Реферат: Типы экологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ, КУЛЬТУРЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АГУ им. Абая

Реферат

На тему:

Типы экологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

Выполнила:

Студентка 2 МТР

Леонтьева И.

Проверил:

Аюпов Н.Г.

Алматы 2000 г.

Типы экологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

В последние годы мы часто слышим и употребляем слово «экология», но вряд ли м ожно считать, что все понимают п од ним одно и то же. О том, какой смысл следует в кладывать в это поня­тие, спорят даже специалисты.

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

Термин «экология» (от греческих «ойкос» — дом, место обитания, и «логос» — наука) был придум а н в 1866 году немецким зоологом Эрнстом Геккелем, который ввел его в обиход для обо з н а чения «общей науки об от­ношениях орг а низмов к окружающей среде», куда мы относим в ш ироком смысле все «условия существования». Это понятие, пер в оначально довольно узкое, в дальнейшем расширялось, какое-т о время и эколог и я развивалась как одна из биологических наук, изучающая не отдельные организмы, а структуру и функционирование био­логических систем — популяций, ви­дов , сообществ — и их взаимодействий друг с другом и с окружающе й сре­дой. Такое или близкое определение экологии можно найти во многих со­временных энциклопедиях и справоч­никах,

Но сейчас понятие «экология» уже д а леко вышло з а рамки того, что вкладывалось в него Эрнстом Гекке­лем и что указывается в справочни­ках и энциклопедиях. Теперь э то уже самостоятельная наука об окружающей среде (с точки зрения ее в заимодей­ствий с живыми органи з мами и преж­де всего с людьми). Ее питает не толь­ко и не сто л ько биология, но и почти все науки о Земле — метеорология, гидрология, оке а нология, климатоло­гия, география, геология с необходи­мыми для них физико-математически­ми и химическими методами, а также социология, психология и экономик а .

Сейч а с эта наука, пожалуй, ближе не к биологии, а к географии, включая ее физическую и экономическую поло­вины. Думается, что для географии, казалось бы, уже исчерпавшей свои п режние творческие задачи, пере­ориентация на экологию открывает новые неограниченные перспективы.

Т а кого расширения содержания эко­логии и смещения в нем акцентов по­требовал стремительный количествен­ный рост человечества, которое начало осознавать опасности, угрожающие всей планете (ядерная катастрофа, воз­можный парниковый эффект и тому по­добное), уже столкнулось в своей практике с ограниченностью при­родных ресурсов (в том числе энерге­тических) и воочию увидело губитель­ные побочные воздействия неразумно й хозяйственной деятельности на окру­жающую среду — экологические ка­тастрофы, 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, что имеющемуся сейчас и даже не­ с колько большему количеству людей на Земле можно обеспечить экологи­чески й минимум. Но единственный путь к этому видится в том, чтобы решительно порвать с экстенсивной экономикой и пере й ти к интенсивной.

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

Интенсивная экономика — это про­изводство необходимого количества потребительских продуктов и товаров при как можно меньших затратах энергии и других ресурсов (и строгом соблюдении природоохранных норм очистки всех сбросов и утилизации от­ходов до перехода на замкнутые цик­лы, например, воздухо- и водопользо­вания). Возможность такой экономики доказана многочисленными примера­ми энерго- и ресурсосберегающих безотходных технологий, используе­мых в развитых стр а нах.

Хотя в последние годы м ы начали осознавать единство и конечность био­сферы и всей окружающей среды, от­ветственность человечества за свою собственную судьбу, судьбу биосфе­ры, судьбу всей планеты, мы еще очень д алеки от тог о состояния, которое В. И. Вернадский обозначил термином «ноосфера» (от греческого «ноос» — разум). Последнее подразумевает пре­вращение человека из чужеродного элемента в природе в ее неотъемле­мую, органично вписывающуюся в нее часть. Это будет достигнуто только тогда, когда новое 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 естественно возрастающим экологическим проблемам люди про­должают создавать все новые труд­ности, которые неизбежно придется преодолевать, затрачивая большие уси­лия и средства.

Представляется, что все экологиче­ские проблемы можно отнести прежде всего к двум связанным друг с другом главным   факторам:   изменениям климата и загрязнению окружающей среды. Этим двум факторам и посвя­щена настоящая работа.

Хотя изменения климата, естествен­ные или вызванные деятельностью че­ловека (так называемые антропогенные) , происходят сравнительно мед­ленно, они охватывают огромные ре­гионы и потому могут представлять серьезную проблему для человечества. При значительных изменениях климата произойдут смещения климатических зон, в результате чего людям при­дется целиком или частично перестра­ивать в этих зонах свою хозяйственную деятельность. Загрязнение окружаю­щей среды также принимает глобаль­ный характер, так как фактически оно не знает национальных границ. Нарас­тание загрязнения превращается в опасность для самого существования биосферы, и в том числе всего чело­вечества.

1. Почему загрязнение нарастает?

Загрязнение окружающей среды — это поступление в нее вредных веществ (иногда говорят и о тепло­вом загрязнении), могущих нанести ущерб здоро в ью человека, неорга­нической природе, растительному и животному миру или стать помехой в той или иной человеческой деятельности. Конечно, загря з не­ния, вы з ванные деятельностью людей (их называют антропогенными), надо отличать от естественных загрязнений. Обычно, говоря о загрязнении, имеют в виду именно антропогенное загрязнение и оце­нивают его, сравнивая мощности естественных и антропогенных источников загрязнения.

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

Хорошим показателем роста вме­шательства человека в природные процессы, в естественный кругово­рот веществ может служить рост количества энергии, потребляемой человеком. За единицу количества энергии можно принять килокало­рию: это приблизительно количе­ство тепла, необходимое для на­гревания килограмма воды на один градус Цельсия. На заре своего развития человек потреблял в виде пищи 2—4 тысячи килокало­рий в сутки. После первых техни­ческих  революций  (овладение огнем, переход к оседлому образу жизни и сельскохозяйственному прои з водству, приручение некото­рых видов животных) добавилось примерно столько же используемой человеком тепловой и механичес­кой энергии. Считается, что 10 тысяч лет назад (в новом каменном веке) исполь з овалось около 10 тысяч килокалорий на человека в сутки. В феодальном обществе, основанном на сельскохозяйствен­ном производстве, эта величина выросла до 22—26 тысяч килока­лорий в сутки — это еще не нару­шало равновесия человека с при­родой, поскольку производство той поры неплохо вписывалось в при­родный круговорот веществ. Но дальше пошло хуже, и положение существенно изменилось с началом промышленной революции XVII— XVIII  веков, когда производство и потребление энергии на каждого человека выросло до 70 тысяч килокалорий в сутки.

А сейчас в промышленно разви­тых странах (например, в США) потребляется уже до 200—250 тысяч килокалорий в сутки на каждого человека. По данным Мирового банка в про­мышленно развитых странах с рыночной и плановой экономикой за счет невозобновляемых топлив­ных з апасов (природный газ, нефть, уголь, ядерная энергия) было прои з ведено и потреблено 139 тысяч килокалорий в сутки на душу населения. Правда, в других стра­нах производится гора з до меньше энергии, и средняя цифра впятеро ниже — около 43,5 тысячи килока­лорий в сутки на душу населения, то есть в 10—20 раз больше, чем потребляли первобытные люди. И по всем прогнозам прои з водство и потребление энергии на каждого человека будут продолжать расти.

Численность человечества. А ведь надо еще учесть рост числен­ности человечества. По оценкам историков, 10 тысяч лет назад, то есть в начале нового каменного века,   численность   населения Земли составляла 5 миллионов человек, ко времени образования Римской империи —150 миллионов человек, в 1650 году — 545 миллио­нов. В 1840 году она достигла 1 миллиарда 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 миллиардов чело­век. Иначе говоря, чтобы достичь численности в 1 миллиард, человечеству понадобилось не менее полумиллиона лет, а затем приросты на миллиард человек происходили за 90, 30, 15 и 12 лет. Видно, что в последние десятиле­тия темп роста замедлился, но рост еще продолжается, и это со з дает серьезную глобальную пробл е му. Тот же Ф. Рамад считает, и не без оснований, что «демографический взрыв XX века по своим послед­ствиям, возможно, превосходит такие научные открытия, как ядер­ная энергия и кибернетика».

Если учесть оба эти фактора — потребление энергии на душу насе­ления и численность человечества, то окажется, что используемая человечеством энергия сейчас пре­вышает энергию, которую исполь­зовало человечество в первобыт ­ ную эпоху, в 5000 раз. Мощность источников используемой в насто­ящее время энергии составляет около 1,2 десятка миллиардов киловатт против 0,24 миллиона в новом каменном веке. Можно счи­тать, что вмешательство человека в природные процессы за это время выросло не менее чем в 5000 раз, если это вмешательство вообще можно оценить.

Дело не только в том, что способ­ность окружающей среды к само­очищению находится на пределе из-за больших количеств поступа­ющих в среду отходов человечес­кой деятельности. Значительная часть этих отходов чужда природ­ной среде. Они либо ядовиты для микрооргани з мов,   разрушающих сложные органические вещества и превращающих их в простые неор­ганические   соединения,   либо вообще не разрушаются и поэтому накапливаются в различных частях окружающей среды. Даже те веще­ства, которые привычны для окру­жающей среды, поступая в нее в слишком больших количествах, могут изменять ее качества и воз­действовать  на экологические системы.

2. Загрязнение атмосферы.

Наиболее    распространенные з агрязнители атмосферы посту­пают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. По массе львиную долю — 80—90 процентов — всех выбросов в атмосферу из-за деятельности человека составляют газообраз­ные выбросы. Среди них главное место з анимают химические соеди­нения углерода, серы и азота.

Углекислый газ. В первой части мы уже рассматривали углекислый газ (двуокись углерода). В резуль­тате сжигания топлива, а также производства цемента в атмосферу поступает огромное количество этого га з а. Например, в 1984 году в атмосферу было выброшено 19,5 миллиарда тонн углекислого 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.). Его экологическая роль заключается во влиянии на климат через парниковый эффект.

Угарный газ. Сжигание топлива, которое со з дает большую часть газообра з ных, да и аэрозольных загря з нений атмосферы, служит источником другого углеродного соединения — угарного газа (окиси углерода). Он ядовит, причем его опасность усугубляется тем, что он не имеет ни цвета, ни запаха, и отравление им может прои з ойти совершенно незаметно. Его ядови­тые свойства объясняются тем, что он жадно поглощается гемоглоби­ном крови и вместо кислорода переносится от легких к различным тканям, что ведет к кислородному голоду и гибели организма.

Выше говорилось, что очень малые концентрации составля­ющих смесей принято выражать через миллионные или миллиард­ные доли некоторого объема (реже — в долях массы) и обо з начать чнм или чнб, что означает одну часть на миллион или на биллион (мил­лиард). Так вот, при концентрации угарного газа в 100 чнм возникает ощущение вялости, головная боль, головокружение, а концентрация в 1000 чнм (или 0.1 процента) быстро приводит к смерти человека. В естественных условиях концентра­ция этого газа в воздухе состав­ляет 0,1—0,2 чнм (в Северном полушарии 0,2, в Южном — 0,06 чнм). В городах эта концентрация колеблется от 1 до 140 чнм (в сред­нем 20 чнм), в крупных городах на оживленных перекрестках в часы пик она нередко может превышать 100 чнм, а в лондонских транспорт­ных туннелях отмечались концент­рации до 295 чнм.

В настоящее время в результате деятельности человека в атмос­феру поступает около 300 миллио­нов тонн угарного газа в год (в 1968 году в атмосферу его было выброшено 257 миллионов тонн). Причем 70—75 процентов выбросов соз­дается сжиганием бензина в двига ­ телях внутреннего сгорания, около 10 процентов сжиганием угля и дров, примерно столько же сжига­нием бытовых отходов и около 5 процентов лесными пожарами. Некоторая часть угарного газа соз­дается технологическими потерями в  промышленности  (например, металлургической, нефтеперера­батывающей, химической).

Немалое количество угарного газа поступает в атмосферу и из естественных источников. Точно определить это количество трудно, так что имеющиеся оценки суще­ственно расходятся (от 90 до 30 процентов). Основные естествен­ные источники — это прежде всего вулканы, а также разложение орга ­ нического вещества в придонных илах стоячих водоемов, электри­ческие разряды в атмосфере, био­логические процессы в океане, естественные лесные пожары и, наконец, окисление так называе­мых терпенов — выделяемых рас­тительностью (главным образом вечнозеленой тропической) лету­чих органических продуктов ее жизнедеятельности.

Болотный газ. Значительную долю атмосферного загрязнения составляют углеводороды — орга­нические вещества, состоящие из углерода и водорода. Из естествен­ных и сточников в атмосферу посту­пают преж д е всего метан, простей­ши х из углеводородов, состоящий из одного атома углерода , и четы­рех атомов водорода, и упо м инав­шиеся выше терпены. Осно в ные и сточники метана — деятельность ми кроорганизмов пр и захоронении органического   углерода   бе з доступа во з духа, например, на дне болот (поэтому его иногда на з ы­вают болотным газом), в насыщен­ных водой почвах, в пищеварительных органах жвачных животных. Некоторое  количество  метана (около 30 проценто в ) поступает из антропогенных источников, напри­мер. при добыче природного газа (в н ем до 97 процентов метана), нефти, угля (известны многочи­сленные   случаи   накопления м етана в угольных шахтах), а также при сжигании растительной массы ( для обогрева или же при сельско­хо з яйственных р а ботах). В послед­ние   десятилетия   поступление м етана в атмосферу росло со ско­рос т ью 1,1 п роцента в год и в насто­ящее время сост а вляет, по недавним оценкам, около 400—-500 мил ли оно в тонн в год. С такой же ско­ростью росло и его содержание в атмосфере, которое в средних широтах Северного полушария оце­нивается в 1,7 чнм. Для такого роста атмосферного содержания м етана достаточно 11—12 процен­тов его нынешних источников, остальные 88—89 процентов уда­ л яются из атмосферы (считается, что основным механи з мом удале­ ни я метана является его окисле­ н ие, а также его разложение поч в енными микроорганизмами).

В последнее время роль различ­ных источников метана измени­лась. В 1940 - х годах на первом м есте стояли болота и заболочен­ные м е стности, а в 1980-х годах этот источник ослабел,  и переме­стился на четвертое место, уступив место з атопл я емым полям для воз­делывания риса ( « чекам»), живот­новодству и сжиганию биомассы налицо  влияние  деятельности человека.

Терпены, непрерывно выделя­емые в атмосферу деревьями и другими растениями, поступают в атмосферу   прибл из ительно   в таком же количестве, что и метан, то е сть около 400 миллионов тонн в год (хотя некоторые оценки дости­гают 1000 миллионов тонн). Эти ве ще ства очень активны , особенно в присутствии о з она. Считается, что именно они со з дают атмосфер­ную дымку, часто наблюдаемую на суше в далеке от промышленных источников загрязнения. Многие читатели наверняка наблюдали голубоватую дымку и ощущали запах озона в утреннем, освещен­ном солнцем сосновом бору.

Углеводоро д ы, поступающие в атмосферу в ре з ультате деятель­ности   человека,   составляют небольшую долю от угле в одородов естественного происхожден и я, но загрязнение ими имеет весьма важ­ное значение в густонаселенных районах. В 1970 году в СШ А было выброшено в атмосферу около 35 миллионов тонн углеводородов (в течение нескольких предшеству­ющих лет роста почти не происхо­дило), а глобальный выброс в тот же период оценивается в 90 мил­лионов тонн в год. Их поступление в атмосферу может происходить на любой стадии производс т ва, обра­ботки, хранения, перевозки и использования веществ и материалов, содержащих углеводороды. Так, уже при добыче нефти проис­ходит утечка попутного нефтяного газа, испарение легких фракций нефти, неполное сгорание в газо­вых факелах. Более половины углеводородов,     производимых человеком, поступает в воз д ух в результате неполного сгорания бензина и дизельного топлива при эксплуатации автомобилей и дру­гих средств транспорта. Виной тому не только конструктивные недо­статки двигателей, но и экологи­ческая  безграмотность  многих автомобилистов, не утруждающих себя регулировкой двигателей. Особенно  неприятны   выбросы плохо отрегулированных дизель­ных двигателей; в них имеетс я большое   количество  сложных циклических и ароматических угле­водородов, являющихся канцеро­генными веществами.

Такие опасные для человека и животных вещества образуются при сжигании угля, нефти, быто­вого мусора и даже при изготовле­нии на открытом огне шашлыков и при курении. Немало углеводоро­дов поступает в атмосферу от химических заводов, при испарении различных растворителей в быту, изготовлении и использовании синтетических красок, при разливах бензина на бензоколонках. При определенных условиях высокая концентрация     углеводородов может привести к образованию так называемого    фотохимического смога с ядовитыми веществами, вызывающими  раздражение  и забол е вания дыхательных путей и глаз у людей и губящими расти­тельность.

Сернистый газ. Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет   важные   экологически е последствия. В атмосферу посту­пают главным образом сернистый газ и сероводород. В последнее время начинают привлекать внима­ние и другие соединения серы, образующиеся в результате микро­биологических процессов. Главные естественные источ­ники сернистого газа — вулкани­ческая деятельность, а также про­цессы окисления сероводорода и других соединений серы. По неко­торым расчетам, вследствие вул­канической д е ятельности в атмо­сферу ежегодно попадает около 4 миллионов тонн сер н истого га з а. Но гора з до больше — около 200— 215 миллионов тонн сернистого газа — образуется из сероводоро­да, который поступает в атмосферу при разложении органического вещества.

Промышленные источники серни­стого га з а по интенсивности давно превзошли вулканы и сейчас срав­нялись с суммарной интенсивно­стью всех естественных источни­ков. В природе нет ископаемого топлива, которое состояло бы из одних углеводородов. Всегда име­ется примесь других элементов, и один и з них — сера. Даже природ­ный газ содержит по крайней мере следы серы. В сырой нефти, в зави­симости от месторождения, содер­жится от 0,1 до 5,5 процента серы, а уголь содержит от 0,2 до 7 про­центов серы. По э тому сжигание топлива дает 80—90 процентов всего антропогенного сернистого газа, причем больше всего (70 про­центов и более) дает сжигание угля. Остальные 10—20 процентов приходятся на выплавку цветных металлов и производство серной кислоты. Сырьем для получения меди, свинца и цинка служат глав­ н ым образом руды, содержащие большое количество серы (до 45 процентов). Те же самые руды и другие богатые серой минералы служат сырьем для получения сер­ной кислоты.

Сернистый газ очень ядовит, он представляет угрозу здоровью и даже жизни человека и животных, наносит ущерб растительности. В СССР для сернистого га з а в атмос­фере предельно допустимые кон­центрации (ПДК) для разового во з ­действия — 0,5 миллиграмма на кубометр, средняя за сутки — 0,05, что в перерасчете на объемные концентрации дает 0,17 и 0,017 чнм, соответственно,

Обычная концентрация серни­стого газа в нижней части атмос­феры равна 0,2 чнб. Однако его распределение по земному шару очень неравномерно. По измере­ниям на станциях наблюдения з а фоном (мониторинга), расположен­ных в различных районах мира и находящихся в удалении от не­посредственных   антропогенных источников этого газа, концентра­ции различаются в десятки и сотни ра з . Наибольшие концентрации наблюдаются в Северном полуша­рии, причем максимальных значе­ний они достигают в восточных и центральных районах США, в Цент­ральной Европе (10—14 микрограммов на кубометр, или 3 ,4—4,8 чнб). В районах, гд е крупных городов и промышленных центров меньше ( з апад США, Европейская террито­рия СССР и др.), концентрация сер­нистого газа на порядок меньше (1—4 микрограмма на кубометр, или 0,34—1,37 чнб), а в некоторых более чистых районах, как Кавказ и озеро Байкал, меньше 0,1 микро­грамма на кубометр, или 0,0 3 4 чнб. В Южном полушарии концентрация сернистого газа в 1,5—2 ра з а 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 чнм сер­нистый газ сильно раздражает дыхательные пути и вызывает кашель, при 20 чнм он ра з дражает гла з а. В присутствии других загряз­нителей, например при наличии аэрозольных частиц, для такого же во з действия достаточно гораздо более низких концентраций серни­стого газа. Это объясняется тем, что совместный эффект двух загрязнителей превосходит сумму воздействий каждого и з загря з ни­телей,   действующих   порознь. Именно это прои з ошло во время печально знаменитого сернистого смога 5—9 декабря 1952 года в Лондоне, когда погибли 4 тысячи человек и были зарегистрированы десятки тысяч з аболеваний легких и верхних дыхательных путей. Рост ежедневной смертности стал заме­тен, когда содержание сернистого га з а достигло 0,20 чнм, а содержа­ние аэро з ольных частиц составило 750 микрограммов на кубометр. В дальнейшем эти показатели, а также и смертность продолжали расти, причем смертность увеличи­лась на 20 процентов, когда содер­жание сернистого га з а достигло 0,52 чнм, а аэрозолей — 2000 микрограммов на кубометр.

Лондон был, по-видимому, пер­вым из крупных городов мира, кото­рые столкнулись с проблемой загрязнения атмосферы с е рнистым газом. Известно, что еще в сере­дине XIII века стали раздаваться протесты против исполь з ования угля для отопления, но несмотря на королевский запрет, изданный Эдуардом 1 в 1276 году, его потреб­ление в каминах для отопления домов 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 превосходило сов­ременную предельно допустимую концентрацию. Сохранились свиде­тельства современников о том, что путники, приближавшиеся к Лондону, уже за несколько миль до города чувствовали резкий запах сернистого га з а.

Лондонская трагедия 1952 года и аналогичные   случаи   «смогов-убийц» в других крупных городах (Нью - Йорк, Роттердам и многие другие) сыграли свою роль и во многих промышленно развитых странах побудили принять реши­тельные меры по сокращению выбросов сернистого га з а (да и дру­гих з агрязнителей). По-видимому, это отра з илось и на статистике гло­бальных антропогенных выбросов сернистого газа в атмосферу. После быстрого роста выбросов в 1950-х годах (ежегодный рост составлял 4,6 процента по сравне­нию с 1,2 процента в предыдущее десятилетие, включавшее годы второй мировой войны). Последовало уменьшение темпов роста вдвое (до 2,3 процента в год) в 1960-х годах и дальнейшее умень­шение (до 2 процентов) в 1970— 1980 годах (но это все еще был рост !).

Принятые меры не замедлили сказаться. После издания закона об охране воздуха Большого Лондо­на, замены традиционных угольных каминов  бутафорскими  (пред­ставьте себе, что означал для анг­личан отказ от традиции !), введе­ния парового отопл е ния и расшире­ния исполь з ования электричества смоги, да и обычные туманы в анг­лийской столице стали гораздо более редкими гостям и . Их воз­действие теперь никак нельзя сравнивать с убийственным воз­действием смогов 1950—1960-х годов.

В СССР в 1950—1960-х годах проблема загряз н ения атмосферы сернистым газом стояла не так остро, как а промышленно разви­тых капиталистических странах. Однако и в нашей стране в т е годы можно было з аметить тенденцию к ухудшению обстановки. В з астой ­ ный период в отсутствии широкой гласности возобладал ведомствен­ный диктат, результатом которого стало ра з витие ради развития и полнейшее игнорирование провоз­глашаемых гуманистических прин­ципов, таких, например, как «все на благо человека». Сейчас, с прихо­дом гласности, вдруг стало ясно, что у нас не только неблагополучно с экологической обстановкой, но, по мнению многих авторитетных экологов, мы находимся на пороге национальной экологической ката ­ строфы. На Съе з де народных депу­татов СССР впервые было сказано о наличии в нашей стране неблаго­получных с точки зрения экологии городов. В 1988 году в их список вошли 104 города и з 2 3 6 городов с населением с в ыше 100 тысяч чело­век. В этих городах в течение года хотя бы один раз содержание того или иного из з агрязнителей было превышено десятикратно , более сложный индекс загрязнения, учи­тывающий не только содержание загрязнителей, но и их динамику, по з воляет выделить 68 особенно неблагополучных городов с сум­марным населением в 43 миллиона человек. В этих городах (например, в Нижнем Тагиле) так дальше жить уже нево з можно.

В СССР выбрасывается в воздух ежегодно около 2 3 миллионов тонн сернистого га з а, что составляет приблизительно д е сятую долю от глобального выброса этого газа и около четверти от в сех выбросов вредных веществ в атмосферу в нашей стране.

Для растений сернистый газ ядо­вит при содержании 2—3 чнм (или 6—9 миллиграммо в на кубометр), но   хронические   повреждения наступают уже при 0.03 чнм (0,09 миллиграмма на кубометр). При больших кон ц ентрациях сернистого газа происходит быстрое отм и ра­ние листьев и гибель всего расте­ н ия. Хронические повреждения при длительном воздействии малых концентраций  серн и стого  газа выражаются в накоплен и и вредных веществ в тканях растени я , разру­шении   хлорофилла,  снижении интенси в ности фотосинте з а, нару­шении роста, снижении урожая. Сернистый газ нарушает водный обмен у растений, в ызывает опадание листьев, усыхание молодых побегов. Особенно чувствительны окисляется до серного ангидрида, который жадно соединяется с водой или слабыми водными рас­творами облачных или дождевых капель и образует сульфатные аэро з ольные частицы. Их время пребывания в нижней атмосфере несколько больше, чем у серни­стого га з а.

Аммиак и окислы азота. Третий по массе и по з начению вид газо­образного загря з нения атмосферы образуют соединения а з ота — аммиак, з акись азота, окись азота и двуокись, или перекись, а з ота. Два первых газа имеют в основном естественное происхождение, и мы не будем здесь на них останавли­ваться.

Главные      а з отсодержащие з агря з нители атмосферы — окись и перекись азота. Оба газа ядовиты. Окись а з ота поступает в атмос­феру в ре з ультате жизнедеятель­ности микрооргани з мов и горения. Естественные  источники  дают около 450 миллионов тонн в год, антропогенные — вдесятеро мень­ше.   Основным  антропогенным источником является высокотем­пературное сжигание ископаемого топлива, прежде всего в двигате­лях внутреннего сгорания и дизе­лях. В атмосфере окись азота довольно быстро окисляется в дву­окись, которая также образуется при горении. Некоторая доля дву­окиси образуется при вулканичес­кой деятельности и электрических разрядах в верхних слоях атмосфе­ры.

Средняя концентрация окиси азота достигает 2 чнб (3 микро­грамма на кубометр), двуокиси азота — 4 чнб (6 микрограммов на кубометр). В крупных промышлен­ных центрах их концентрация уве­личивается в 10—100 ра з . 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 на кубометр), а среднегодовое значение максиму­мов — 140 — 260 чнб (290 — 530 микрограммов на кубометр.

Окислы азота в атмосфере при­водят к обра з ованию коричнева­того смога, чему, как правило, спо­собствует   присутствие   Других загрязнителей — сернистого газа, углеводородов, а также местные метеорологические и топографи­ческие условия. Такие смоги нано­сят ущерб здоровью людей, в част­ности вы з ывают раздражение глаз и губят городскую растительность.

Окислы азота в облаках и тума­нах соединяются с водой, образуя капельки разбавленной а з отной кислоты или ее солей. Часть и з них превращается в твердые аэро з оль­ные частицы, которые осаждаются на поверхности почвы и в оды, дру­гая вымывается из атмосферы дождями, так что кислые дожди бывают как сернокислыми, так и азотнокислыми.

Почти 90 процентов окислов азо­та, попадающих в атмосферу в ре з ультате деятельности челове­ка, образуется в результате сгора­ния топлива в автомобильных дви­гателях (более 50 процентов) и л и в топках теплоцентралей и тепловых электростанций. Большой вклад вносит также сжигание твердых отходов — бытовых, промышлен­ных и сельскохозяйственных, лес­ные пожары. Источником окислов азота служат также ряд отраслей промышленности, в их числе произ­водство азотной кислоты, мине­ральных удобрений, искусственных волокон и т. д.

 Аэро з оли. Количество аэро з оль­ных частиц, поступающих в атмос­феру из естественных источников, оценивается в 700—-2200 миллио­нов тонн в год, из искусственных источников пока что впятеро меньше — 185—415 миллионов тонн в год.

Процессы образования аэрозо­лей весьма разнообра з ны. Это пре­жде всего раздробление, ра з мель­чение и распыление твердых веществ. В природе такое происхо­ждение имеет минеральная пыль, поднимаемая   с   поверхности пустынь во время пыльных бурь. В северной части тропической Атлан­тики, куда выносится сахарская пыль пассатными ветрами, атмос­фера бывает настолько замутнен­ной, что солнце при восходе или з акате оказывается невидимым довольно высоко над горизонтом. Этот источник атмосферных аэро­золей имеет глобальное значение, так как пустыни занимают около трети поверхности суши, да еще и м еется тенденция к увеличению их доли из-за неразумной деятель­ности человека. Минеральная пыль с поверхности пустынь переносится ветром на многие тысячи киломе­тров. Так, например, отмечалось выпадение больших количеств сахарской пыли в Англии, а также и на   противоположной   стороне Атлантического океана — на острове Барбадос.

Аналогично проявляется вулка­нический пепел, попадающий в атмосферу во время из в ержений вулканов. Хотя крупные изверже­ния   происходят   сравнительно редко и нерегулярно, вследствие чего этот источник аэро з оля по массе з начительно уступает пыль­ным бурям, его значение весьма велико, так как этот аэрозоль забрасывается в верхние слои атмосферы — в стратосферу. Оста­ваясь там в течение нескольких лет, он отражает или поглощает часть солнечной энергии, которая могла бы в его отсутствие достичь поверхности Земли.

Источниками аэро з олей явля­ются также технологические про­цессы хозяйственной деятельности людей. Мощный источник мине­ральной пыли — промышленность строительных материалов. Добыча и дробление пород в карьерах, их транспортировка,   производство цемента, само строительство — все это загря з няет атмосферу мине­ральными частицами. Например, для получения тонны цемента тре­буется тонко размолоть около 3 тонн исходной породы, а ведь в мире производится не менее полу­миллиарда тонн цемента! В 1983 году  только социал и стические страны и 6 главных капиталисти­ческих стран произвели 460 мил­лионов тонн цемента. Одна только цементная про м ышленность произ­водит ежегодно около 7 миллионов тонн аэрозолей. Мощный источник твердых аэро­золей — горнодобывающая про­мышленность, в особенности при добыче угля и руд в открытых карь­ерах. В них на 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 руды экска­ваторами на желе з нодорожные платформы, является источником огромных количеств пыли, загря з ­няющей воздух и местность на мно­гие километры вокруг. Этот способ добычи угля или руды кажется наи­более дешевым, но при оценке его рентабельности не учитывается деградация окружающей среды. Но и добыча в шахтах и рудниках — также    источник    аэрозолей, поскольку около них образуются горы пустой породы (терриконы), разрушаемые ветром и водой. Много аэро з олей вносят в атмос­феру черная металлургия с ее огромными объемами руды и кокса, цветная металлургия с обогати­тельными фабриками, производ­ство и применение минеральных удобрений и пестицидов и так далее.

Аэро з оли попадают в атмосферу при ра з брызгивании растворов. Естественный источник таких аэро­золей — океан, поставляющий хлоридные и сульфатные аэрозоли, образующиеся в результате испа­рения морских брызг, в количестве около миллиарда тонн в год, то есть около 40 процентов всего аэро з оля, поступающего в атмос­феру. Впрочем, вклад от челове­ческой деятельности здесь неве­лик.

Еще один мощный механизм образования аэро з олей — это кон­денсация веществ во время горения или неполное сгорание и з -за недостатка кислорода или ни з кой температуры горения. Так, напри­мер, обра з уются частицы сажи при сжигании угля и других топлив. В природе главный источник таких аэро з олей — это лесные пожары, люди же добавляют аэрозоли при сжигании угля, нефти, древесины, отходов; аэрозоли поставляют дым металлургических заводов и т. п. В сумме это дает 2—3 процента от общего поступления аэрозолей в атмосферу. При горении образу­ются также газы — сернистый, оки­слы азота, выброс которых, как говорилось выше, приводит к воз­никновению сульфатных и нитрат­ных аэрозолей. Этот вторичный источник аэрозолей вместе с аэро­золями, образующимися и з терпе­нов, углеводородов и т.п., дает около 8 процентов общего посту­пления в атмосферу.

Аэрозоли удаляются из атмос­феры тремя путями: сухим осажде­нием под действием тяжести (глав­ный путь для крупных частиц), оса­ждением на препятствиях и вымыванием осадками.

Все сказанное выше приводит к тому, что размеры, состав, хими­ческие и физические свойства аэро з олей весьма разнообразны. Например, их размеры (радиусы) варьируют в основном в миллион раз — от тысячных долей до тысяч микрон (т. е. миллионных долей метра).

Аэро з ольное     загрязнение. Аэрозоли,   во-первых,   во з дей­ствуют на погоду и климат: опти­чески активные частицы с ради­усами от 10^-1 до 10¹ микронов вносят основной вклад в замутненность атмосферы; частицы с радиусами от 10^-2 до 102 микро­нов служат ядрами конденсации влаги и способствуют образованию облаков и туманов, дождя и снега. портят з доровье людей. В течение суток через легкие человека про­ходит 12—14 кубометров воздуха. Концентрация аэрозоля в чистом воздухе составляет 10—12 микро­граммов на кубометр, в промыш­ленных городах вдесятеро, а ино ­ гда и в несколько десятков раз больше. Даже если учесть, что крупные частицы задерживаются в носовой полости, а очень мелкие возвращаются с в ыдыхаемым воз­духом, то и тогда в легких жителя промышленного центра ежесуточно может оседать 1 миллиграмм аэро­золей.   Химически  неактивные аэро з оли 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 даже рак лег­ких. Частыми оказываются хрони­ческие бронхиты, эмфи з ема лег­ких, астма и другие аллергические заболевания. Химически активные аэро з оли, а среди них немало ядо­витых, наносят вред не только лег­ким, но и проникают в кровь, при­водя к заболеванию сердечно­сосудистой системы и печени.

Выше уже говорилось о действии кислых туманов, раздражающем слизистые оболочки, гла з а и кожу. В некоторых случаях аэрозоль может оказывать на человека и психологическое действие: непри­ятные ощущения вызывают некото­рые запахи, ухудшение видимости, загрязнение одежды смолистыми или сажистыми аэрозолями. Устра­нение ущерба, наносимого аэрозо­лями, иногда требует з начительных затрат.

Тяж е лые металлы. Промышлен­ные дымы содержат не только сажу, но и множество других вред­ных веществ. Производство черных металлов   сопровождается   не только выбросами сернистого газа и окиси желе з а, но и таких ядови­тых веществ, как сурьма, свинец, мышьяк, пары ртути. В еще боль­ших количествах ядовитые тяже­лые металлы поступают в атмос­феру из предприятий цветной металлургии.  Они  составляют половину источников поступления в атмосферу меди и цинка. Сжига­ние топлива дает 85 процентов выбросов в атмосферу ванадия, 98 — кобальта, 80 — сурьмы, 77 — никеля, 50 процентов селена. С выхлопами автомобилей выбрасы вается 250— 3 00 тысяч тонн свин­ца, который с 1 924 года использу­ется в примеси к бенз и ну (в виде тетраэтилсвинца) как ан т идетона­тор. Уже в 1940 году его содержа­ние в обра з цах материкового льда Гренландии превыс и ло допусти­мую норму в 175 ра з , а в 1966 году норма была превышена в 500 раз!

Больше всего это отношение у свинца: 17,5: его выбрасывается в атмосферу много больше Других металлов и в абсолютном выраже­нии — около трети миллиона тонн в год. Зате м идут четыре элемента, которые поступают в атмосферу из-за человеческой деятельности в д вое больше, чем от естественных источников: это кадмий, цинк, мышьяк и никель.

Радиоактивность. Что бы ни говорилось об якобы обеспеченной экологической чистоте ядерной энергетики, возможность загрязнения окружающей среды существует практически на всех этапах произ­водства как ядерной энергии, так и ядерного оружия, 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. Вероятность крупной аварии с повреждением противоаварийной оболочки реак­тора в 1975 году была оценена спе­циалистами США как один ра з за миллион лет. Однако последствия таких аварий могут быть настолько ужасными, что даже эта малая вероятность не может успокоить общественность всех стран. И это доказала самая большая за исто­рию атомной энергетики ката­строфа на Чернобыльской АЭС.

Естественная радиоактивность, интенсивность которой в специфи­ческих, выработанных фи з иками единицах, оценивается в 10—20 микрорентген в час, создается в атмосфере двумя источниками. Во-первых, это выделение радиоак­тивных газов из минералов земной коры. Таково происхождение газа радон-222, который имеет период полураспада в 3,8 суток, и совсем уже короткоживущего торона, он же радон-220: период его полурас­пада 54 секунды. Во-вторых, это во з действие космических лучей на атмосферные газы, приводящее к образованию радиоактивных изо­топов — трития (водород-З), углерода-14, бериллия - 7 и некоторых других.

Рентген (Р) — э то количество рентгеновского, или гамма-излуче­ния, которое путем иони з ации соз­дает в во з духе некоторый опреде­ленный   электрический   заряд (2,58 - 10^-4 кулонов на килограмм). Употребляется  также  единица рад— это доза радиации, равная энергии 10 мДж, поглощенной кило­граммом облученного вещества. Используется  и биологический эквивалент рентгена (бэр); он равен дозе ионизирующего излуче­ния, дающей такой же биологиче­ский эффект, что и рентгено в ское и з лучение в один рентген. Отноше­ние между бэром и радом для рент­геновского и гамма-излучения и электронов равно единице, для медленных нейтронов — трем, для альфа-час т иц, быстрых нейтронов и протонов—десяти, для осколков деления урана — двадцати. Это отношение характеризует относи­тельную биологическую эффектив­ность соответствующего вида излу­чения.

Уже при добыче сырья на урано­вых или ториевых шахтах, как и при добыче обычной руды, образуется много пыли, но эта пыль радиоак­тивна. Она и выделяющиеся радио­активные газы могут оказаться в атмосфере при вентилировании шахт. На обогатительных фабриках урановая руда дробится и распыля­ется, и в воздух может попадать не только радиоактивная пыль, но и ядовитые   вещества:   ванадий, мышьяк, селен и др. Далее кон ­ центрат урановой руды растворя­ют, при этом в атмосферу могут выделяться радиоактивные пары, или обрабатывают фтором с обра­зованием и возгонкой шестифтори­стого урана. В дальнейшем это радиоактивное и крайне ядовитое вещество прогоняется по длинным трубам с фильтрами (метод газовой диффузии) или центрифугируется для отделения ядерного топлива — урана-235. Естественно, что веро­ятность просачивания ядовитого и радиоактивного шестифтористого урана через многочисленные сое­динения труб при всем этом довольно велика. Изготовление топливных элементов для атомных электростанций,     включающее механическую и тепловую обра­ботку ядерного топлива, осущест­вляется в герметических помеще­ниях с помощью дистанционно управляемых манипуляторов. Тем не менее вероятность попадания радиоактивности в окружающую среду имеется и здесь.

Вероятность    радиоактивного загрязнения окружающей среды при нормальной работе атомных электростанций   невелика,   но аварии, как упоминалось выше, могут иметь катастрофические последствия. По данным междуна­родной организации (МАГАТЭ), за 15 лет с 1971 по 1985 год прои­ з ошла 151 авария в 14 странах, то есть ежегодно происходило не менее 10 аварий. Крупных аварий за 30 лет насчитывается три. В 1957 году на АЭС в Уиндскейле (Великобритания) в результате ошибки обслуживающего персо­нала прои з ошел выброс воздуха, содержащего радиоактивные изо­топы йода, цезия и стронция. Активность выброшенных веществ составила около 21 000 Кюри. Произошло загрязнение местности. На территории в 500 квадратных километров в течение 3—6 недель была запрещена продажа молока, поскольку оно оказалось з аражен­ным радиоактивным йодом. (Сум­марная активность радиоактивного вещества измеряется числом рас­падов атомов в секунду. Единицей является 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 привела к гибели и потере здо­ровья многих людей, полностью выключила   из   хозяйственной деятельности, можно ска з ать, из жизни, огромную территорию, нане­сла большой материальный урон. Дополнительные    последствия, которые могут проявиться в буду­щем, сейчас еще невозможно оце­нить.

Исполь з ованное  на  атомных электростанциях топливо, в кото­ром содержится большое количе­ство различных радиоактивных веществ, может быть исполь з овано повторно, если отделить от этих веществ оставшийся уран. Это делается на специальных заводах, где отработанное топливо подвер­гается механической и химической переработке. При этом в атмос­феру могут выбрасываться радио­активные газы: криптон-85 (период полураспада 10,6 года), йод-131 (8,1 суток), рутений-103 (40 суток) и рутений-106 (один год).

Нельзя сбрасывать со счетов радиоактивное загрязнение воз­духа на заводах ядерного оружия, которые все еще продолжают производить свою смертоносную продукцию, а также при транспор­тировании сырья, готовых и з делий или отходов и при подземных испы­таниях ядерного оружия. Недавно стало и з вестно о взрыве храни­лища радиоактивных отходов на заводе под Челябинском, произо­шедшем в 1957 году. При аварии произошел выброс отходов с актив­ностью около 2 миллионов Кюри, и хотя 90 процентов ее осталось в пределах завода, загрязненной (в основном и з отопом стронций-90) ока з алась территория размерами примерно 300х10 километров.

Естественная ра д иоактивность д ает каждому человеку в течение жизни дозу в 5—10 бэр. Это облу­чение наряду с другими факторами ответственно  за  современный «нормальный» уровень мутаций и раковых заболеваний. Логично думать, что любое дополнительное облучение увеличит вероятность этих мутаций и заболеваний. Поэтому некоторые ученые спра­ведливо считают, что (с точки зре­ния прежде всего генетических последствий) безопасного уровня радиации вообще не существует.

Загрязнение воздуха внутри помещений. Говоря о загря з нении атмосферы, нель з я не коснуться качества воздуха в жилых и иных помещениях. Исследования пока­ з ывают, что и здесь есть основания для тревоги. Имеются данные, что в современных помещениях воздух может быть в 100 раз токсичнее, чем наружный воздух даже в насы­щенных промышленными предпри­ятиями городах. А ведь люди до 90 процентов своего времени, как пра­вило, проводят в помещениях.

В воздухе замкнутых помещений может находиться, по существу, весь известный спектр з агрязните­лей, кроме, быть может, озона. Прежде всего следует сказать о радоне, выделяющемся из з емных недр. На открытом воздухе он обычно не представляет какой-либо опасности. Однако при нали­чии самых незначительных трещин в фундаменте зданий в условиях плохой вентиляции его концентра­ция в во з духе помещений может достигать опасного уровня. Так, проведенное в США обследование показало, что примерно в 8 мил­лионах домов концентрация радона превышает безопасный уровень. В ряде случаев была зафиксирована концентрация, при которой рабочие урановых предприятий должны пользоваться     респираторами. Источниками токсичных веществ в во з духе помещений могут быть некоторые строительные и отде­лочные  материалы.  Например, асбоцементные листы или выделя­ющие формальдегид декоративные панели), тепло- и электроизоля­ционные материалы ( тот же асбест, поливинилхлорид, полихлорбифенилы и другие органические соеди­нения), ра з личные синтетические клеи и т. д. Другие источники — это всевозможные препараты, приме­няемые в быту (например, краски и растворители, пестициды, освежители воздуха). Наконец, нельзя не ска з ать о наружных загрязнителях, таких, как пыль, выхлопные га з ы, которые так или иначе проникают и задерживаются внутри помещений.

3. Загрязнение почвы.

Почти все загрязняющие вещества, которые первонача л ьно попали в атмосфе­ру, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Осе ­ дающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы — сви­нец, кадмий, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они мало­подвижны и накап л иваются в почве. Но в почву попадают с дождями также кислоты. Соединя­ясь с ними, металлы могут перехо­дить в растворимые соединения, доступные растениям. В раствори­мые формы переходят также веще­ства, постоянно присутствующие в почвах, что иногда приводит к гибе ­ ли растений. Примером может слу­жить весьма распространенный в почвах алюминий, растворимые соединения которого поглощаются корнями деревьев. Алюминиевая болезнь, пря которой нарушается структура тканей растений, оказы ­в ается для деревьев смертельной.

С другой стороны, кислые дожди вымывают необходимые для расте­ний питательные соли, содержа­щие азот, фосфор и калий, что сни­жает плодородие почв. Повышение кислотности почв из-за кислых дождей губит полезные почвенные микроорганизмы, нарушает все микробиологические процессы в почве, делает невозможным суще­ство в ание ряда растений и иногда ока з ывается благоприятным для ра з вития сорняков.

Все это можно назвать непредна­меренным загрязнением почв.

Минеральные удобрения. Но можно говорить и о преднамерен­ном загрязнении почвы. Начнем с применения удобрений, вносимых в почву специально для повышения урожайности сельскохозяйствен­ных культур. С их помощью челове­честву удалось добиться того. что, несмотря на быстрый рост населе­ния планеты, производство з ерно­вых — основы ресурсов продоволь­ствия — росло еще быстрее. С 1950 по 1985 год мировое производство зерна росло ежегодно почти на 2,7 процента и увеличилось с 700 до более че м 1800 миллионо в тонн. Хотя какая-то часть этого прироста обя з ана распашке новых земель, основной вклад внесли применение новых сортов семян и увеличение применения удобрений — з а эти 35 лет более чем в 9 раз и ядохимика­тов — в 32 раза. Увеличилось не только абсолютное количество используемых удобрений, но и их количество на единицу площади пашни. Так, если в 1964 году на 1 гектар посевной площади в носи­лось в среднем 29,3 килограмма удобрений, то в 1984 году эта в ели­чина достигла 85,3 килограмма. За то же время размер посевной пло­щади на душу населения сокра­тился с 0,44 до 0,31 гектара.

Ясно. что после снятия урожая почва нуждается в восстановлен и и плодородия. Но чрезмерное ис­поль з ование удобрений приносит вред. Оказалось, что при увеличе­нии дозы удобрений урожайность сначала быстро растет, но затем прирост становится все меньше и наступает момент, когда дальней­шее увеличение дозы удобрений не дает никакого прироста урожайно­сти, а в избыточной дозе минераль­ные вещества могут оказаться для растений токсичными. Этот так называемый закон предельной уро­жайности, как считает француз­ский эколог Ф. Рамад, неизвестен большинству   людей,   занима­ющихся сельским 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 до з ы. Ведь тот факт, что прирост урожайности резко уменьшается, говорит о том, что растения не усваивают излиш­ков питательных веществ. Прино­сит вред и несоблюдение правиль­ного соотношения между азотными, фосфорными и калийными удобре­ниями. Например, оптимальная доза азотных удобрений не достиг­нет желаемого эффекта, и боль­шое количество в несенного азота окажется лишним, если будет вне­сено фосфорных удобрений мень­ше, чем требуется.

Избыток удобрений выщелачи­вается и смывается с полей талыми и дождевыми водами (и ока з ы­вается в водоемах суши и в море). И з лишние азотные удобрения, а они по массе преобладают по срав­нению с калийными и фосфорными, в почве распадаются, и га з ообра з ­ный азот выделяется в атмосферу, а органическое вещество гумуса, составляющего основу плодородия почвы, разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическое вещество не возвращается в почву, гумус истощается и почвы дегради­руют. Особенно сильно страдают крупные зерновые хозяйства, не имеющие отходов животноводства (например, на бывшей целине Ка­захстана, Предуралья и Западной Сибири).

Кроме нарушения структуры и обеднения почв, и з быток нитратов и фосфатов приводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Часть нитратов и фосфатов, особенно когда имеется их и з быток, включается в ткани растений в виде свободных ионов нитратов и фосфатов. Некоторые растения   (например,   шпинат, салат)   способны   накапливать нитраты в больших количествах. Съев 250 граммов салата, выра­щенного на переудобренной гряд­ке, можно получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиач­ной селитры. В кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые в дальнейшем могут образовать нитрозамины — вещества, обладающие сильными канцерогенными      свойствами. Кроме того, в крови нитриты оки­сляют гемоглобин и лишают его способности свя з ывать кислород, необходимый для жи в ой ткани. В результате возникает особый вид малокровия — метгемоглобинемия.

Ядохимикаты — инсектициды против вредных насекомых в сель­ском хозяйстве и в быту, пестициды против  различных  вредителей сельскохозяйственных  растений, гербициды против сорняков, фунгициды против грибковых заболева­ний растений, дефолианты для сбрасывания листьев у хлопка, зооциды против грызунов, нематоциды против глистов, лимациды против слизней стали широко при­меняться с конца второй мировой войны.

Все эти вещества ядовиты. Пер­выми появились инсектициды на основе хлорорганических соедине­ний,   главным  представителем которых является ДДТ. Это очень устойчивые вещества, и поэтому они могут накапливаться в почве и сохраняться десятилетиями. По имеющимся оценкам, более поло­вины всего произведенного ДДТ (в 1970—1982 годах в большинстве высокоразвитых стран было запре­щено его применение) до сих пор циркулирует в природе. С учетом этих недостатков были разрабо­таны довольно быстро разруша­ющиеся фосфорорганические и менее ядовитые для теплокровных животных карбаматные инсектици­ды. В состав фунгицидов входят соли меди, соединения серы и рту­ти, а гербицидов — соли меди, железа, органические соединения, содержащие хлор, фосфор, ртуть.

Использование   ядохимикатов, несомненно, сыграло существен­ную роль в повышении урожайно­сти сельскохозяйственных культур. Иногда ядохимикаты спасают до 20 процентов урожая. Но вскоре обна­ружились и весьма отрицательные последствия применения ядохими­катов. Оказалось, что их действие значительно шире, чем их назначе­ние. Инсектициды, например, дей­ствуют не только на насекомых, но и на теплокровных животных и на человека. 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 искоренению вредителей, а к возникновению новых рас вредителей, не вос­приимчивых к действию данного пестицида. Уничтожение конкурен­тов или врагов того или иного из вредителей привело к появлению на полях новых вредителей. Приш­лось повышать дозы пестицидов в 2—3 раза, а иногда в десять и более раз. На это же толкало и несовершенство технологии приме­нения пестицидов. По некоторым оценкам, и з -за этого в нашей стране до 90 процентов пестицидов тратится впустую и лишь загря з ­няет окружающую среду, нанося ущерб здоровью людей. Нередки случаи, когда из- з а халатности химизаторов пестициды рассыпа­ются буквально на головы работа­ющих в поле людей.

Некоторые растения (в частно­сти, корнеплоды) и животные (на­пример, обычные дождевые черви) накапливают в своих тканях пести­циды в значительно больших кон­центрациях, чем почва. В резуль­тате пестициды попадают в пище­вые цепи и достигают птиц, диких и домашних животных, человека. По оценкам 1983 года, в ра з вива­ющихся странах от отра в ления пестицидами 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 в существовании биосферы. Напомним, что ткани большинства растительных и животных организ­мов содержат от 50 до 90 процен­тов воды (исключение составляют мхи и лишайники, содержащие 5—7 процентов воды). Все живые орга­низмы нуждаются в постоянном поступлении воды извне. Человек, ткани которого на 65 процентов состоят из воды, может прожить без питья всего лишь несколько суток (а бе з еды он может жить больше месяца). Биологическая потребность человека и животных в воде за год в 10 раз превышает их собственную массу. Еще более вну­шительны бытовые, промышлен­ные   и   сельскохозяйственные нужды человека. Так, для произ­водства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара — 9, изделий из хлопка — 200, стали 250, а з от ­ ных удобрений или синтетического волокна — 600, зерна — около 1000, бумаги — 1000, синтетичес­кого каучука — 2500 тонн воды.

В 1980 го д у человечест в ом было использовано для различных нужд 3494 кубокилометра воды (66 про­центов в сельском хозяйстве, 24.6 — в промышленности, 5 , 4 — на бытовые нужды, 4 процента — испарение с поверхности искус­ственных   водохранилищ).   Это составляет 9—10 проценто в от гло­бального речного стока. В процессе использования 64 процента изъя­той воды испарилось, а 36 процен­тов были возвращены в природные водоемы.

В нашей стране в 1985 году для хозяйственных нужд было взято 327 кубокилометров чистой воды, а объем сброса составил 150 кубоки­лометров (в 1965 году он равнялся 35 кубокилометрам). В 1987 году в СССР было взято для всех нужд 339 кубокилометров пресной воды (из подземных источников около 10 процентов), то есть примерно 1200 тонн на душу населения. Из общего объе м а 38 процентов пошло на нужды промышленности, 53 — на нужды сельского хозяйства (вклю­чая орошение засушливых земель) 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 не очищенные или очищенные недо­статочно. Таким обра з ом, происхо­дит загрязнение пресноводных водоемов — рек, озер, суши и при ­ брежных участков морей. У нас в стране из 150 кубокилометров сточных вод 40 кубокилометров сбрасывается без всякой очистки. Да и современные методы очистки вод, механической и биологичес ­ кой, далеки от совершенства. По свидетельству Института биологии внутренних вод СССР даже после биологической очистки в сточных водах остается 10 процентов орга­нических и 60—90 процентов неор­ганических вещест в , в том числе до 60 процентов азота. 70—фосфора, 80 — калия и почти 100 процентов солей ядовитых тяжелых метал­лов.

Биологическое   загрязнение. Различают три вида з агрязнения вод — биологическое, химическое и   физическое.   Биологическое загрязнение со з дается микроорга­низмами, в том числе болезнетвор­ными, а также органическими веществами, способными к бр о же­нию. Главными источниками биоло­гического з агрязнения вод суши и прибрежных вод морей являются бытовые 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 и химичес­кой промышленности , а в сельской местности — стоки крупных живот­новодческих комплексов. Биологи­ческое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры, брюш­ного тифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных  инфекций,  например гепатита.

Степень биологического загряз­нения характеризуется главным обра з ом тремя показателями. Один из них — это количество кишечных палочек (так называемых лактозоположительных, или ЛКП) в литре воды. Оно характеризует загряз­ненность воды продуктами жизне­деятельности животных и указы­вает на возможность присутствия также болезнетворных бактерий и вирусов.  По  Государственному стандарту 1980 года, например, купание считается бе з опасным, если в воде содержится не более 1000 ЛКП на литр. Если в воде содержится от 5000 до 50 000 ЛКП на литр, то вода считается грязной, и при купании есть риск заразиться. Если же в литре воды содержится более 50 000 ЛКП, то купание недо­пустимо. Понятно, что после обез­зараживания путем хлорирования или озонирования питьевая вода должна удовлетворять гораздо более жестким стандартам.

Для характеристики загрязнен­ности органическими веществами служит другой показатель — био­химическое потребление кисло­рода (БКП). Он пока з ывает, какое количество кислорода требуется микроорганизмам для переработки всего подверженного ра з ложению органического вещества в неорга­нические соединения (в течение, скажем, пяти суток — тогда это БПК₅. По принятым у нас в стране стандартам БПК ₅ у питьевой воды не должен превышать 3 милли­граммов кислорода на литр воды. Наконец, третий показатель — это содержание раст в оренного кисло­рода. Он обратно пропорционален В ПК. Питьевая вода должна содер­жать более 4 миллиграммов рас­творенного кислорода на литр.

Химическое загрязнение соз­дается поступлением в воду раз­личных ядовитых веществ. Основ­ные источники химического загряз­нения — это доменное и сталели­тейное производство, предприятия цветной металлургии, горнодобы­вающая, химическая промышлен­ность и в большой мере экстенсив­ное сельское хозяйст в о. Кроме пря­мых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надо учитывать также попадание загря з нителей  на  поверхность воды непосредственно из воздуха.

В табл. 3 приведены скорости загрязнения поверхностных вод ядовитыми тяжелыми металлами (по данным тех же авторов, что и сведения о загрязнении металлами воздуха и почвы). В эти данные вхо­дит 30 процентов массы металлов, поступающих в атмосферный воз дух.

Как и в загря з нении атмосферы, в загрязнении поверхностных вод (и, несколько забегая вперед, вод океана) среди тяжелых металлов пальму первенства держит свинец: у него отношение искусственного источника к естественному превы­шает 17. У других тяжелых метал­лов — меди, цинка, хрома, никеля, кадмия искусственный источник поступления в природные воды также больше естественного, но не настолько, как у свинца. Большую опасность представляет загрязне­ние ртутью, попадающей в природ­ные воды из воздуха, лесов и полей, обрабатываемых пестицида­ми, а иногда и в результате про­мышленных сбросов. Исключи­тельно опасен сток вод из ртутных месторождений или рудников, где ртуть может переходить в раство­римые соединения. Эта угро з а делает крайне опасными проекты водохранилищ на алтайской реке Катунь.

В последние годы существенно увеличилось поступление в поверх­ностные воды суши нитратов из-за нерационального применения азот­ных удобрений, а также и з -за уве­личения выбросов в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. Это же относится и к фосфатам, для которых, помимо удобрений, источником служит все более широкое применение различных моющих средств. Опасное химичес­кое загрязнение создают углеводо­роды — нефть и продукты ее пере­работки, которые попадают в реки и озера как с промышленными сбросами, в особенности 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, их подвергают многократ­ному разбавлению. Но правильнее было бы ска з ать, что при этом чистые природные воды, которые могли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятся менее пригод­ными для этого, з агрязненными. 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 в реки стоков в нашей стране потребовалось бы 4500 кубокило­метров чистой воды, то есть почти весь речной сток в СССР, состав­ляющий 4,7 тысячи кубокиломе­тров. Это з начит , что в нашей стране уже почти не осталось чистых поверхностных вод.

Разбавление сточных вод сни­жает качество в оды в природных водоемах, но обычно не достигает с в оей главной цели — предотвра­щения вреда для з доровья людей. Дело в том, что вредные примеси, содержащиеся в воде в ничтожных концентрациях, накапливаются в некоторых органи з мах, употребля­емых людьми в пищу. Сначала ядо­витые вещества попадают в ткани мельчайших планктонных организ­мов, затем они накапливаются в организмах, которые в процессе дыхания и питания фильтруют большое количество воды (моллюски, губки и т. п.) и в конечном итоге как по пищевой цепи, так и в про­цессе дыхания концентрируются в тканях рыб. В ре з ультате концент­рация ядов в тканях рыб может стать больше, чем в воде, в сотни и даже тысячи раз.

В 1956 году в Минамата (остров Кюсю, Япония) разразилась эпиде­мия неизвестной болезни с полным расстройством       центральной нервной систе м ы. У людей ухудши­лись зрение, слух, нарушалась речь, терялся разум, движения ста­новились неуверенными, сопрово­ждались дрожью. Боле з нь Минамата охватила несколько сотен человек, в 43 случаях был з ареги­стрирован смертельный  исход. Ока з алось, что виновником был химический з авод на берегу бухты. Тщательные исследования, кото­рым администрация завода первоначально чинила всяческие пре­пятствия, показали, что в его сточ­ных водах содержатся соли ртути, которые используются при прои з ­водстве ацетальдегида в качестве катализаторов. Соли ртути и сами ядовиты, а под действием специ­фических микрооргани з мов в бухте они превращались в исключи­тельно ядовитую метилртуть, кото ­ рая концентрировалась в тканях рыб в 500 тысяч раз. Этой рыбой и отравлялись люди.

Разбавление промышленных сто­ков и тем более растворов удобре­ний и пестицидов с сельскохозяй­ственных полей происходит часто уже в самих природных водоемах. Если водоем непроточный или сла­бопроточный, то сброс в него орга­нических веществ и удобрений ведет к переи з бытку питательных веществ — эвтрофикации и з арас­танию водоема. Сначала в таком водоеме накапливаются питатель­ные вещества и бурно разраста­ются водоросли, главным обра з ом микроскопические  синезеленые. После их отмирания биомасса опус­кается на дно, где происходит ее минера л изация 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 выделением метана и сероводорода. Тогда происходит отравление всего водоема и гибель всех живых организмов (кроме некоторых бактерий). Такая неза­видная судьба грозит не только озерам, в которые сбрасываются бытовые и промышленные стоки, но и некоторым замкнутым и полу­ з амкнутым морям.

Ущерб водоемам, в особенности рекам, наносится не только увеличением  объема  сбрасываемых загрязнений, но и уменьшением способности водоемов к самоочи­щению. Яркий пример тому—ныне­шнее состояние Волги, которая представляет собой скорее каскад слабопроточных   водохранилищ, чем реку в исконном смысле этого слова. Ущерб очевиден: это и уско­рение загрязнения, и гибель вод­ных организмов в местах водо з або­ра, и нарушение привычных мигра­ционных движений, и потеря цен­ных сельскохо з яйственных угодий, и многое другое. А компенсируется ли этот ущерб производимой на гидроэлектростанциях энергией? Следует з аново рассчитать все за и против с учетом современных эко­логических требований существо­вания людей. И может оказаться, что  целесообразнее ра з обрать некоторые плотины и ликвидиро­вать водохранилища, чем и з года в год терпеть убытки.

Физическое загрязнение вод создается сбросом в них тепла или радиоактивных веществ. Тепловое з агрязнение связано главным обра­зом с тем, что используемая для охлаждения на тепловых и атом­ных электростанциях вода (и соответственно около 1/3 и 1/2 вырабатываемой энергии) сбрасы ­ вается в тот же водоем. Вклад в тепловое   загря з нение   вносят также некоторые промышленные предприятия. С начала нынешнего столетия вода в Сене потеплела более чем на 5°, а многие реки Франции  перестали  замерзать зимой. На Москве-реке в пределах Москвы зимой теперь редко можно увидеть льдины, а недавно в местах впадения некоторых речек (например, Сетуни) и сбросов теп­лоэлектроцентралей наблюдались полыньи с зимующими на них утка­ми. На некоторых реках промыш­ленного востока США еще в конце 60-х годов вода нагревалась летом до 38˚ и даже до 48˚.

При  значительном  тепловом загрязнении рыба задыхается и погибает, так как ее потребность в кислороде растет, а растворимость кислорода уменьшается. Количе­ство кислорода в воде умень­шается еще и потому , что при теп­ловом загрязнении происходит бур­ное развитие о д ноклеточных водо­рослей: вода «зацветает» с после­дующим гниением отмирающей рас­тительной массы. Кроме того, теп­ловое з агря з нение сущест в енно повышает ядовитость многих хими­ческих загрязнителей, в частности тяжелых металлов.

При нормальной работе ядерных реакторов в охлаждающее веще­ство, в качестве которого применя­ется главным образом вода, могут попасть нейтроны, под действием которых атомы этого вещества и примеси, прежде всего продукты корро з ии, становятся радиоактив­ными. Кроме того, защитные цирко­ниевые оболочки тепловыделя­ющих элементов могут иметь микротрещины, через которые в охлаждающую жидкость могут попадать продукты ядерных реак­ций. Хотя такие отходы слабоак­тивны, они все же могут повышать общий фон радиоактивности. При авари я х отходы могут оказаться более активными. В природных во­доемах радиоактивные вещества подвергаются фи з ико-химическим превращениям — концентрации на в з вешенных частицах (адсорбция, в т о м числе ионообменная), осажде­нию, осадкообразованию, переносу течениями, поглощению живыми организмами, накоплению в их тка ­ нях. В живых организмах накаплива­ются прежде всего радиоактивная ртуть, фосфор, кадмий, в грунте — ванадий, це з ий, ниобий, цинк, в воде остаются сера, хром, йод.

Загрязнение океанов и морей происходит вследствие поступле­ния загрязняющих веществ с реч­ным стоком, их выпадения из атмосферы и, наконец, благодаря хозяйственной деятельности чело­века непосредственно на морях и океанах. По данным, относящимся к пер в ой половине 1980-х годов, даже в таком море, как Северное, куда впадают Рейн, Эльба, собира­ющие стоки 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 на промышлен­ные и бытовые стоки из прибреж­ной зоны.

С речным стоком, объем кото­рого составляет около 36—38 тысяч кубокилометров, в океаны и моря поступает огромное количе­ство загря з нителей во взвешенном и растворенном виде. По не к ото­рым оценкам, 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, от 5 до 8 тысяч тонн ртути, 6,5 мил­лиона тонн фосфора, сотни мил­лионов тонн органических загряз­нителей. Особенно достается вну­тренним и полузамкнутым морям, у которых  отношение  площадей водосбора и самого моря больше, чем у всего Мирового океана (на­пример, у Черного моря оно равно 4,4 против 0,4 у Мирового океана). По минимальным оценкам, со сто­ком Волги в Каспийское море поступает 367 тысяч тонн органики, 45 тысяч тонн азота, 20 тысяч тонн фосфора, 13 тысяч тонн нефтепро­дуктов.   Отмечается   высокое содержание    хлорорганических пестицидов в тканях осетровых рыб и килек — главных объектов промысла. В А з овском море с 1983 по 1987 год содержание пес т ици­дов выросло более чем в 5 раз. В Балтийском море за последние 40 лет содержание кадмия выросло на 2,4 процента, ртути — на 4, свинца — на 9 процентов.

Поступающие с речным стоком загрязнения     распределяются неравномерно по акватории оке­ана. Около 80—95 процентов взве­шенного вещества и от 20 до 60 процентов растворенного вещест в а речного стока теряется в дельтах 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 роль реч­ного стока в загрязнении открытого океана не столь велика, как это думали раньше.

Атмосферные источники загряз­нения океана по некоторым в и дам 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 0,07 миллиграмма на литр и уменьшается с глубиной, прямо указывая на атмосферный источ­ник. Ртути из атмосферы поступает 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 з анимает загря з нение оке­ана нефтью и нефтепродуктами. Естественное загря з нение происхо­дит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, глав­ным образом, на шельфе. Например, в проли в е Санта Барбара у побережья Калифорнии (США) таким путем поступает в среднем почти 3 тысячи тонн в год; это про­сачивание было обнаруж е но еще в 1793 году английским мореплава­телем Джорджем  Ванкувером. Всего в Мировой океан поступает из естественных источников от 0,2 до 2 миллионо в тонн нефти в год. Если взять нижнюю оценку, кото­рая представляется более надеж­ной, то окажется, что искусствен­ный источник, который оцени­вается в 5—10 миллионов тонн в год, превышает естественный в 25—50 раз.

Около половины искусственных источников со з дае т деятельность людей непосредственно на морях и океанах. На втором месте нахо­дится речной сток ( в месте с поверхностным стоком с прибреж­ной территории) и на третьем — атмосферный источник. Советские специалисты    М.    Нестерова, А. Симонов, И. Немировская дают следующее соотношение между этими источниками — 46:44:10.

Наибольший вклад в нефтяное загрязнение океа н а вносят мор­ские перевозки нефти. И з 3 мил­лиардов тонн нефти, добываемых в настоящее время, морем перево­зится около 2 миллиардов тонн. Даже при безаварийном транс­порте происходят потери нефти при ее погру з ке и ра з гру з ке, сбра­сывании в океан промывочных и балластных вод (которыми з апол­няют танки после выгру з ки нефти), а также при сбросе так на з ывае­мых льяльных вод, которые всегда скапливаются на полу машинных отделений любых судов. Хотя меж­дународные конвенции запрещают сброс загрязненных нефтью вод в особых районах океана (таковыми считаются, например, Среди з ем­ное, Черное, Балтийское, Красное моря, а также зона Персидского залива), в непосредственной близо­сти от берега в любом районе оке­ана, налагают ограничения на содержание нефти и нефтепродук­тов в сбрасываемых водах, они все же не устраняют загрязнения; при погру з ке и разгрузке разливы нефти происходят в результате ошибок персонала или из-за отказа оборудования.

Но наибольший ущерб окружа­ющей среде и биосфере наносят внезапные разливы больших коли­честв нефти при авариях танкеров, хотя такие ра з ливы и составляют только 5—6 процентов суммарного нефтяного загрязнения. Летопись этих аварий столь же длинна, как и история самих морских перевозок нефти. Считается, что первая такая авария произошла в пятницу 13 декабря 1907 года, когда семи­мачтовая парусная шхуна «Томас Лоусон» гру з оподъемностью 1200 тонн с гру з ом керосина в штормо­вую погоду разбилась о скалы у островов Силли недалеко от юго-западной оконечности Великобри­тании. Причиной аварии была пло­хая погода, долгое время не позво­лявшая провести астрономическое определение местоположения суд­на, в результате чего оно отклони­лось от курса, и жестокий шторм, сорвавший шхуну с якорей, бросил ее на скалы. В качестве курьеза отметим, что самая популярная книга писателя Томаса Лоусона, имя которого носила погибшая шху­на, называлась «Пятница,  13 число».

В ночь на 25 марта 1989 года 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 на подводную скалу и сел на мель. Из восьми пробоин в его кор­пусе вылилось более 40 тысяч тонн нефти, уже через несколько часов образовавшей пятно площадью более 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   колоссальный   ущерб флоре и фауне района, многие местные виды оказались под угро­зой полного исчезновения. Через полгода нефтяная компания «Экссон», истратив 1400 миллионов долларов, прекратила работы по ликвидации последствий катастро­фы, хотя до полного восстановле­ния экологического здоровья рай­она было еще очень далеко. Причи­ной аварии была безответствен­ность капитана судна, который, находясь в нетре з вом состоянии, доверил управление танкером не имеющему на то право человеку. Неопытный третий помощник, испу­гавшись   появившихся   вблизи льдин, ошибочно изменил курс, в результате чего и произошла ката­строфа.

В промежутке между этими двумя событиями погибло не менее тысячи нефтеналивных судов, и еще много больше было аварий, в которых удавалось сохранить суд­но. Количество аварий увеличива­лось, и их последствия становились все более серьезными по мере уве­личения объема морских перевозок нефт и . В 1969 и 1970 годах, напри­мер, было по 700 аварий разного масштаба, в результате которых в море оказывалось более чем по 200 тысяч тонн нефти. Причины аварий самые различные: это и навигационные ошибки, и плохая погода, и технические неполадки, и безответственность   персонала. Стремление удешевить пере­возки нефти привело к тому, что появились супертанкеры водоизме­щением более 200 тысяч тонн. В 1966 году было построено первое такое судно — японский танкер «Идемицу-мару» (206 тысяч тонн), затем появились танкеры 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 тонну грузовмести­мости это действительно умень­шало расходы на постройку и экс­плуатацию судна, так что стало выгоднее перевозить нефть из Пер­сидского залива в Европу, огибая южную   оконечность   Африки, нежели обычными танкерами по кратчайшему пути — чере з Суэц кий канал (ранее такой маршрут из-за израильско-арабской войны был вынужденным). Однако в резуль ­ тате появилась еще одна причина нефтяных разливов: супертанкеры стали довольно часто разламы­ваться на очень крупных океанских волнах, которые могут иметь дли­ну, соизмеримую с длиной танке­ров.

Корпус супертанкеров может не выдержать, если его средняя часть окажется на гребне такой волны, а нос и корма зависнут над подошва­ми. Такие аварии отмечались не только в области знаменитых «кей-проллеров» у Южной Африки, где волны, разгоняемые западными ветрами «ревущих сороковых», выходят на встречное течение Игольного мыса, но и в других рай­онах океана.

Катастрофой века на сегодняш­ний день остается авария, произо­шедшая с супертанкером «Амоко Кадис», который в районе острова Уэссан (Бретань, Франция) потерял управление из-за неисправностей рулевого механизма (и время, ушедшее на торг со спасательным судном) и сел на скалы у этого острова. Это случилось 16 марта 1978 года. Из танков «Амоко Кадис» в море вылились все 223 тысячи тонн сырой нефти. Это соз­дало тяжелую экологическую ката­строфу в обширном районе моря, пр и легающем к Бретани, и на боль­шом протяжении его берега. Уже за первые две недели после ката­строфы излившаяся нефть распро­странилась по огромной акватории, з агрязненным ока з алось побе­режье Франции на протяжении 300 километров. В пределах несколь­ких километров от места аварии (а оно произошло в 1,5 мили от бере­га) погибло все живое: птицы, рыбы, ракообразные, моллюски, другие организмы. По свидетель­ству ученых, никогда не приходи­лось   видеть   биологического ущерба на такой огромной площади ни в одном из предыдущих нефтя­ных загрязнений. По прошествии месяца после ра з лива 67 тысяч тонн нефти испарилось, 62 тысячи достигли берега, 30 тысяч тонн рас­пределились в водной толще (из них 10 тысяч тонн разложились под воздействием микроорганизмов), 18 тысяч тонн были поглощены отложениями на мелководье и 46 тысяч тонн были собраны с берега и с поверхности воды механичес­ким путем.

Основные физико-химические и биологические процессы, посред­ством которых происходит само­очищение океанских вод, — это растворение, биологическое разло­жение, эмульгирование, испарение, фотохимическое окисление, агло­мерация и осаждение. Но даже через три года после аварии тан кера «Амоко Кадис» в донных осад­ках прибрежной зоны сохранялись нефтяные остатки. Чере з 5—7 лет после катастрофы содержание ароматических углеводородов в до н ных отложениях оставалось выше нормы в 10 0 —200 раз. По мнению ученых, для восстановле­ния полного экологического равно­весия пр и родной среды должны пройти многие годы.

Аварийные разливы происходят при добыче нефти на морском шельфе,  в настоящее  время составляющей около трети всей мировой добычи. В среднем такие аварии   вносят   сравнительно небольшой в к лад в нефтяное з агрязнение океана, но отдельные аварии имеют катастрофический характер. К ним можно отнести, например, аварию на буровой уста ­ новке «Иксток-1» в Мексиканском зал и ве в июне 1979 года. Вырвав­шийся из-под контроля нефтяной фонтан извергался более полуго­да. За это время в море оказалось почти 500 тысяч тонн нефти (по другим дан н ым, почти миллион тонн). Время самоочищения и ущерб биосфере при разливах нефти тесно связаны с климатичес­кими и погодными условиями, с господствующей циркуляцией вод. Несмотря на огромное количество и з лившейся во время аварии на платформе  «Иксток-1 »   нефти, которая  протянулась  широкой полосой на тысячу километров от мексиканского берега до Техаса (США), лишь не з начительная ее доля достигла прибрежной зоны. Кроме того, преобладание штормо­вой погоды способствовало быст­рому ра з бавлению нефти. Поэтому этот ра з лив не и мел столь замет­ных последствий, как катастрофа « Амоко Кадис». С другой стороны, если для восстановления экологи­ческого равновесия в зоне «ката строфы века» потребо в алось не менее 10 лет, то> по прогнозам ученых, на самоочищение з агря з ­ненных вод во время авари и «Экс-сон Валдиз» в з аливе Принца Уиль­яма (Аляска) уйдет от 5 до 15 лет, хотя  количест в о  разлившейся нефти там в 5 раз меньше. Дело в том, что низкие температуры воды замедляют испарение нефти с поверхности и существенно сни­жают активность нефтеокисляющих бактерий, которые в коне­чном счете уничтожают загрязне­ние нефтью. К тому же сильно изрезанные  скалистые  берега з алива Принца Уильяма и остро­вов, в нем расположенных, обра­зуют многочисленные «карманы» нефти, которые будут служить дол­говре м енными источниками загряз­нения, да и нефть там содержит большой процент тяжелой фрак­ции, которая гораздо медленнее ра з лагается, чем легкая нефть.

Благодаря действию ветра и течений нефтяное загря з нение з атронуло, по существу, весь Миро­вой океан. При этом степень загрязненности океана из года в год растет.

В открытом океане нефть встре­чается глазным образом в виде тонкой пленки (с минимальной тол­щиной до 0,15 микрометра) и смо­ляных комков, которые образуются из тяжелых фракций нефти. Если смоляные комки в о з действуют пре­жде всего на растительные и животные морские организмы, то нефтяная пленка, кроме того, вли­яет на многие физические и хими­ческие процессы, происходящие на поверхности раздела океан — атмосфера и в слоях, прилегающих к нему. При росте з агрязненности океана такое влияние может при­обрести глобальный характер.

Прежде всего нефтяная пленка увеличивает долю отражаемой от поверхности океана солнечной эне­рг и и и уменьшает долю поглощае­мой энергии. Тем самым нефтяная пленка оказывает влияние на про­цессы теплонакопления в океане. Несмотря на уменьшение количе­ства поступающего тепла, поверх­ностная температура при наличии нефтяной пленки повышается тем больше, чем толще нефтяная плен­ка. Океан является главным поставщиком атмосферной влаги, от которого в з начительной мере зависит степень увлажне н ия мате­риков. Нефтяная пленка затруд­няет испарения влаги, а пр и доста­точно большой толщине (поря д ка 400 микрометров) может свести его практичес к и к нулю. Сглаживая ветро в ое волнение и препятствуя образованию в одяных брызг, кото­рые, испаряясь , оставляют в атмос­фере мельчайшие частички соли, нефтяная пленка изменяет солеобмен между океаном и атмосферой. Это также может повлиять на количество атмосферных осадков над океаном и материками, так как ч астички соли составляют значи­тельную часть ядер конденсации, н еобходимых для образования дождя.

Опасны е отходы. По данным Между на родной комиссии по окру­жающей среде и развитию ООН, количество опасных отходов, еже­годно создаваемых в мире, состав ­ ляет более 300 миллионов тонн, причем 90 процентов из них прихо­дится на промышленно развитые страны. Было время, и не столь уж далекое, когда опасные отходы с химических и других предприятий попадали на обычные городские свалки, сбрасывались в водоемы, захоронялись в земле без принятия каких-либо мер предосторожности. Однако вскоре то в одной, то в дру­гой стране стали все чаще прояв­ляться порой весьма трагические последствия    легкомысленного обращения с опасными отходами. Широкое экологическое движение общественности в промышленно развитых странах в ынудило прави­тельства этих стран существенно ужесточить законодательство по захоронению опасных отходов.

В последние годы проблемы опасных отходов стали принимать поистине глобальный характер. Опасные отходы стали чаще пере­секать государственные гран и цы, иногда без ведома правительства или общественности страны-полу ­ чателя опасного груза. 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 тонн ядовитых отходов иностранного происхождения. Груз был ввезен и з Италии пятью парти­ями с августа 1987 года по май 1988 года по поддельным документам. Правительство Нигерии аресто­вало виновных, а з аодно подвер­нувшееся итальянское торго в ое судно «Пьяве», с тем чтобы отпра­ в ить опасные отходы обратно в Италию. Нигерия отоз в ала своего посла из Италии и пригро з ила пере­дать дело в международный суд в Гааге. Обследование свалки пока­зало, что в металлических бочках 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 них было обнаружено высокорадиоактивное вещество. При погру з ке отходов для отправки в Италию на судно   «Карин   Б»,   ставшее печально знаменитым, пострадали грузчики и члены экипажа. Некото рые из них получили сильные хими­ческие ожоги, другие страдали рво­той с кровью, один человек был частично парализован. К середине августа свалка была очищена от з аграничного « подарка».

В марте того же года в камено­ломне на острове Касса напротив Конакри, столицы Гвинеи, было захоронено 15 000 тонн «сырого материала для кирпича» (так гла­сили документы). По тому же кон­тракту вскоре должны были доста­вить еще 70 тысяч тонн такого же гру з а. Через 3 месяца газеты сооб­щили, что растительность на острове сохнет и погибает. Ока з а­лось, что доставленный норвеж­ской компанией груз представляет собой богатую ядовитыми тяже­лыми металлами з олу из печей по сжиганию бытового 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, так как, безусловно) не все случаи получают огласку. 22 марта 1989 года в Базеле (Швейца­рия) представители 105 государств подписали договор о контроле за экспортом ядовитых отходов, кото­рый вступит в силу после ратифи­кации по крайней мере 20 страна­ми. Гво з дем этого договора счи­тается непременное условие: пра­вительство принимающей страны должно заранее дать письменное разрешение на прием отходов. Договор, таким образом, исклю­чает мошенничес к ие сделки, но узаконивает сделки между прави­тельствами. Экологическое движе­ние « з еленых» осудило этот дого­вор и требует полного запрещения экспорта опасных отходов. О действенности мероприятий, предпринимаемых    «зелеными » , свидетельствует судьба некоторых кораблей, неосмотрительно при­нявших на свой борт опасный груз. Не сра з у смогли выгрузиться уже упомяну т ое «Карин Б» и «Дип Си Кэрриер», вывозившие опасный груз из Нигерии, долго скиталось по морям судно, вышедшее в августе 1986 года из Филадельфии с 10 тысячами тонн отходов, груз кото­рого не приняли ни на Багамских островах, ни в Гондурасе, Гаити, Доминиканской Республике, Гви­нее-Бисау. Боле е 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   отходов должна решаться, безусловно, на пути со з дания безотходных техно ­ логий и ра з ложения отходов на бе з вредные соединения, например с помощью высокотемпературного сжигания.

Радиоактивны е отходы. Осо­бое значение имеет проблема радиоактивных отходов. Их отли­читель н ая особенность — невоз­можность их уничтожения, необхо­димость на длительное время изо­лировать их от окружающей среды. Как говорилось выше, основная масса  радиоактивных  отходов образуется на заводах атомной промышленности. Эти отходы, в основном твердые и жидкие, пред­ставляют собой высокорадиоактивные смеси продуктов деления урана и трансурановых элементов (кроме плутония, который выделя­ется из отходов и исполь з уется в военной промышленности и для других целей). Радиоактивность смеси составляет в среднем 1,2 - 10⁵ Кюри на килограмм, что прибли з ительно    соответствует активности стронция-90 и цезия- 137. В настоящее время в мире дей­ствуют около 400 ядерных реакто­ров АЭС мощностью порядка 275 гигаватт, Грубо можно считать, что на 1 гигаватт мощности ежегодно приходится порядка тонны радио­активных отходов средней актив­ностью 1,2 - 10⁵ Кюри. Таким обра­ з ом, по массе количество отходов сравнительно невелико, однако их суммарная активность быстро рас­тет. Так, в 1970 году она состав­ляла 5,55 - 10 ²⁰ Беккерелей, в 1980 году она учетверилась, а в 2000 году по прогно з у еще упятерится. Проблема захоронения таких отхо­дов до сих пор не решена.

5. Грозит ли человечеству глобальная экологическая катастрофа?

Формально пока нельзя гово­рить, что мы переживаем глоба­льную экологическую катастрофу, поскольку на Земле еще имеются районы, где нет серьезных следов антропогенного загрязнения. Но таких районов становится все меньше, а некоторые виды загря з ­нений отмечаются даже в самых удаленных от их источников местах, например в Антарктиде. Но может быть и неправильно в дан­ном случае подходить с такой мер­кой к понятию глобальной ката­строфы? Надо учитывать, что более 40 процентов населения зем­ного шара живет в городах (в раз­витых странах городское населе­ние превышает 70 процентов), да и сельское население проживает достаточно компактно, концентри­руясь в местностях с наиболее бла­гоприятными для сельскохо з яй­ственной деятельности природ­ными условиями. Во многих же городах и в сельских районах ныне­шнее   состояние   окружающей среды можно на з вать экологичес­ким бедствием. И количество этих городов и сельских район о в все увеличивается. Так что факти­чески можно сказать, что мы нахо­димся на пороге бли з кой глобаль­ной катастрофы. И она неминуемо наступит, если человечество не будет во всей своей деятельности отдавать приоритет вопросам эко­логии, умножать усилия по сохране­нию и восстановлению природной среды.

Однако в действительности мы пока еще далеки от осознания это­го. Прежде всего очевидно, что наши знания о причинах природных изменений окружающей среды, о свя з ях, существующих между раз­личными природными процессами, далеко не полны. Но это не было бы еще так страшно, если бы про­белы и неполнота этих знаний отчетливо осознавались. В дей­ствительности, если судить по некоторым грандиозным проектам «преобразования природы», такое осо з нание редко бывает реально­стью. Иначе эти проекты подверга­лись бы более серьезным независи­мым экспертизам, гласным обсу­ждениям среди широкой обще­ственности.

Но и научное самомнение, когда считают, что наших з наний по край­ней мере достаточно, не главная причина того, что в нашей стране многие проекты оказываются несо­стоятельными. У нас достаточно компетентных ученых, которые хорошо понимают современные возможности науки и могли бы дать (и давали!) правильную и беспри­страстную оценку таким проектам.

Главная причина — долгое время господствовавшая сверхидеологизированная командно-администра тивная система (до сих пор все еще живая) с ее детищем — затратной экономикой, когда о работе предп­риятия или ведомства судят по тому, сколько средств и ресурсов з атрачено на работы.

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

Кара Богаз-гол. Залив Каспий­ского моря, действовавший как естественный испаритель и слу­живший источником сырья (мираби­лит) для химической промышлен­ности. Узкий пролив, соединяющий залив с морем, перегорожен плоти­ной с целью приостановить паде­ние уровня Каспийского моря. Это дорогостоящее мероприятие могло компенсировать лишь 1—2 санти­метра падения уровня, тогда как в период 1929—1945 годов он пони­жался в среднем за год на 11,4 сан­тиметра, а в 1978—1987 годах еже­годно повышался в среднем на 12 сантиметров. На уровень Каспийс­кого моря это практически не повлияло, месторождение мираби­лита деградировало, из- з а дей­ствия ветров земли вокруг сильно з асолились.

Аральское море. Уникальный внутренний   водный   бассейн, заметно смягчающий климат окру­жающих территорий, обеспечива­ющий  занятость  значительной части местного населения и постав­ляющий ему, да и населению всей страны, ценные рыбные продукты. Непомерное развитие хлопковод­ства, требующее забора больших количеств воды на орошение полей, дорогостоящие (и плохого качества) мелиоративные работы, избыточное применение удобре­ний. пестицидов, дефолиантов (в том числе чре з вычайно ядовитых диоксинов) для поддержания хлопковой  монокультуры.   Падение уровня и сокращение площади Аральского моря, его осолонение (более чем вдвое), увеличение засушливости климата, обеднение фауны вод и прилегающей суши, уменьшение урожайности хлопчат­ника. засоление и загрязнение удобрениями и пестицидами почв. уменьшение з апасов и ухудшение качества питьевой воды, повыше­ние заболеваемости (гепатит и т. п.), увел и чение детской смертно­сти.

Волга. Крупнейшая равнинная река европейской части России. Строительство   многочисленных плотин с гидроэлектростанциями превращает ее в каскад слабопро­точных водохра н илищ. Гидроэлект­ростанции вносят сравнительно небольшой вклад в суммарное производство электроэнергии. В то же время залиты плодородные земли (пашни и пойменные луга), погублены леса, затоплены насе­ленные пункты, нарушены пути миграций рыб ценных пород, умень­шилась способность вод к самоочи­щению, ускорилась эвтрофикация, обедняется флора и фауна, ухуд­шилось качество воды-

К    сожалению,   аналогичные проекты принадлежат не только прошлому. Некоторые из них и сей­час про д олжают претворяться в жи з нь, например Ленинградская дамба. Дамба, предназначенная для защиты Ленинграда от навод­нений, уже теперь резко ухудшила водообмен между Финским зали­вом и Невской губой и способство­вала быстрому загрязнению воды в последней. Другие планируются на ближайшее будущее (высокогорное Рогунское водохранилище в Тад­жикистане, Катунская ГЭС на Алтае и т. п.)

Именно  командно-администра­тивная система, стремившаяся любыми путями доказать свои пре­имущества даже там, где их на самом деле не было, стала причи­ной того, что наша страна из эколо­гически «благополучной» внезапно стала страной экологического бед­ствия. На самом деле деградация природной среды происходила все это время постоянно и с ускорени­ем. Первоначально тенденции к ухудшению качества природной среды маскировались большими 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 с отсталой технологией  и  оборудованием. Даже новые предприятия в стрем­лении сэкономить часто строились на базе старых технолог и й, при­обретались за рубежом или монти­ровались без очистных сооружений и устройств. Традиционным ста л о сокрытие и искажение информации о подлинном состоянии природной среды. Достаточно вспомнить Чер­нобыльскую катастрофу 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 различными организаци­ями делаются попытки скрыть или преуменьшить масштабы и серьез­ность последствий катастрофы Появление широкого экологичес­кого движения на Западе трактова­лось у нас как свидетельство поро­ков, присущих «загнивающему » капитализму. А его отсутствие у нас должно было говорить об эко­логическом благополучии в нашей стране. В результате было упущено драгоценное время, и если в разви­тых странах Запада в результате действенных мер в последние 10—20 лет экологическая обстановка по многим параметрам стала улуч­шаться, то в нашей стране, наобо­рот, происходило дальнейшее ухуд­шение природной среды.

Сейчас ситуация меняется. В печати, на радио, телевидении одной и з главных тем стала эколо­гическая. Широкая общественность з нает теперь о критическом состо­янии окружающей среды и начи­нает активно действовать. При этом она может уже опираться не на одни только эмоции, но и на фак­тиче с кие данные, в том числе в виде все большего числа различ ­ ных карт экологической обстанов­ки. Создаются общественные эко­логичции от локаль­ных в отдельных микрорайонах до всесою з ных, таких, как ассоциация «Экология и мир» и др., в органы власти разных уровней избраны многие   искренние   сторонники решительных мер по з ащите окру­жающей среды. «Экологизация» законодательной и исполнитель­ной власти сейчас особенно важна, поскольку первоочердная задача — сделать   экологически   чистые прои з водства выгодными и, наобо­рот, экономически невыгодным любое пренебрежение экологичес­кими нормами. Без этого призывы к рядовым гражданам беречь при­роду будут выглядеть демагогичес­кими и вряд ли достигнут цели. Вместе с тем необходима и самая широкая просветительская работа среди граждан всех возрастов.