Глава 7. Человек и окружающая среда

Природа, такой же уникум, как картины Рафаэля,

уничтожить их легко, а воссоздать практически невозможно.

И.П. Бородин

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Человек и общество не могут рассматриваться автономно от природы. Человек живет в условиях окружающей среды, созданной как природой так и своими руками. Эта среда максимально защищена от паразитов и патогенных бактерий, которым организм привык оказывать сопротивление. Защитная система человека оказалась без работы, снизилась сопротивляемость, в то время как микробы совершенствуются, приспосабливаются, увеличилась сложность процесса выявления носителя возбудителя. Попытки справиться с помощью лекарств уже не приносят успеха. С тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразно и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Наиболее характерная примета начала ХХ1 века – нарастающее обострение глобального кризиса. Основную роль в этом играет ряд факторов, важнейшим из которых является нарушение устойчивости биосферы вследствие губительного воздействия индустриальной цивилизации. Технический прогресс приводит к загрязнению окружающей среды большим количеством веществ, которые не характерны для природы, но широко применяются в промышленности и сельском хозяйстве. Многие из них накапливаются не только в растениях, но и в организме человека. Нарушение естественного баланса микроэлементов в живом организме вредно влияет на здоровье и жизнедеятельность. Расход невозобновляемых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Биосфера земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшит экологическую ситуацию на планете.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Так, по данным Госкомстата, в первом полугодии 2003 г. выбросы загрязняющих атмосферу веществ от стационарных источников составил 9718 тыс т. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленного и бытового происхождения. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом, все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

Наибольшая заболеваемость людей связана с химическим загрязнениями. До 30% катастрофического ухудшения демографической ситуации (снижение рождаемости на 40% и рост смертности на 30% за последние 10 лет) в России связано с загрязнением окружающей среды.

В своем развитии человек достиг высот, которые в сказках и мифах отводились богам: овладел энергией атома, вышел в космос, создал механических рабов (роботов), овладел генной инженерией. Но мы не заметили, как наша техническая мощь намного опередила нашу экологическую грамотность, равно как и нашу духовную культуру. Человек поставил задачу завоевать природу, силой вырвать ее богатства. В результате колоссальная технико-экономическая мощь стала не только созидательной, но и разрушительной.

Мощность воздействия человека на природную среду удваивается каждые 12 – 15 лет, причем скорость ее деградации существенно выше, чем скорость процессов восстановления нарушенных экосистем.

В этих условиях должна произойти переоценка мировоззренческих позиций. Из обращения экологической экспедиции космонавтов к ООН: «...Мы, земляне, в третьем тысячелетии освоим новые планеты, окончательно искалечив свою. Только с орбиты можно увидеть глобальные разрушения Земли, сде­ланные нами. Зараженный воздух Земли убивает 19 детей в минуту. До полного исчезновения здоровых людей оста­лось несколько поколений. До полного исчезновения здо­ровых территорий планеты осталось мгновение. Уничто­жая леса - источник кислорода, мы уничтожаем ЖИЗНЬ».

Данные ВОЗ отчетливо свидетельствуют о том, что здоровье человека зависит во многом (до70%) от его поведения в окружающей среде (образа жизни) и от ее состояния. Реалии последних десятилетий убедили нас в том, что вторжение человека в окружающую природную среду на­носит ей не только непосредственный ущерб, но и вызыва­ет ряд новых процессов, разрушающе действующих на ее хрупкое состояние. Причем последствия разрушительной деятельности человека зачастую хотя и уступают по мас­штабам природному воздействию, на значительно превос­ходят его по быстроте проявления. Естественные измене­ния происходят столь медленно, что для всего живого на Земле сохраняется возможность приспособиться к измене­ниям окружающей среды. В то же время антропологиче­ское вторжение в природу не оставляет никаких шансов на это приспособление, особенно для высших организмов. Мы тратим капитал природы быстрее, чем он может регенерировать. Так, численность популяций земных и морских видов, по докладу Организации природы WWF International с 1970 по 2000 год сократилась на 70%, а популяций, обитающие в пресной воде, стало меньше на 50%. Человеческая «зона» на планете - количество плодородных земель и воды, требуемое для удовлетворения запроса человечества на ресурсы и захоронение отходов – увеличились в 2,5 раза с 1961 года, до 2,2 га на человека, между тем, как в природе имеется всего 1,8 га на человека. Темпы антропогенного воздействия человека на окружающую среду и на весь окружающий мир превысили естественную эволюционную адаптацию человечества. Т.е., нарушается естественная биотическая регуляция окружающей среды. К этому необходимо добавить практически нерегулируемое увеличение численности населения на планете. То есть, биосферные и антропогенные процессы направле­ны в разные стороны. Это факт, который мы не в состоя­нии опровергнуть.

Происходит загрязнение среды обитания, под которым понимают физико-химические изменения состава природного вещества (воздуха, воды, почвы…), которые угрожают здоровью и жизни человека, а также окружающей его естественной среде обитания. Мы живем в век быстрой урбанизации. По оценкам ООн, к 2025 году в городах будут жить 60% населения земли, тогда как в 1950 этот показатель был 29%. Развитие городов оказывает значительное воздействие на окружающую среду в части загрязнения и нагревания воздуха, изменения уровня грунтовых вод и уровня земли.

Другая особенность антропогенного воздействия на при­роду состоит в том, что при этом образуется большое ко­личество высокотоксичных продуктов (отходов), опасных и для человека и для всего живого. Ежегодно на одного жителя Земли приходится свыше 20 т отходов. Неиспользованные и поступающие в окружающую среду отходы являются главным фактором ее загрязнения. Складирование этих отходов ведет к возникновению экологически неблагоприятных территорий – техногенных массивов, влияющих непосредственно на природную среду и человека. К числу негативных последствий формирования техногенных массивов следует отнести ухудшение ландшафтов и состояния атмосферы, сокращение площадей земель, пригодных для сельскохозяйственного пользования, загрязнение почвенного покрова, развитие эрозионных процессов, а также нарушение гидрологического режима, носящих порой катастрофический характер.

Под воздействием микроорганизмов твердые органические компоненты ТБО сложного органического состава (пища, бумага, пластмасса…) превращаются в газы (СН, СО₂) с выделением большого количества тепла. Развивается процесс самонагревания и после достижения температуры 300⁰ возникает угроза пожара. В результате его возникновения образуются дымовые (пожарные) газы, из которых самый опасный оксид азота.

Свойства вредных отходов, связанные с их влиянием на здоровье человека – способность вызывать рак, инфекционные заболевания, аллергические реакции, мутации и другие заболевания. К опасным свойствам отходов также относят их склонность к коррозии, горючесть, взрывоопасность или вступление в химические реакции.

Немалую роль в этом губительном для природы процес­се играет складывающаяся в последние годы в России напряженная, а местами критическая и кризисная обста­новка. Природные системы России уже значительно угне­тены. Из-за экологических бедствий, воздействующих на здоровье и жизнь населения, страна терпит колоссальный ущерб, который по оценке комитета Госдумы по экологии составляет порядка 36 процентов ВВП, в то время как в развитых странах ущерб от техногенных экологических бедствий составляет 3-6.

В последние годы экологическая обстановка в стране продолжает ухудшаться, несмотря на то, что падение про­изводства снизило нагрузку на окружающую природную среду со стороны промышленных предприятий. Спад производства и экономический кризис на время улучшили экологическую ситуацию в стране. Однако падение общего уровня культуры, этого механизма самосдерживания общества в условиях роста коррупции и отсутствия реального управления привели в настоящее время к ситуации, при которой природные ресурсы хищнически расходуются в надежде, что все как-нибудь утрясется лет через 40-50, еще до того, как нынешние месторождения будут дочиста выработаны. Более того, удельные выбросы загрязнителей на единицу выпускаемой продукции растут, что связано с использованием устарев­ших энергоемких, ресурсоемких, «грязных» технологий, устареванием основных производственных фондов, обору­дования и очистных сооружений.

Несмотря на общий спад продукции промышленности страны (в 2001 г. она составила 60,3% от уровня 1990 г.) прогрессирует экологическая деградация. Доля экологически «агрессивных» ее отраслей – энергетики, топливной промышленности, черной и цветной металлургии, химической и нефтяной отрасли выросла за этот же период с 30,2 до 53,3%. В окружающей среде на­капливаются большие объемы неутилизированных токсич­ных промышленных и сельскохозяйственных отходов. Если в 1993 г. в России образовывалось 67,5 млн т токсичных отходов, то в 2001 – 139,2 млн т. Так, в г. Шахты Ростовской области в 1996 г. было складировано 46 т промыш­ленных отходов первого класса опасности — отработанных люминесцентных ламп, а утилизировано лишь 0,76 т.

Из-за отсутствия мусоросортировочных линий большая часть токсичных отходов накапливается на территориях предприятий без учета требований санитарных норм и правил, либо вывозится на городские полигоны твердых бытовых отходов. Их несанкционированный вывоз на пахотные земли, в овраги, карьеры и сброс в водоемы вызывает в большинстве случаев загрязнение поверхностных и подземных вод. В атмосферном воздухе на территории хранилищ отходов в зоне свежих отходов наблюдается концентрация аммиака, которая в 30 раз превышает ПДК. Нарушение технологии захоронения отходов приводит к тому, что свалки начинают гореть сами собой. Из-за этого концентрация токсичных компонентов, поступающих в атмосферу, возрастает в десятки и сотни раз, а перечень токсичных газов значительно расширяется. Больной проблемой является большой объем накопленных пестицидов с просроченным сроком годности и запрещенных к применению.

В Удмуртии числится 608 скотомогильников и биотермических ям, в т.ч. где погребены животные с подозрением на сибирскую язву. Из них известно местонахождение лишь 145. На остальные 131 можно наткнуться, например, при строительстве или работая в огороде. Между тем споры сибирской язвы чрезвычайно устойчивы к воздействию внешних факторов: сохраняют активность при кипячении в течение часа, а в почве могут сохраняться 200 и более лет.

Темпы снижения производства намного опережают темпы сокращения его «давления» на окружающую среду. Так, по данным Госкомстата за 1990-1999 г.г. продукция промышленности сократилась на 50,9%, а сброс загрязненных сточных вод – на 25,6 %, водопотребление – на 26,6%. В то же время расходы на содержание природоохраняемой территории уменьшились в 5-6 раз. Растут удельные энерго-, материало-, природоемкость производства. Энергоемкость ВВП возросла на 20%, его водоемкость – на 22%, а удельный сброс загрязненных сточных вод – на 33%.

Из-за сложностей в экономике приходят в негодность очистные сооружения и полигоны для хранения отрабо­танных веществ, многие из которых относятся к высоко­му классу опасности для здоровья человека.

Ростовская область с 1996 г. внесена в список регионов с неблагополучной экологической обстановкой. Большин­ство ее территории находится в критическом состоянии по показателям экосистемы. А селитебная зона г. Ново­черкасска экспертно оценивается для отнесения террито­рии к зоне чрезвычайного экологического состояния или экологического бедствия. При строительстве Новочеркасской ГРЭС неправильно выбрали господствующую розу ветров. В результате 80 тыс т золы, 120 тыс т токсической окси серы, до 20 тыс т окиси азота ежегодно оседают на город. За 20 лет уровень грунтовых вод в городе поднялся на 10-12 метров. Степень подтопления города составляет 50-70%. Повреждены фундаменты 25-30% зданий.

Как и в каком виде проявляется антропогенное воздей­ствие на окружающую среду? В качестве примера можно рассмотреть земную атмосферу. К вредным выбросам, заг­рязняющим атмосферу, относятся пыль, газы и пары, наличие которых прямо или косвенно отражается на ус­ловиях жизнедеятельности человека. Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SО₂, оксиды азота NО₂, углеводороды Сn Нm и пыль. Основные источники веществ, загрязняющих атмосферу, и их ежегодные выбросы приведены в табл.

 

 

Вещество	Выбросы в млн т	Доля антропогенных вредных веществ В общих поступлениях, %
Естественные	Техногенные
Пыль Оксид углерода Углеводороды Оксиды азота Оксиды серы Диоксид углерода			27,0 5,7 3,3 6,5 13,3 3,6

 

В результате загрязнения атмосферы вредными веществами возможно возникновение следующих негативных ситуаций:

образование смога;

выпадение кислотных дождей;

проявление парникового эффектов;

разрушение озонового слоя.

 

Атмосферная пыль.

Под атмосферной пылью понимают взвешенные в воз­духе твердые частицы диаметром более 1 мкм. В основном она имеет минеральное происхождение, но в отдельных районах могут преобладать соединения щелочных метал­лов, тяжелые металлы, углеводороды, споры растений. К этой категории также относятся аэрозоли, содержащие жидкие частицы.

Атмосферная пыль имеет как природное так и антропо­генное происхождение. Последняя образуется в результа­те промышленных выбросов, в основном при сжигании топлива. Так, выхлопы автомобильных двигателей состав­ляют 71,8 % загрязнения воздуха в Ростове, 27% - работающие предприятия. Кроме того - это ряд химических продуктов, образующихся при взаи­модействии газов. Так, суммарный показатель загрязне­ния воздуха в Ростове с 1996 г. всегда попадал под оценки сильное загрязнение и очень сильное загрязнение. Общий выброс загрязняющих веществ в воздух за 1997 г. соста­вил в Ростове: автотранспорт — 130,8 тыс. т; предприя­тия - 41. В Волгодонске — соответственно 2,50 и 14,2. Самым сильным загрязнителем воздуха в Ростовской обла­сти является Новочеркасская ГРЭС — 131,5 тыс. т в год. 70% населения городов дышат загрязненным воздухом.

Время пребывания взвешенных частиц в атмосфере и, следовательно, их распространение на земной поверхнос­ти зависит как от их величины и плотности, так и от скорости распространения ветра, а также от высоты, на которую частицы были подняты первоначально. Крупные частицы обычно оседают в течение часов или суток. Тем не менее, они могут переноситься на сотни километров, если вначале оказались на значительной высоте. (Как при­мер, запыление Антарктиды.)

Те частицы, которые по своему состоянию сходны с ча­стицами газов (диаметр — 1 мкм и менее), в меньшей степе­ни подвержены воздействию атмосферных осадков. Время их пребывания в атмосфере составляет 10-20 суток. В стра­тосфере - 1-3 года и более.

В регионах с умеренным и теплым климатом выделение пыли в атмосферу заметно зависит от времени года. Око достигает максимума в жаркие летние месяцы. Так, рекордное количество выдачи больничных листов в Ростове приходится на июль. По накоплению вредных примесей в приземном слое воздуха (наличие инверсии, слабый ветер, туманы, отсутствие осадков) наименее благополучны фев­раль, май, сентябрь, ноябрь. В городах с преобладающим отоплением котельных на твердом топливе выделение пыли антропогенного происхождения максимально в зимний ото­пительный сезон.

Область распространения пыли и аэрозолей в закры­тых помещениях имеет ограниченный местный характер. При отсутствии вентиляции и вытяжных устройств кон­центрация загрязнений может приобрести размеры (более 150 мкг/мЗ воздуха) опасные для человека. Это особенно характерно для аллергенов — загрязнений, вызывающих аллергию.

В чем заключается воздействие пыли на атмосферу? Атмосферная пыль и аэрозоли ослабляют солнечное из­лучение в результате рассеивания, отражения и поглоще­ния лучей. В большей степени это относится к ультрафио­летовому излучению. Химические реакции, происходящие в атмосфере, в ос­новном относятся к процессу образования соединений серы. Так, диоксид серы SO₂, окисляясь в воздухе, преобразует­ся в серную кислоту, выпадающую в осадки вместе с дож­дями. Аэрозоли, содержащие серную кислоту, оседают на поверхности металлов, каменной облицовке, стекле, уси­ливая их коррозию.

По оценкам ВОЗ, 70 процентов городского населения в мире дышит вредным для здоровья воздухом, по крайней мере, в определенные промежутки времени, а 60 % — воз­духом, уровень загрязненности которого приближается к опасному пределу.

Наряду с созданием и накоплением разрушающей реак­ционной среды на материалах пыль и аэрозоли могут нане­сти значительный ущерб человеческому организму, разру­шая здоровье людей как прямым так и косвенным путем.

Схематически изобразить спектр биохимического отве­та человеческого организма на воздействие загрязнение можно так:

Смертность

Заболеваемость

Субклиническая патология