Экологические кризисы

(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

Страницы: 1, 2, 3, 4