Скачать

Типы экологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ, КУЛЬТУРЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

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 можно считать, что все понимают под ним одно и то же. О том, какой смысл следует вкладывать в это поня­тие, спорят даже специалисты.

А пока они спорят, неспециалисты уже поняли, что такое экологический минимум: это значит — 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 придуман в 1866 году немецким зоологом Эрнстом Геккелем, который ввел его в обиход для обозначения «общей науки об от­ношениях организмов к окружающей среде», куда мы относим в широком смысле все «условия существования». Это понятие, первоначально довольно узкое, в дальнейшем расширялось, какое-то время и экология 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 окружающей сре­дой. Такое или близкое определение экологии можно найти во многих со­временных энциклопедиях и справоч­никах,

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

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

Такого 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 неразумной 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 не­сколько большему количеству людей на Земле можно обеспечить экологи­ческий минимум. Но единственный путь к этому видится в том, чтобы решительно порвать с экстенсивной экономикой и перейти к интенсивной.

Экстенсивная экономика — это, во-первых, добыча и использование как можно большего количества при­родных ресурсов (включая энергию) и, во-вторых, попытки 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 странах.

Хотя в последние годы мы начали осознавать единство и конечность био­сферы и всей окружающей среды, от­ветственность человечества за свою собственную судьбу, судьбу биосфе­ры, судьбу всей планеты, мы еще очень далеки от того 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.

Загрязнение окружающей среды — это поступление в нее вредных веществ (иногда говорят и о тепло­вом загрязнении), могущих нанести ущерб здоровью человека, неорга­нической природе, растительному и животному миру или стать помехой в той или иной человеческой деятельности. Конечно, загрязне­ния, вызванные 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 производству, приручение некото­рых видов животных) добавилось примерно столько же используемой человеком тепловой и механичес­кой энергии. Считается, что 10 тысяч лет назад (в новом каменном веке) использовалось 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 запасов (природный газ, нефть, уголь, ядерная энергия) было произведено и потреблено 139 тысяч килокалорий в сутки на душу населения. Правда, в других стра­нах производится гораздо 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 производство 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 создает серьезную глобальную проблему. 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 первобыт­ную 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 микроорганизмов, 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.

Наиболее распространенные загрязнители 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 занимают 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 газа. 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 создает большую часть газообразных, да и аэрозольных загрязнений 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 произойти 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 обозначать 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 двига­телях 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 орга­нического 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 источников в атмосферу посту­пают прежде всего метан, простей­ших из углеводородов, состоящий из одного атома углерода, и четы­рех атомов водорода, и упоминав­шиеся выше терпены. Основные источники метана — деятельность микроорганизмов при захоронении органического углерода без доступа воздуха, например, на дне болот (поэтому его иногда назы­вают болотным газом), в насыщен­ных водой почвах, в пищеварительных органах жвачных животных. Некоторое количество метана (около 30 процентов) поступает из антропогенных источников, напри­мер. при добыче природного газа (в нем до 97 процентов метана), нефти, угля (известны многочи­сленные случаи накопления метана в угольных шахтах), а также при сжигании растительной массы (для обогрева или же при сельско­хозяйственных работах). В послед­ние десятилетия поступление метана в атмосферу росло со ско­ростью 1,1 процента в год и в насто­ящее время составляет, по недавним оценкам, около 400—-500 миллионов тонн в год. С 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 метана достаточно 11—12 процен­тов его нынешних источников, остальные 88—89 процентов уда­ляются из атмосферы (считается, что основным механизмом удале­ния метана является его окисле­ние, а также его разложение почвенными микроорганизмами).

В последнее время роль различ­ных источников метана измени­лась. В 1940-х годах на первом месте стояли болота и заболочен­ные местности, а в 1980-х годах этот источник ослабел, и переме­стился на четвертое место, уступив место затопляемым 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 приблизительно в таком же количестве, что и метан, то есть около 400 миллионов тонн в год (хотя некоторые оценки дости­гают 1000 миллионов тонн). Эти вещества очень активны, особенно в присутствии озона. Считается, что именно они создают атмосфер­ную дымку, часто наблюдаемую на суше вдалеке от промышленных источников загрязнения. Многие читатели наверняка наблюдали голубоватую дымку и ощущали запах озона в утреннем, освещен­ном солнцем сосновом бору.

Углеводороды, поступающие в атмосферу в результате деятель­ности человека, составляют небольшую долю от углеводородов естественного происхождения, но загрязнение ими имеет весьма важ­ное значение в густонаселенных районах. В 1970 году в США 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 производства, 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 воздух 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 имеется 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 заболевания дыхательных путей и глаз у людей и губящими расти­тельность.

Сернистый газ. Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет важные экологические 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 деятельности в атмо­сферу ежегодно попадает около 4 миллионов тонн сернистого газа. Но гораздо больше — около 200— 215 миллионов тонн сернистого газа — образуется из сероводоро­да, который поступает в атмосферу при разложении органического вещества.

Промышленные источники серни­стого газа 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 из 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. Поэтому 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 глав­ным 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 газа в атмос­фере предельно допустимые кон­центрации (ПДК) для разового воз­действия — 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 за фоном (мониторинга), расположен­ных в различных районах мира и находящихся в удалении от не­посредственных антропогенных источников этого газа, концентра­ции различаются в десятки и сотни раз. 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, где крупных городов и промышленных центров меньше (запад 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 0,034 чнб. В Южном полушарии концентрация сернистого газа в 1,5—2 раза ниже, чем в Северном, над океаном суще­ственно ниже, чем над контине­нтом, причем над океаном концент­рация увеличивается с высотой, тогда как над континентами она уменьшается,

При концентрации 8—12 чнм сер­нистый газ сильно раздражает дыхательные пути и вызывает кашель, при 20 чнм он раздражает глаза. В присутствии других загряз­нителей, например при наличии аэрозольных частиц, для такого же воздействия достаточно гораздо более низких концентраций серни­стого газа. Это объясняется тем, что совместный эффект двух загрязнителей превосходит сумму воздействий каждого из загрязни­телей, действующих порознь. Именно это произошло во время печально знаменитого сернистого смога 5—9 декабря 1952 года в Лондоне, когда погибли 4 тысячи человек и были зарегистрированы десятки тысяч заболеваний легких и верхних дыхательных путей. Рост ежедневной смертности стал заме­тен, когда содержание сернистого газа достигло 0,20 чнм, а содержа­ние аэрозольных 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 газа 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 сернистым газом. Известно, что еще в сере­дине XIII века стали раздаваться протесты против использования 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 газа.

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 газа (да и дру­гих загрязнителей). По-видимому, это отразилось 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 отопления и расшире­ния использования электричества смоги, да и обычные туманы в анг­лийской столице стали гораздо более редкими гостями. Их воз­действие теперь никак нельзя сравнивать с убийственным воз­действием смогов 1950—1960-х годов.

В СССР в 1950—1960-х годах проблема загрязнения атмосферы сернистым газом стояла не так остро, как а промышленно разви­тых капиталистических странах. Однако и в нашей стране в те годы можно было заметить тенденцию к ухудшению обстановки. В застой­ный период в отсутствии широкой гласности возобладал ведомствен­ный диктат, результатом которого стало развитие 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 ката­строфы. На Съезде 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 из 236 городов с населением свыше 100 тысяч чело­век. В этих городах в течение года хотя бы один раз содержание того или иного из загрязнителей было превышено десятикратно, более сложный индекс загрязнения, учи­тывающий не только содержание загрязнителей, но и их динамику, позволяет выделить 68 особенно неблагополучных городов с сум­марным населением в 43 миллиона человек. В этих городах (например, в Нижнем Тагиле) так дальше жить уже невозможно.

В СССР выбрасывается в воздух ежегодно около 23 миллионов тонн сернистого газа, что составляет приблизительно десятую долю от глобального выброса этого газа и около четверти от всех выбросов вредных веществ в атмосферу в нашей стране.

Для растений сернистый газ ядо­вит при содержании 2—3 чнм (или 6—9 миллиграммов на кубометр), но хронические повреждения наступают уже при 0.03 чнм (0,09 миллиграмма на кубометр). При больших концентрациях сернистого газа происходит быстрое отмира­ние листьев и гибель всего расте­ния. Хронические повреждения при длительном воздействии малых концентраций сернистого газа выражаются в накоплении вредных веществ в тканях растения, разру­шении хлорофилла, снижении интенсивности фотосинтеза, нару­шении роста, снижении урожая. Сернистый газ нарушает водный обмен у растений, вызывает 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 аэрозольные частицы. Их время пребывания в нижней атмосфере несколько больше, чем у серни­стого газа.

Аммиак и окислы азота. Третий по массе и по значению вид газо­образного загрязнения атмосферы образуют соединения азота — аммиак, закись азота, окись азота и двуокись, или перекись, азота. Два первых газа имеют в основном естественное происхождение, и мы не будем здесь на них останавли­ваться.

Главные азотсодержащие загрязнители атмосферы — окись и перекись азота. Оба газа ядовиты. Окись азота поступает в атмос­феру в результате жизнедеятель­ности микроорганизмов 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 раз. Так, например, в пяти крупных городах США, расположенных в промыш­ленном поясе северо-востока и Среднего Запада, средняя годовая концентрация двуокиси азота составляла 30—50 чнб (60—100 микрограммов на кубометр), а среднегодовое значение максиму­мов — 140—260 чнб (290—530 микрограммов на кубометр.

Окислы азота в атмосфере при­водят к образованию 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 вызывают раздражение глаз и губят городскую растительность.

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

Почти 90 процентов окислов азо­та, попадающих в атмосферу в результате деятельности челове­ка, образуется в результате сгора­ния топлива в автомобильных дви­гателях (более 50 процентов) или 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.

Аэрозоли. Количество аэрозоль­ных 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 разнообразны. Это пре­жде всего раздробление, размель­чение 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 закате оказывается невидимым довольно высоко над горизонтом. Этот источник атмосферных аэро­золей имеет глобальное значение, так как пустыни занимают около трети поверхности суши, да еще имеется 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 извержений вулканов. Хотя крупные изверже­ния происходят сравнительно редко и нерегулярно, вследствие чего этот источник аэрозоля по массе значительно 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 аэрозолей 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 загрязняет 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 социалистические страны и 6 главных капиталисти­ческих стран произвели 460 мил­лионов тонн цемента. Одна только цементная промышленность 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 железнодорожные платформы, является источником огромных количеств пыли, загряз­няющей воздух и местность на мно­гие километры вокруг. Этот способ добычи угля или руды кажется наи­более дешевым, но при оценке 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 аэрозолей 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.

Аэрозоли попадают в атмосферу при разбрызгивании 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 аэрозоля, поступающего в атмос­феру. Впрочем, вклад от челове­ческой деятельности здесь неве­лик.

Еще один мощный механизм образования аэрозолей — это кон­денсация веществ во время горения или неполное сгорание из-за недостатка кислорода или низкой температуры горения. Так, напри­мер, образуются частицы сажи при сжигании угля и других топлив. В природе главный источник таких аэрозолей — 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 из 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 аэрозолей весьма разнообразны. Например, их размеры (радиусы) варьируют в основном в миллион раз — от тысячных долей до тысяч микрон (т. е. миллионных долей метра).

Аэрозольное загрязнение. Аэрозоли, во-первых, воздей­ствуют 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 здоровье 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 ино­гда и в несколько десятков раз больше. Даже если учесть, что крупные частицы задерживаются в носовой полости, а очень мелкие возвращаются с выдыхаемым воз­духом, то и тогда в легких жителя промышленного центра ежесуточно может оседать 1 миллиграмм аэро­золей. Химически неактивные аэрозоли накапливаются в легких и ведут к их повреждениям. Обыч­ный кварцевый песок и другие силикаты — слюды, глины, асбест, тальк и др., накапливаясь в легких, могут приводить к таким заболева­ниям, как силикоз и даже рак лег­ких. Частыми оказываются хрони­ческие бронхиты, эмфизема лег­ких, астма и другие аллергические заболевания. Химически активные аэрозоли, 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, глаза 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 значительных затрат.

Тяжелые металлы. Промышлен­ные дымы содержат не только сажу, но и множество других вред­ных веществ. Производство черных металлов сопровождается не только выбросами сернистого газа и окиси железа, но и таких ядови­тых веществ, как сурьма, свинец, мышьяк, пары ртути. В еще боль­ших количествах ядовитые тяже­лые 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 выбрасывается 250—300 тысяч тонн свин­ца, который с 1924 года использу­ется в примеси к бензину (в виде тетраэтилсвинца) как антидетона­тор. Уже в 1940 году его содержа­ние в образцах материкового льда Гренландии превысило допусти­мую норму в 175 раз, 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. Затем идут четыре элемента, которые поступают в атмосферу из-за человеческой деятельности вдвое 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 раз 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 физиками 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 воздействие космических лучей на атмосферные газы, приводящее к образованию радиоактивных изо­топов — трития (водород-З), углерода-14, бериллия-7 и некоторых других.

Рентген (Р) — это количество рентгеновского, или гамма-излуче­ния, которое путем ионизации соз­дает в воздухе 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 рентгеновское излучение в один рентген. Отноше­ние между бэром и радом для рент­геновского и гамма-излучения и электронов равно единице, для медленных нейтронов — трем, для альфа-частиц, 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 кон­центрат 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 прои­зошла 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 произошел 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 заражен­ным 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 сказать, из жизни, огромную территорию, нане­сла большой материальный урон. Дополнительные последствия, которые могут проявиться в буду­щем, сейчас еще невозможно оце­нить.

Использованное на атомных электростанциях топливо, в кото­ром содержится большое количе­ство различных радиоактивных веществ, может быть использовано 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 изделий или отходов и при подземных испы­таниях ядерного оружия. Недавно стало известно 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 изотопом стронций-90) оказалась территория размерами примерно 300х10 километров.

Естественная радиоактивность дает 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 загрязнении атмосферы, нельзя не коснуться качества воздуха в жилых и иных помещениях. Исследования пока­зывают, 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 загрязните­лей, кроме, быть может, озона. Прежде всего следует сказать о радоне, выделяющемся из земных 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 воздухе 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 воздухе 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), различные синтетические клеи и т. д. Другие источники — это всевозможные препараты, приме­няемые в быту (например, краски и растворители, пестициды, освежители воздуха). Наконец, нельзя не сказать о наружных загрязнителях, таких, как пыль, выхлопные газы, которые так или иначе проникают и задерживаются внутри помещений.

3. Загрязнение почвы.

Почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в атмосфе­ру, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Осе­дающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы — сви­нец, кадмий, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они мало­подвижны и накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями 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 гибе­ли растений. Примером может слу­жить весьма распространенный в почвах алюминий, растворимые соединения которого поглощаются корнями деревьев. Алюминиевая болезнь, пря которой нарушается структура тканей растений, оказы­вается 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 суще­ствование ряда растений и иногда оказывается благоприятным для развития 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 зерно­вых — 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 чем 1800 миллионов тонн. Хотя какая-то часть этого прироста обязана распашке новых земель, основной вклад внесли применение новых сортов семян и увеличение применения удобрений — за 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 вноси­лось в среднем 29,3 килограмма удобрений, то в 1984 году эта вели­чина 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 восстановлении плодородия. Но чрезмерное ис­пользование 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 дозы. 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 внесенного азота окажется лишним, если будет вне­сено фосфорных удобрений мень­ше, чем требуется.

Избыток удобрений выщелачи­вается и смывается с полей талыми и дождевыми водами (и оказы­вается в водоемах суши и в море). Излишние азотные удобрения, а они по массе преобладают по срав­нению с калийными и фосфорными, в почве распадаются, и газообраз­ный 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, избыток нитратов и фосфатов приводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Часть нитратов и фосфатов, особенно когда имеется их избыток, включается в ткани растений в виде свободных ионов нитратов и фосфатов. Некоторые растения (например, шпинат, салат) способны накапливать нитраты 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 связывать кислород, необходимый для живой 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, из-за этого в нашей стране до 90 процентов пестицидов тратится впустую и лишь загряз­няет окружающую среду, нанося ущерб здоровью людей. Нередки случаи, когда из-за 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 развива­ющихся странах от отравления 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 без 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, азот­ных удобрений или синтетического волокна — 600, зерна — около 1000, бумаги — 1000, синтетичес­кого каучука — 2500 тонн воды.

В 1980 году человечеством 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 процентов 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 объема 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 образом, происхо­дит загрязнение пресноводных водоемов — рек, озер, суши и при­брежных 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 биологичес­кой, 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 веществ, в том числе до 60 процентов азота. 70—фосфора, 80 — калия и почти 100 процентов солей ядовитых тяжелых метал­лов.

Биологическое загрязнение. Различают три вида загрязнения вод — биологическое, химическое и физическое. Биологическое загрязнение создается микроорга­низмами, в том числе болезнетвор­ными, а также органическими веществами, способными к броже­нию. Главными источниками биоло­гического загрязнения 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 образом 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 безопасным, если в воде содержится не более 1000 ЛКП на литр. Если в воде содержится от 5000 до 50 000 ЛКП на литр, то вода 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 показывает, какое количество кислорода требуется микроорганизмам для переработки всего подверженного разложению органического вещества в неорга­нические соединения (в течение, скажем, пяти суток — тогда это БПК5. По принятым у нас в стране стандартам БПК5 у питьевой воды не должен превышать 3 милли­граммов кислорода на литр воды. Наконец, третий показатель — это содержание растворенного кисло­рода. Он обратно пропорционален ВПК. 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 хозяйство. Кроме пря­мых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надо учитывать также попадание загрязнителей 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 воздух.

Как и в загрязнении 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 угроза 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 из-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 сказать, что при этом чистые природные воды, которые могли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятся менее пригод­ными для этого, загрязненными. Так, если считать обязательным разбавление в 30 раз, то, например, для разбавления 20 кубокилометров сточных вод, сбрасываемых в Волгу, понадобилось бы 600 кубокилометров чистой воды, что более чем вдвое превышает годовой сток этой реки (250 кубокилометров). Для разбавления всех сбрасывае­мых 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 значит, что в нашей стране уже почти не осталось чистых поверхностных вод.

Разбавление сточных вод сни­жает качество воды в природных водоемах, но обычно не достигает своей главной цели — предотвра­щения вреда для здоровья людей. Дело в том, что вредные примеси, содержащиеся в воде в ничтожных концентрациях, накапливаются в некоторых организмах, 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 результате 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 системы. У людей ухудши­лись зрение, слух, нарушалась речь, терялся разум, движения ста­новились неуверенными, сопрово­ждались дрожью. Болезнь Минамата охватила несколько сотен человек, в 43 случаях был зареги­стрирован смертельный исход. Оказалось, что виновником был химический завод на берегу бухты. Тщательные исследования, кото­рым администрация завода первоначально чинила всяческие пре­пятствия, показали, что в его сточ­ных водах содержатся соли ртути, которые используются при произ­водстве ацетальдегида в качестве катализаторов. Соли ртути и сами ядовиты, а под действием специ­фических микроорганизмов в бухте они превращались в исключи­тельно ядовитую метилртуть, кото­рая 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 переизбытку питательных веществ — эвтрофикации и зарас­танию водоема. Сначала в таком водоеме накапливаются питатель­ные вещества и бурно разраста­ются водоросли, главным образом микроскопические синезеленые. После их отмирания биомасса опус­кается на дно, где происходит ее минерализация с потреблением большого количества кислорода. Условия в глубинном слое такого водоема становятся непригодными для жизни рыб и других организ­мов, нуждающихся в кислороде. Когда весь кислород исчерпан, начинается бескислородное бро­жение с 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 полу­замкнутым 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 водозабо­ра, и нарушение привычных мигра­ционных движений, и потеря цен­ных сельскохозяйственных угодий, и многое другое. А компенсируется ли этот ущерб производимой на гидроэлектростанциях энергией? Следует заново рассчитать все за и против с учетом современных эко­логических требований существо­вания людей. И может оказаться, что целесообразнее разобрать некоторые плотины и ликвидиро­вать водохранилища, чем из года в год терпеть убытки.

Физическое загрязнение вод создается сбросом в них тепла или радиоактивных веществ. Тепловое загрязнение 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) сбрасы­вается в тот же водоем. Вклад в тепловое загрязнение 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 одноклеточных водо­рослей: вода «зацветает» с после­дующим гниением отмирающей рас­тительной массы. Кроме того, теп­ловое загрязнение существенно 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 коррозии, 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 авариях отходы могут оказаться более активными. В природных во­доемах радиоактивные вещества подвергаются физико-химическим превращениям — концентрации на взвешенных частицах (адсорбция, в том числе ионообменная), осажде­нию, осадкообразованию, переносу течениями, поглощению живыми организмами, накоплению в их тка­нях. В живых организмах накаплива­ются прежде всего радиоактивная ртуть, фосфор, кадмий, в грунте — ванадий, цезий, 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 первой 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 загрязнителей во взвешенном и растворенном виде. По некото­рым 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 Азовском море с 1983 по 1987 год содержание пестици­дов 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 вещества 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 видам загрязнителей сравнимы с речным стоком. Это касается, например, свинца, средняя концентрация которого в водах Северной Атлан­тики за сорок пять лет повысилась с 0,01 до 0,07 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 занимает загрязнение оке­ана нефтью и нефтепродуктами. Естественное загрязнение происхо­дит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, глав­ным образом, на шельфе. Например, в проливе Санта Барбара у побережья Калифорнии (США) таким путем поступает в среднем почти 3 тысячи тонн в год; это про­сачивание было обнаружено еще в 1793 году английским мореплава­телем Джорджем Ванкувером. Всего в Мировой океан поступает из естественных источников от 0,2 до 2 миллионов 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 создает деятельность людей непосредственно на морях и океанах. На втором месте нахо­дится речной сток (вместе 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 океана вносят мор­ские перевозки нефти. Из 3 мил­лиардов тонн нефти, добываемых в настоящее время, морем перево­зится около 2 миллиардов тонн. Даже при безаварийном транс­порте происходят потери нефти при ее погрузке и разгрузке, сбра­сывании в океан промывочных и балластных вод (которыми запол­няют танки после выгрузки нефти), а также при сбросе так называе­мых 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, Средизем­ное, 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 погрузке 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 разливы 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» грузоподъемностью 1200 тонн с грузом 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 нетрезвом 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 нефти. 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 — через Суэцкий канал (ранее такой маршрут из-за израильско-арабской войны был вынужденным). Однако в резуль­тате 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, прилегающем к Бретани, и на боль­шом протяжении его берега. Уже за первые две недели после ката­строфы излившаяся нефть распро­странилась по огромной акватории, загрязненным оказалось 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 разлива 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 танкера «Амоко Кадис» в донных осад­ках прибрежной зоны сохранялись нефтяные остатки. Через 5—7 лет после катастрофы содержание ароматических углеводородов в донных отложениях оставалось выше нормы в 100—200 раз. По мнению ученых, для восстановле­ния полного экологического равно­весия природной 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 вклад в нефтяное загрязнение океана, но отдельные аварии имеют катастрофический характер. К ним можно отнести, например, аварию на буровой уста­новке «Иксток-1» в Мексиканском заливе в июне 1979 года. Вырвав­шийся из-под контроля нефтяной фонтан извергался более полуго­да. За это время в море оказалось почти 500 тысяч тонн нефти (по другим данным, 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 излившейся во время аварии на платформе «Иксток-1» нефти, которая протянулась широкой полосой на тысячу километров от мексиканского берега до Техаса (США), лишь незначительная ее доля достигла прибрежной зоны. Кроме того, преобладание штормо­вой погоды способствовало быст­рому разбавлению нефти. Поэтому этот разлив не имел столь замет­ных последствий, как катастрофа «Амоко Кадис». С другой стороны, если для восстановления экологи­ческого равновесия в зоне «ката строфы века» потребовалось не менее 10 лет, то> по прогнозам ученых, на самоочищение загряз­ненных вод во время аварии «Экс-сон Валдиз» в заливе Принца Уиль­яма (Аляска) уйдет от 5 до 15 лет, хотя количество 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 залива Принца Уильяма и остро­вов, в нем расположенных, обра­зуют многочисленные «карманы» нефти, которые будут служить дол­говременными источниками загряз­нения, да и нефть там содержит большой процент тяжелой фрак­ции, которая гораздо медленнее разлагается, чем легкая нефть.

Благодаря действию ветра и течений нефтяное загрязнение затронуло, 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 воздействуют 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 загрязненности океана такое влияние может при­обрести глобальный характер.

Прежде всего нефтяная пленка увеличивает долю отражаемой от поверхности океана солнечной эне­ргии 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 значительной мере зависит степень увлажнения мате­риков. Нефтяная пленка затруд­няет испарения влаги, а при доста­точно большой толщине (порядка 400 микрометров) может свести его практически к нулю. Сглаживая ветровое волнение и препятствуя образованию водяных 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 частички соли составляют значи­тельную часть ядер конденсации, необходимых для образования дождя.

Опасные отходы. По данным Международной комиссии по окру­жающей среде и развитию ООН, количество опасных отходов, еже­годно создаваемых в мире, состав­ляет 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 вынудило 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 границы, иногда без ведома правительства или общественности страны-полу­чателя 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 из Италии пятью парти­ями с августа 1987 года по май 1988 года по поддельным документам. Правительство Нигерии аресто­вало виновных, а заодно подвер­нувшееся итальянское торговое судно «Пьяве», с тем чтобы отпра­вить опасные отходы обратно в Италию. Нигерия отозвала своего посла из Италии и пригрозила 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 погрузке 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 заграничного «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 груза. Через 3 месяца газеты сооб­щили, что растительность на острове сохнет и погибает. Оказа­лось, что доставленный норвеж­ской компанией груз представляет собой богатую ядовитыми тяже­лыми металлами золу 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. Гвоздем этого договора счи­тается непременное условие: пра­вительство принимающей страны должно заранее дать письменное разрешение на прием отходов. Договор, таким образом, исклю­чает мошеннические сделки, но узаконивает сделки между прави­тельствами. Экологическое движе­ние «зеленых» 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 сразу смогли выгрузиться уже упомянутое «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. Более года путешество­вал опасный груз с цианидом, пестицидами, диоксином и другими ядами, прежде чем он вернулся на борту сирийского судна «Занообия» в порт отправления Марина де Кар-рара (Италия).

Проблема опасных отходов должна решаться, безусловно, на пути создания безотходных техно­логий и разложения отходов на безвредные соединения, например с помощью высокотемпературного сжигания.

Радиоактивные отходы. Осо­бое значение имеет проблема радиоактивных отходов. Их отли­чительная 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 используется в военной промышленности и для других целей). Радиоактивность смеси составляет в среднем 1,2-105 Кюри на килограмм, что приблизительно 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 обра­зом, 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 прогнозу 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 загряз­нений 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 сельскохозяй­ственной деятельности природ­ными условиями. Во многих же городах и в сельских районах ныне­шнее состояние окружающей среды можно назвать экологичес­ким бедствием. И количество этих городов и сельских районов все увеличивается. Так что факти­чески можно сказать, что мы нахо­димся на пороге близкой глобаль­ной катастрофы. И она неминуемо наступит, если человечество не будет во всей своей деятельности отдавать 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 связях, 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 осознание 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 знаний 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-административная 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 затрачено 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-за дей­ствия ветров земли вокруг сильно засолились.

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 чрезвычайно 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 запасов и ухудшение качества питьевой воды, повыше­ние заболеваемости (гепатит и т. п.), увеличение детской смертно­сти.

Волга. Крупнейшая равнинная река европейской части России. Строительство многочисленных плотин с гидроэлектростанциями превращает ее в каскад слабопро­точных водохранилищ. 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 продолжают претворяться в жизнь, 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 технологий, при­обретались за рубежом или монти­ровались без очистных сооружений и устройств. Традиционным стало 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 из главных тем стала эколо­гическая. Широкая общественность знает теперь о критическом состо­янии окружающей среды и начи­нает активно действовать. При этом она может уже опираться не на одни только эмоции, но и на фак­тические данные, в том числе в виде все большего числа различ­ных карт экологической обстанов­ки. Создаются общественные эко­логические организации от локаль­ных в отдельных микрорайонах до всесоюзных, таких, как ассоциация «Экология и мир» и др., в органы власти разных уровней избраны многие искренние сторонники решительных мер по защите окру­жающей среды. «Экологизация» законодательной и исполнитель­ной власти сейчас особенно важна, поскольку первоочередная задача — сделать экологически чистые производства 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.