Химия в системе «общество-природа»

На протяжении длительного развития человечество не раз сталкивалось с большим числом проблем, от которых нередко зависело само его существование. Чтобы выжить, наш предок научился изготавливать и использовать про­стейшие орудия труда, чем компенсировал свои природные недостатки. В дальнейшем первобытный человек, оказав­шись перед проблемой обеспечения пищей, освоил охоту, а затем земледелие и скотоводство. Освоение все более слож­ных орудий и предметов труда вызвало энергетическую проблему, потребовало перехода от естественных источни­ков энергии к более совершенным. Энергетическая пробле­ма последовательно привела человека к освоению энергии пара, тепловой, электрической энергии, наконец, энергии атома.

Необходимость повышения производительности труда и эффективности производства, роста темпов добычи и пе­реработки громадного объема минеральных ресурсов, наря­ду с необходимостью решения многих жизненно важных проблем вызвали к жизни использование химической тех­нологии, всеобщую химизацию, а затем и компьютеризацию общественного производства и быта.[7]

Суммируя, можно сказать, что лейтмотивом, осью раз­вития человеческой цивилизации была и есть проблема выживания человеческого общества в условиях окружаю­щей среды, природы в целом. Мотив выживания, как пред­ставляется, есть ведущий мотив всей преобразующей дея­тельности человека на земле. Для своего выражения человек всегда будет вынужден решать вечные проблемы овладения веществом, энергией и информацией.

Успехи человека в решении больших и малых проблем выживания в значительной мере были достигнуты благо­даря развитию химии, становлению различных химических технологий. Успехи многих отраслей человеческой деятель­ности, таких как энергетика, металлургия, машиностроение, легкая и пищевая промышленность и других, во многом зависят от состояния и развития химии. Огромное значе­ние химия имеет для успешной работы сельскохозяйствен­ного производства, фармацевтической промышленности, обеспечения быта человека.

Химическая промышленность производит десятки ты­сяч наименований продуктов, многие из которых по техно­логическим и экономическим характеристикам успешно конкурируют с традиционными материалами, а часть — являются уникальными по своим параметрам. Химия дает материалы с заранее заданными свойствами, в том числе и такими, которые не встречаются в природе. Подобные ма­териалы позволяют проводить технологические процессы с большими скоростями, температурами, давлениями, в усло­виях агрессивных сред. Для промышленности химия по­ставляет такие продукты, как кислоты и щелочи, краски, синтетические волокна и т. п. Для сельского хозяйства химическая промышленность выпускает минеральные удобрения, средства защиты от вредителей, химические до­бавки и консерванты к кормам для животных. Для до­машнего хозяйства и быта химия поставляет моющие средства, краски, аэрозоли и другие продукты.

Химия характерна не только тем, что обеспечивает про­изводство многих необходимых продуктов, материалов, ле­карств. Во многих отраслях промышленности и сельско­хозяйственного производства широко используются также химические методыобработки: беление, крашение, печа­тание в текстильной промышленности; обезжиривание, травление, цианирование в машиностроении; кислородное дутье в металлургии; консервация, синтезирование витами­нов и аминокислот — в пищевой и фармацевтической про­мышленности и т. д. Внедрение химических методов ведет к интенсификации технологических процессов, увеличению выхода полезного вещества, снижению отходов, повышению качества продукции. каким образом, химизация, как процесс внедрения хи­мических методов в общественное производство и быт, по­зволила человеку решить многие технические, экономиче­ские и социальные проблемы. Однако масштабность, а не­редко и неуправляемость этого процесса обернулась «вто­рой стороной медали». Химия прямо или опосредованно затронула практически все компоненты окружающей сре­ды — сушу, атмосферу, воду Мирового океана, внедрилась в природные круговороты веществ. В результате этого нару­шилось сложившееся в течение миллионов лет равновесие природных процессовна планете, химизация стала замет­но отражаться на здоровье самого человека. Получилась ситуация, которую ученые обоснованно именуют химической войной против населения Земли. За последние 30-40лет в этой войне пострадали сотни миллионов жителей плане­ты. Возникла самостоятельная ветвь экологической на­уки — химическая экология.

Основными источниками, загрязняющими окружающую среду, кроме собственно химической промышленности, яв­ляются металлургия, автомобильный транспорт, тепловые электростанции. Они дают большой объем газообразных отходов, загрязняют водоемы рек и озер сточными водами, используемыми в технологических целях. Газообразные отходы содержат оксиды углерода, серы, азота, соединения свинца, ртути, бензопирен, сероводород и другие вредные вещества. В связи со сжиганием топлива в больших объе­мах возникла проблема снижения концентрации кислорода и озона в атмосфере, получившая название «кислородного голодания».

К твердым отходам относятся отходы горнодобываю­щей промышленности, строительный и бытовой мусор. Сточные воды содержат многие неорганические соедине­ния — ионы ртути, цинка, кадмия, меди, никеля и т. д. Пя­тая часть вод Мирового океана загрязнена нефтью и неф­тепродуктами. Значительный ущерб водоемам вследствие вымывания удобрений из почвы наносят загрязнения, свя­занные с сельскохозяйственным производством. Вредные вещества из воздуха и воды попадают в почву, в которой на­капливаются тяжелые металлы, радиоактивные элементы.

В организм человека вредные вещества попадают через воздух, воду и пищу. Таким образом, человечество, пройдя ряд этапов развития — от огня костра до термоядерной бомбы, — в начале XXI века оказалось в условиях, когда в очередной раз встал вопрос о его выживании. Угроза эко­логической катастрофы требует решительного пересмотра отношений современной «химической» цивилизации и при­роды в сторону оптимизации этих отношений. Задача зак­лючается в том, чтобы через новые технологии гармонизи­ровать отношения «общество — природа» таким образом, чтобы компенсаторных возможностей окружающей среды было достаточно для нейтрализации антропогенных воз­действий на нее.

Новые технологии по своим параметрам должны при­ближаться к природным процессам, отличаться от про­мышленных своей безотходностью или малоотходностью. В безотходном производстве технологический цикл «сы­рье — производство — использование готового продукта — вторичное сырье» вписывается в окружающую среду, не нарушая экономического развития. В настоящее время наметились следующие пути решения сложных экологиче­ских проблем: комплексная переработка сырья; пересмотр традиционных процессов и схем получения известных про­дуктов; внедрение бессточных и замкнутых схем водопотребления; очистка выбрасываемых газов; использование промышленных комплексов с замкнутой структурой мате­риальных и энергетических потоков.

Проблема выживания человека в конце XX века оказа­лась усложненной проблемами геополитического, социаль­ного и чисто технического характера. Решение последних затруднено ввиду потребительского характера сложившей­ся цивилизации и эгоцентризма индустриально развитых стран. Однако, опираясь на идеи В.И. Вернадского о пере­растании биосферы в ноосферу, можно говорить о неслучай­ности появления человека на Земле, о его предназначении в кризисной ситуации сыграть роль спасителя природы.[8]

Экологические проблемы порождены не только эконо­микой и техникой, но и нравственным состоянием чело­века. Вопрос состоит не только в том, чтобы остановить процесс разрушения природы техническими средствами. Вопрос состоит в том, чтобы в корне изменить потреби­тельское отношение человека к окружающему миру. Че­ловечество должно стремиться не просто к выживанию, но и к нормальной, достойной каждого человека жизни в ус­ловиях гармонии с природой.

Из сказанного вытекает, что место и роль химии в со­временной цивилизации должны рассматриваться систем­но, т. е. во всем многообразии отношений, существующих между обществом и природной средой в рамках критерия экологической безопасности. При этом неизбежно рассмот­рение химии как активного элемента сложной системы «общество — природа», представляющего собой, в свою очередь, открытую систему со своей структурой и взаимо­обменом между веществом, энергией и информацией.