватиланесколько сотен человек, в 43 случаях был зарегистрировансмертельный исход. Оказалось, что виновником былхимический завод на берегу бухты. Тщательныеисследования, которым администрация завода первоначально чинила всяческиепрепятствия, показали, что в его сточных водах содержатся соли ртути, которыеиспользуются при производстве ацетальдегида в качестве катализаторов. Соли ртути исами ядовиты, а под действием специфических микроорганизмов в бухте они превращались в исключительноядовитую метилртуть, которая концентрировалась втканях рыб в 500 тысяч раз. Этой рыбой и отравлялись люди.

Разбавление промышленныхстоков и тем более растворов удобрений и пестицидов с сельскохозяйственныхполей происходит часто уже в самих природных водоемах. Если водоем непроточныйили слабопроточный, то сброс в него органических веществ и удобрений ведет кпереизбытку питательных веществ — эвтрофикации и зарастаниюводоема. Сначала в таком водоеме накапливаются питательные вещества и бурноразрастаются водоросли, главным образоммикроскопические синезеленые. После их отмираниябиомасса опускается на дно, где происходит ее минерализация с потреблением большого количества кислорода.Условия в глубинном слое такого водоема становятся непригодными для жизни рыб и других организмов, нуждающихся в кислороде.Когда весь кислород исчерпан, начинается бескислородное брожение с выделениемметана и сероводорода. Тогда происходит отравление всего водоема и гибель всехживых организмов (кроме некоторых бактерий). Такая незавидная судьба грозит нетолько озерам, в которые сбрасываются бытовые и промышленные стоки, но инекоторым замкнутым и полузамкнутым морям.

Ущерб водоемам, вособенности рекам, наносится не только увеличением объема сбрасываемых загрязнений, но и уменьшением способности водоемов ксамоочищению. Яркий пример тому—нынешнее состояние Волги, которая представляетсобой скорее каскад слабопроточных водохранилищ, чем реку в исконном смыслеэтого слова. Ущерб очевиден: это и ускорение загрязнения,и гибель водных организмов в местах водозабора, инарушение привычных миграционных движений, и потеря ценных сельскохозяйственных угодий, и многое другое. А компенсируетсяли этот ущерб производимой на гидроэлектростанциях энергией? Следует заново рассчитать все за и против с учетомсовременных экологических требований существования людей. И может оказаться,что целесообразнее разобратьнекоторые плотины и ликвидировать водохранилища, чем изгода в год терпеть убытки.

Физическое загрязнениевод создается сбросом в них тепла или радиоактивных веществ. Тепловое загрязнение связаноглавным образом с тем, что используемая дляохлаждения на тепловых и атомных электростанциях вода (и соответственно около1/3 и 1/2 вырабатываемой энергии) сбрасывается в тот же водоем. Вклад втепловое загрязнение вносяттакже некоторые промышленные предприятия. С начала нынешнего столетия вода вСене потеплела более чем на 5°, а многие реки Франции перестали замерзатьзимой. На Москве-реке в пределах Москвы зимой теперь редко можно увидетьльдины, а недавно в местах впадения некоторых речек (например, Сетуни) и сбросов теплоэлектроцентралей наблюдалисьполыньи с зимующими на них утками. На некоторых реках промышленного востока СШАеще в конце 60-х годов вода нагревалась летом до 38˚ и даже до 48˚.

При значительном тепловомзагрязнении рыба задыхается и погибает, так как ее потребность в кислородерастет, а растворимость кислорода уменьшается. Количество кислорода в водеуменьшается еще и потому, что при тепловомзагрязнении происходит бурное развитие одноклеточныхводорослей: вода «зацветает» с последующим гниением отмирающей растительноймассы. Кроме того, тепловое загрязнение существенноповышает ядовитость многих химических загрязнителей, в частности тяжелыхметаллов.

При нормальной работеядерных реакторов в охлаждающее вещество, в качестве которого применяетсяглавным образом вода, могут попасть нейтроны, под действием которых атомы этоговещества и примеси, прежде всего продукты коррозии,становятся радиоактивными. Кроме того, защитные циркониевые оболочки тепловыделяющихэлементов могут иметь микротрещины, через которые в охлаждающую жидкость могутпопадать продукты ядерных реакций. Хотя такие отходы слабоактивны, они все жемогут повышать общий фон радиоактивности. При аварияхотходы могут оказаться более активными. В природных водоемах радиоактивныевещества подвергаются физико-химическимпревращениям — концентрации на взвешенных частицах(адсорбция, в том числе ионообменная), осаждению, осадкообразованию, переносу течениями, поглощениюживыми организмами, накоплению в их тканях. В живых организмах накапливаютсяпрежде всего радиоактивная ртуть, фосфор, кадмий, в грунте — ванадий, цезий, ниобий, цинк, в воде остаются сера, хром, йод.

Загрязнение океанов иморей происходит вследствие поступления загрязняющих веществ с речным стоком,их выпадения из атмосферы и, наконец, благодаря хозяйственной деятельностичеловека непосредственно на морях и океанах. По данным, относящимся к первой половине 1980-х годов, даже в таком море, какСеверное, куда впадают Рейн, Эльба, собира­ющиестоки из обширной промышленной зоны Европы,количество свинца, приносимое реками, составляет лишь 31 процент от суммарного,тогда как на атмосферный источник приходится 58 процентов, остальное падает напромышленные и бытовые стоки из прибрежной зоны.

С речным стоком, объемкоторого составляет около 36—38 тысяч кубокилометров,в океаны и моря поступает огромное количество загрязнителейво взвешенном и растворенном виде. По некоторымоценкам, этим путем в океан ежегодно попадает более 320 миллионов тонн железа,до 200 тысяч тонн свинца, 110 миллионов тонн серы, до 20 тысяч тонн кадмия, от5 до 8 тысяч тонн ртути, 6,5 миллиона тонн фосфора, сотни миллионов тоннорганических загрязнителей. Особенно достаетсявнутренним и полузамкнутым морям, у которых отношение площадей водосбора и самогоморя больше, чем у всего Мирового океана (на­пример, у Черного моря оно равно 4,4против 0,4 у Мирового океана). По минимальным оценкам, со стоком Волги вКаспийское море поступает 367 тысяч тонн органики, 45 тысяч тонн азота, 20тысяч тонн фосфора, 13 тысяч тонн нефтепродуктов. Отмечается высокое содержаниехлорорганических пестицидов в тканях осетровых рыби килек — главных объектов промысла. В Азовскомморе с 1983 по 1987 год содержание пестицидоввыросло более чем в 5 раз. В Балтийском море за последние 40 лет содержаниекадмия выросло на 2,4 процента, ртути — на 4, свинца — на 9 процентов.

Поступающие с речнымстоком загрязнения распределяются неравномерно поакватории океана. Около 80—95 процентов взвешенного вещества и от 20 до 60 процентоврастворенного вещества речного стока теряется вдельтах и эстуариях рек и не проникает в океан. Та часть загрязнений, которая все-таки прорывается через области «лавинного осаждения» в устьях рек,перемещается в основном вдоль берега, оставаясь в пределах шельфа. Поэтому рольречного стока в загрязнении открытого океана не столь велика, как это думалираньше.

Атмосферные источникизагрязнения океана по некоторым видам загрязнителей сравнимы с речным стоком. Это касается,например, свинца, средняя концентрация которого в водах Северной Атлантики за сорок пять лет повысилась с 0,01 до 0,07миллиграмма на литр и уменьшается с глубиной, прямо указывая на атмосферный источник. Ртути из атмосферыпоступает почти столько же, сколько и с речным стоком. Половина пестицидов,содержащихся в океанских водах, также поступает из атмосферы. Несколько меньше,чем с речным стоком, из атмосферы в океан поступает кадмия, серы, углеводородов.

Нефтяное загрязнение.Особое место занимает загрязнение океана нефтью и нефтепродуктами. Естественноезагрязнение происходит в результате просачиваниянефти из нефтеносных слоев, главным образом, на шельфе. Например, в проливе Санта Барбара упобережья Калифорнии (США) таким путем поступает в среднем почти 3 тысячи тоннв год; это просачивание было обнаружено еще в 1793году английским мореплавателем Джорджем Ванкувером. Всего в Мировой океанпоступает из естественных источников от 0,2 до 2 миллионов тонн нефти в год. Если взять нижнюю оценку, котораяпредставляется более надежной, то окажется, что искусственный источник, которыйоценивается в 5—10 миллионов тонн в год, превышаетестественный в 25—50 раз.

Около половиныискусственных источников создает деятельность людей непосредственно на морях иокеанах. На втором месте находится речной сток (вместес поверхностным стоком с прибрежной территории) и на третьем — атмосферныйисточник. Советские специалисты М. Нестерова, А.Симонов, И. Немировская дают следующее соотношениемежду этими источниками — 46:44:10.

Наибольший вклад внефтяное загрязнение океанавносят морские перевозки нефти. Из 3 миллиардовтонн нефти, добываемых в настоящее время, морем перевозитсяоколо 2 миллиардов тонн. Даже при безаварийном транспорте происходят потеринефти при ее погрузке и разгрузке, сбрасывании вокеан промывочных и балластных вод (которыми заполняюттанки после выгрузки нефти), а также при сбросетак называемых льяльныхвод, которые всегда скапливаются на полу машинных отделений любых судов. Хотя международные конвенциизапрещают сброс загрязненных нефтью вод в особых районах океана (таковымисчитаются, например, Средиземное, Черное,Балтийское, Красное моря, а также зона Персидского залива), в непосредственнойблизости от берега в любом районе океана, налагают ограничения на содержаниенефти и нефтепродуктов в сбрасываемых водах, они все же не устраняютзагрязнения; при погрузкеи разгрузке разливы нефти происходят в результате ошибок персонала или из-за отказа оборудования.

Но наибольший ущерб окружающейсреде и биосфере наносят внезапные разливы больших количеств нефти при аварияхтанкеров, хотя такие разливы и составляют только5—6 процентов суммарного нефтяного загрязнения. Летопись этих аварий столь жедлинна, как и история самих морских перевозок нефти. Считается, что перваятакая авария произошла в пятницу 13 декабря 1907 года, когда семимачтоваяпарусная шхуна «Томас Лоусон» грузоподъемностью1200 тонн с грузом керосина в штормовую погодуразбилась о скалы у островов Силли недалеко отюго-западной оконечности Великобритании. Причиной аварии была плохая погода,долгое время не позволявшая провести астрономическое определение местоположениясудна, в результате чего оно отклонилось от курса, и жестокий шторм, сорвавшийшхуну с якорей, бросил ее на скалы. В качестве курьезаотметим, что самая популярная книга писателя Томаса Лоусона, имя которогоносила погибшая шхуна, называлась «Пятница, 13 число».

В ночь на 25 марта 1989года американский танкер «Экссон Валдиэ», только что отошедший от нефтепроводного терминала в порту Валдиз (Аляска) с грузом 177 400 тонн сырой нефти, проходя проливом Принца Уильяма, напоролся наподводную скалу и сел на мель. Из восьми пробоин в его корпусе вылилось более40 тысяч тонн нефти, уже через несколько часов образовавшей пятно площадьюболее 100 квадратных километров. В нефтяном озере барахтались тысячи птиц,всплывали тысячи рыб, гибли млекопитающие. В дальнейшем пятно, расширяясь,дрейфовало на юго-запад, загрязняя прилегающие берега. Был нанесен колоссальныйущерб флоре и фауне района, многие местные виды оказалисьпод угрозой полного исчезновения. Через полгоданефтяная компания «Экссон», истратив 1400 миллионов долларов, прекратила работыпо ликвидации последствий катастрофы, хотя до полного восстановленияэкологического здоровья района было еще очень далеко. Причиной аварии былабезответственность капитана судна, который, находясь в нетрезвом состоянии, доверил управление танкером неимеющему на то право человеку. Неопытный третий помощник, испугавшись появившихсявблизи льдин, ошибочно изменил курс, в результате чего и произошла катастрофа.

В промежутке между этимидвумя событиями погибло не менее тысячи нефтеналивных судов, и еще много большебыло аварий, в которых удавалось сохранить судно. Количество аварий увеличивалось,и их последствия становились все более серьезными по мере увеличения объемаморских перевозок нефти. В 1969 и 1970 годах,например, было по 700 аварий разного масштаба, в результате которых в мореоказывалось более чем по 200 тысяч тонн нефти. Причины аварий самые различные:это и навигационные ошибки, и плохая погода, и технические неполадки, ибезответственность персонала. Стремление удешевить перевозки нефти привело ктому, что появились супертанкеры водоизмещением более 200 тысяч тонн. В 1966году было построено первое такое судно — японский танкер «Идемицу-мару» (206 тысяч тонн), затем появилисьтанкеры еще большего водоизмещения: «Юни-верс-Айрлэнд»(326 тысяч тонн-дедвейт): «Ниссэки-мару» (372 тысячи тонн); «Глобтик Токио» и «Глобтик Лондон» (по 478 тысяч тонн); «Батиллус» (540 тысяч тонн): «Пьер Гийом» (550 тысяч тонн) и др. В расчете на тоннугрузовместимости это действительно умень­шало расходы на постройку иэксплуатацию судна, так что стало выгоднее перевозить нефть из Персидского залива в Европу, огибая южную оконечность Африки,нежели обычными танкерами по кратчайшему пути — черезСуэцкий канал (ранее такой маршрут из-за израильско-арабской войны был вынужденным). Однако врезультате появилась еще одна причина нефтяных разливов:супертанкеры стали довольно часто разламываться наочень крупных океанских волнах, которые могут иметь длину, соизмеримую с длинойтанкеров.

Корпус супертанкеровможет не выдержать, если его средняя часть окажется на гребне такой волны, анос и корма зависнут над подошвами. Такие аварии отмечались не только в областизнаменитых «кей-проллеров» у Южной Африки, гдеволны, разгоняемые западными ветрами «ревущих сороковых», выходят на встречноетечение Игольного мыса, но и в других районах океана.

Катастрофой века насегодняшний день остается авария, произошедшая с супертанкером «Амоко Кадис», который в районе острова Уэссан (Бретань, Франция) потерял управление из-занеисправностей рулевого механизма (и время, ушедшее на торг со спасательнымсудном) и сел на скалы у этого острова. Это случилось 16 марта 1978 года. Изтанков «Амоко Кадис» в море вылились все 223 тысячитонн сырой нефти. Это создало тяжелуюэкологическую катастрофу в обширном районе моря, прилегающемк Бретани, и на большом протяжении его берега. Уже за первые две недели послекатастрофы излившаяся нефть распространилась по огромной акватории, загрязненным оказалосьпобережье Франции на протяжении 300 километров. В пределах несколькихкилометров от места аварии (а оно произошло в 1,5мили от берега) погибло все живое: птицы, рыбы, ракообразные, моллюски, другиеорганизмы. По свидетельству ученых, никогда не приходилось видеть биологическогоущерба на такой огромной площади ни в одном из предыдущих нефтяных загрязнений.По прошествии месяца после разлива 67 тысяч тонннефти испарилось, 62 тысячи достигли берега, 30 тысяч тонн распределились вводной толще (из них 10 тысяч тонн разложились под воздействием микроорганизмов), 18 тысяч тонн были поглощены отложениями намелководье и 46 тысяч тонн были собраны с берега и с поверхности водымеханическим путем.

Основныефизико-химические и биологические процессы, посредством которых происходитсамоочищение океанских вод, — это растворение, биологическое разложение, эмульгирование, испарение, фотохимическое окисление,агломерация и осаждение. Но даже через три года после аварии танкера «Амоко Кадис» в донных осад­ках прибрежной зоны сохранялись нефтяныеостатки. Через 5—7 лет после катастрофы содержаниеароматических углеводородов в донных отложенияхоставалось выше нормы в 100—200 раз. По мнению ученых, для восстановления полного экологическогоравновесия природной среды должны пройти многиегоды.

Аварийные разливыпроисходят при добыче нефти на морском шельфе, в настоящее время составляющей около трети всей мировой добычи. В среднем такиеаварии вносят сравнительно небольшой вклад внефтяное загрязнение океана, но отдельные аварии имеют катастрофический характер. К ним можно отнести,например, аварию на буровой установке «Иксток-1» в Мексиканском заливе в июне 1979 года. Вырвавшийся из-под контролянефтяной фонтан извергался более полугода. За это времяв море оказалось почти 500 тысяч тонн нефти (по другим данным, почти миллион тонн). Время самоочищения и ущерббиосфере при разливах нефти тесно связаны с климатическими и погоднымиусловиями, с господствующей циркуляцией вод. Несмотря на огромное количество излившейся во время аварии на платформе «Иксток-1» нефти,которая протянулась широкой полосой на тысячу километров от мексиканскогоберега до Техаса (США), лишь незначительная еедоля достигла прибрежной зоны. Кроме того, преобладание штормовой погодыспособствовало быстрому разбавлению нефти. Поэтомуэтот разлив не имелстоль заметных последствий, как катастрофа «Амоко Кадис». С другой стороны, если для восстановления экологи­ческого равновесия в зоне «ката строфывека» потребовалось не менее 10 лет, то> по прогнозам ученых,на самоочищение загрязненныхвод во время аварии «Экс-сон Валдиз» в заливе Принца Уильяма (Аляска) уйдет от 5 до 15 лет, хотяколичество разлившейся нефти там, в 5 раз меньше. Дело в том, что низкие температуры воды замедляют испарение нефти с поверхности и существенноснижают активность нефтеокисляющих бактерий, которые,в конечном счете, уничтожают загрязнение нефтью. К тому же сильно изрезанные скалистые берега заливаПринца Уильяма и островов, в нем расположенных, образуют многочисленные «карманы»нефти, которые будут служить долговременнымиисточниками загрязнения, да и нефть там содержит большой процент тяжелойфракции, которая гораздо медленнее разлагается,чем легкая нефть.

Благодаря действию ветраи течений нефтяное загрязнение затронуло, по существу, весь Мировой океан. При этомстепень загрязненности океана из года в год растет.

В открытом океане нефтьвстречается глазным образом в виде тонкой пленки (с минимальной толщиной до0,15 микрометра) и смоляных комков, которые образуются из тяжелых фракцийнефти. Если смоляные комки воздействуют, прежде всего, на растительные иживотные морские организмы, то нефтяная пленка, кроме того, влияет на многиефизические и химические процессы, происходящие на поверхности раздела океан — атмосфераи в слоях, прилегающих к нему. При росте загрязненностиокеана такое влияние может приобрести глобальный характер.

Прежде всего, нефтянаяпленка увеличивает долю отражаемой от поверхности океана солнечной энергии и уменьшает долю поглощаемой энергии. Тем самымнефтяная пленка оказывает влияние на процессы теплонакопления в океане. Несмотря на уменьшениеколичества поступающего тепла, поверхностная температура при наличии нефтянойпленки повышается тем больше, чем толще нефтяная пленка. Океан является главным поставщиком атмосферной влаги, откоторого в значительной мере зависит степеньувлажнения материков. Нефтяная пленка затрудняетиспарения влаги, а при достаточно большой толщине(порядка 400 микрометров) может свести егопрактически к нулю. Сглаживая ветровое волнение ипрепятствуя образованию водяных брызг, которые,испаряясь, оставляют в атмосфере мельчайшиечастички соли, нефтяная пленка изменяет солеобменмежду океаном и атмосферой. Это также может повлиять на количество атмосферныхосадков над океаном и материками, так как частички соли составляют значительную часть ядерконденсации, необходимых для образования дождя.

Опасные отходы. По данным Международнойкомиссии по окружающей среде и развитию ООН, количество опасных отходов,ежегодно создаваемых в мире, составляет более 300 миллионов тонн, причем 90процентов из них приходится на промышленно развитые страны. Было время, и нестоль уж далекое, когда опасные отходы с химических и других предприятийпопадали на обычные городские свалки, сбрасывались в водоемы, захоронялись в земле без принятия каких-либо мерпредосторожности. Однако вскоре то в одной, то в другой стране стали все чащепроявляться порой весьма трагические последствия легкомысленного обращения сопасными отходами. Широкое экологическое движение общественности в промышленноразвитых странах вынудилоправительства этих стран существенно ужесточить законодательство по захоронениюопасных отходов.

В последние годы проблемыопасных отходов стали принимать поистине глобальный характер. Опасные отходыстали чаще пересекать государственные границы,иногда без ведома правительства или общественности страны-получателя опасногогруза. Особенно страдают от такого вида торговли слаборазвитые страны.Некоторые получившие огласку вопиющие случаи буквально потрясли мировую общественность. 2 июня 1988 года в районе небольшого пор га Коко (Нигерия) было обнаружено около 4 тысяч тоннядовитых отходов иностранного происхождения. Груз был ввезен из Италии пятьюпартиями с августа 1987 года по май 1988 года по поддельным документам.Правительство Нигерии арестовало виновных, а заодноподвернувшееся итальянское торговое судно «Пьяве», с тем, чтобы отправитьопасные отходы обратно в Италию. Нигерия отозваласвоего посла из Италии и пригрозила передать делов международный суд в Гааге. Обследование свалки показало, что в металлическихбочках содержатся летучие растворители, и имеется риск пожара или взрыва с выделением исключительно ядовитого дыма.Около 4000 бочек были старые, ржавые, многие раздулись от жары, а в трех из нихбыло обнаружено высокорадиоактивное вещество. Припогрузке отходов для отправки в Италию на судно «КаринБ», ставшее печально знаменитым, пострадали грузчики и члены экипажа. Некоторые из них получили сильные химические ожоги, другиестрадали рвотой с кровью, один человек был частично парализован. К серединеавгуста свалка была очищена от заграничного «подарка».

В марте того же года вкаменоломне на острове Касса напротив Конакри,столицы Гвинеи, было захоронено 15 000 тонн «сырого материала для кирпича» (такгласили документы). По тому же контракту вскоре должны были доставить еще 70тысяч тонн такого же груза. Через 3 месяца газеты сообщили, что растительность наострове сохнет и погибает. Оказалось, чтодоставленный норвежской компанией груз представляет собой богатую ядовитымитяжелыми металлами золу из печей по сжиганиюбытового мусора из Филадельфии (США). Норвежский консул, который оказался директором норвежско-гвинейской компании —прямой виновницы случившегося, был арестован. Отходы были вывезены.

Даже полный список известных на сегодня случаев не будет исчерпывающим, таккак, безусловно) не все случаи получают огласку. 22 марта 1989 года в Базеле(Швейцария) представители 105 государств подписали договор о контроле заэкспортом ядовитых отходов, который вступит в силу после ратификации, покрайней мере, 20 странами. Гвоздем этого договорасчитается непременное условие: правительство принимающей страны должно заранеедать письменное разрешение на прием отходов. Договор, таким образом, исключаетмошеннические сделки, но узаконивает сделки между правительствами.Экологическое движение «зеленых» осудило этот договор и требует полного запрещения экспорта опасных отходов. О действенностимероприятий, предпринимаемых «зелеными»,свидетельствует судьба некоторых кораблей, неосмотрительно при­нявших на свойборт опасный груз. Не сразу смогли выгрузиться ужеупомянутое «Карин Б» и «ДипСи Кэрриер», вывозившие опасный груз из Нигерии, долгоскиталось по морям судно, вышедшее в августе 1986 года из Филадельфии с 10 тысячами тонн отходов, груз которого не приняли ни на Багамскихостровах, ни в Гондурасе, Гаити, Доминиканской Республике, Гвинее-Бисау.Более года путешествовал опасный груз с цианидом,пестицидами, диоксином и другими ядами, прежде чем он вернулся на борту сирийского судна «Занообия» в порт отправления Марина де Кар-рара (Италия).

Проблема опасных отходовдолжна решаться, безусловно, на пути созданиябезотходных технологий и разложения отходов на безвредные соединения, например с помощьювысокотемпературного сжигания.

Радиоактивные отходы. Особое значениеимеет проблема радиоактивных отходов. Их отличительнаяособенность — невозможность их уничтожения, необходимость на длительное времяизолировать их от окружающей среды. Как говорилось выше, основная масса радиоактивныхотходов образуется на заводах атомнойпромышленности. Эти отходы, в основном твердые и жидкие, представляют собой высокорадиоактивные смеси продуктов деления урана итрансурановых элементов (кроме плутония, который выделяется из отходов и используется в военной промышленности и для других целей).Радиоактивность смеси составляет в среднем 1,2-105Кюри на килограмм, что приблизительно соответствуетактивности стронция-90 и цезия-137.В настоящее время в мире действуют около 400 ядерных реакторов АЭС мощностьюпорядка 275 гигаватт, Грубо можно считать, что на1 гигаватт мощности ежегодно приходится порядка тонны радиоактивных отходовсредней активностью 1,2-105 Кюри. Такимобразом, по массе количество отходов сравнительноневелико, однако их суммарная активность быстро растет. Так, в 1970 году онасоставляла 5,55-1020Беккерелей, в 1980 году она учетверилась, а в 2000 году по прогнозу еще упятерится. Проблема захоронения таких отходовдо сих пор не решена.

5. Грозитли человечеству глобальная экологическая катастрофа?

Формально пока нельзяговорить, что мы переживаем глобальную экологическую катастрофу, поскольку наЗемле еще имеются районы, где нет серьезных следов антропогенногозагрязнения. Но таких районов становится все меньше, а некоторые виды загрязнений отмечаютсядаже в самых удаленных от их источников местах, например в Антарктиде. Но можетбыть и неправильно в данном случае подходить с такой меркой к понятию глобальнойкатастрофы? Надо учитывать, что более 40 процентов населения земного шара живет в городах (в развитых странахгородское население превышает 70 процентов), да и сельское население проживаетдостаточно компактно, концентрируясь в местностях с наиболее благоприятными длясельскохозяйственной деятельности природнымиусловиями. Во многих же городах и в сельских районах нынешнее состояние окружающейсреды можно назвать экологическим бедствием. Иколичество этих городов и сельских районов всеувеличивается. Так что фактически можно сказать, что мы находимся на пороге близкой глобальной катастрофы. И она неминуемо наступит,если человечество не будет во всей своей деятельности отдавать приоритетвопросам экологии, умножать усилия по сохранению и восстановлению природнойсреды.

Однако в действительностимы пока еще далеки от осознания этого. Прежде всего, очевидно, что наши знанияо причинах природных изменений окружающей среды, о связях,существующих между различными природными процессами, далеко не полны. Но это небыло бы еще так страшно, если бы пробелы и неполнота этих знаний отчетливоосознавались. В действительности, если судить по некоторым грандиозным проектам«преобразования природы», такое осознание редкобывает реальностью. Иначе эти проекты подвергались бы более серьезным независимымэкспертизам, гласным обсуждениям среди широкой общественности.

Но и научное самомнение,когда считают, что наших знаний, по крайней мере, достаточно, не главнаяпричина того, что в нашей стране многие проекты оказываютсянесостоятельными. У нас достаточно компетентных ученых, которые хорошо понимаютсовременные возможности науки и могли бы дать (и давали!) правильную и беспристрастнуюоценку таким проектам.

Главная причина — долгоевремя господствовавшая сверхидеологизированнаякомандно-административная система (до сих пор всееще живая) с ее детищем — затратной экономикой,когда о работе предприятия или ведомства судят по тому, сколько средств иресурсов затрачено на работы.

Но не надо долго искатьпримеры таких проектов, которые нанесли существенный вред окружающей среде.Многие из них широко известны.

Кара Богаз-гол. Залив Каспийского моря, действовавший какестественный испаритель и служивший источникомсырья (мирабилит) для химической промышленности. Узкий пролив, соединяющий залив с морем, перегорожен плотиной с цельюприостановить падение уровня Каспийского моря. Это дорогостоящее мероприятиемогло компенсировать лишь 1—2 сантиметра падения уровня, тогда как в период1929—1945 годов он понижался в среднем за год на 11,4 сантиметра, а в 1978—1987годах ежегодно повышался в среднем на 12 сантиметров. На уровень Каспийскогоморя это практически не повлияло, месторождение мирабилита деградировало, из-за действия ветров земли вокруг сильно засолились.

Аральское море.Уникальный внутренний водный бассейн, заметно смягчающий климат окружающихтерриторий, обеспечивающий занятость значительнойчасти местного населения и поставляющий ему, да и населению всей страны, ценныерыбные продукты. Непомерное развитие хлопководства, требующее забора большихколичеств воды на орошение полей, дорогостоящие (и плохого качества)мелиоративные работы, избыточное применение удобрений, пестицидов, дефолиантов(в том числе чрезвычайноядовитых диоксинов) для поддержания хлопковой монокультуры.Падение уровня и сокращение площади Аральского моря, его осолонение (более чем вдвое), увеличение засушливостиклимата, обеднение фауны вод и прилегающей суши, уменьшение урожайностихлопчатника. засоление и загрязнение удобрениями и пестицидами почв. уменьшениезапасов и ухудшение качества питьевой воды,повышение заболеваемости (гепатит и т. п.), увеличение детской смертности.

Волга. Крупнейшаяравнинная река европейской части России. Строительство многочисленных плотин сгидроэлектростанциями превращает ее в каскад слабопроточных водохранилищ. Гидроэлект­ростанциивносят сравнительно небольшой вклад в суммарное производство электроэнергии. Вто же время залиты плодородные земли (пашни ипойменные луга), погублены леса, затоплены населенные пункты, нарушены путимиграций рыб ценных пород, уменьшилась способность вод к самоочи­щению,ускорилась эвтрофикация, обедняется флора и фауна,ухудшилось качество воды-

К сожалению, аналогичные проектыпринадлежат не только прошлому. Некоторые из них и сейчас продолжают претворяться в жизнь,например Ленинградская дамба. Дамба, предназначенная для защиты Ленинграда отнаводнений, уже теперь резко ухудшила водообменмежду Финским заливом и Невской губой испособствовала быстрому загрязнению воды в последней. Другие планируются наближайшее будущее (высокогорное Рогунскоеводохранилище в Таджикистане, Катунская ГЭС на Алтаеи т. п.)

Именно командно-административнаясистема, стремившаяся любыми путями доказать свои преимущества даже там, где ихна самом деле не было, стала причиной того, что наша страна из экологически«благополучной» внезапно стала страной экологического бедствия. На самом деледеградация природной среды происходила все это время постоянно и с ускорением.Первоначально тенденции к ухудшению качества природной среды маскировалисьбольшими размерами страны. Но с течением времени экстенсивное развитие народного хозяйства с затратными методами, с одной стороны, и пресловутым«валом» — с другой, привело к тому, что у нас стали преобладать предприятия сотсталой технологией и оборудованием. Даже новые предприятия в стремлениисэкономить часто строились на базе старых технологий,приобретались за рубежом или монтировались без очистных сооружений и устройств.Традиционным стало сокрытие и искажение информациио подлинном состоянии природной среды. Достаточно вспомнить Чернобыльскуюкатастрофу уже в эпоху объявленной гласности, когда сам факт и размеры трагедии не были сразу доведены до широкой общественности(даже непосредственно затронутой). Да и сейчас еще различнымиорганизациями делаются попытки скрыть или преуменьшить масштабы и серьезностьпоследствий катастрофы Появление широкого экологического движения на Западетрактовалось у нас как свидетельство пороков, присущих «загнивающему» капитализму. А его отсутствие у нас должно былоговорить об экологическом благополучии в нашей стране. В результате былоупущено драгоценное время, и если в развитых странах Запада в результатедейственных мер в последние 10—20 лет экологическая обстановка по многимпараметрам стала улучшаться, то в нашей стране, наоборот, происходилодальнейшее ухудшение природной среды.

Сейчас ситуация меняется.В печати, на радио, телевидении одной из главныхтем стала экологическая. Широкая общественность знаеттеперь о критическом состоянии окружающей среды и начинает активно действовать.При этом она может уже опираться не на одни только эмоции, но и на фактические данные, в том числе в виде все большего числаразличных карт экологической обстановки. Создаются общественные экологическиеорганизации от локальных в отдельных микрорайонах до всесоюзных, таких, как ассоциация «Экология и мир» и др., ворганы власти разных уровней избраны многие искренние сторонники решительныхмер по защите окружающей среды. «Экологизация» законодательной и исполнительнойвласти сейчас особенно важна, поскольку первоочередная задача — сделать экологическичистые производства выгодными и, наоборот,экономически невыгодным любое пренебрежение экологическими нормами. Без этогопризывы к рядовым гражданам беречь природу будут выглядеть демагогическими ивряд ли достигнут цели. Вместе с тем необходима и самая широкаяпросветительская работа среди граждан всех возрастов.