Глобальные и региональные экологические проблемы России

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Глобальные экологические проблемы

В докладе Национального разведывательного совета США "Глобальные тенденции развития человечества до 2015 года" [2002] слово кризис фигурирует только во множественном числе - региональные кризисы, финансовые кризисы и т.д. А о глобальном экологическом кризисе не упоминается вовсе. И это весьма симптоматично.

Тем не менее ширящееся "зеленое" движение, множащиеся ведомства по охране окружающей среды в различных странах мира и, наконец, набирающий силу рынок природоохранных технологий убедительней любых слов говорят о том, что экологическая угроза все-таки воспринята человечеством, а "экологизация" его мышления происходит по историческим меркам с быстротой необычайной.

"Если тридцать лет назад, - пишет В.Р.Дольник, - приближение экологической катастрофы и демографического коллапса обдумывали на всей планете всего несколько экологов (а публика, обозвав их алармистами, потешалась над ними, как могла), то теперь огромные массы простых людей самостоятельно почувствовали нарастающее давление первичных факторов" (то есть таких, которые напрямую лимитируют жизнедеятельность человеческого вида) [Дольник, 1994].

В самом деле, трудно сегодня назвать страну, народ которой был бы равнодушен к угрозам экологического характера, причем не только местным или региональным. Тема эта не сходит со страниц печати, с экранов телевидения. Одно за другим появляются на свет новые периодические издания, посвященные вопросам окружающей среды. Ни одна предвыборная платформа не обходится без обещаний взять под контроль ту или иную экологическую проблему. Как грибы после дождя, растут местные отделения всемирно известного "Гринписа", а "зеленое" движение представлено уже не только в парламентах, но и в правительствах некоторых стран, непосредственно определяя государственную политику, включая и инвестиции в природоохранные проекты.

Казалось бы, отмобилизованы все необходимые технологические и финансовые ресурсы, а проблема, словно огромный айсберг, все так же высится на пути мировой цивилизации, не проявляя никаких признаков к таянию. И люди в своей массе исподволь приучаются к мысли, что "экология" - это надолго, что с этим жить и их детям, и детям детей, и что возврата к относительному благополучию недавнего прошлого, видимо, не будет уже никогда.

И действительно, переживаемая ныне экологическая ситуация резко отлична от всего, с чем когда-либо в своей истории сталкивалось человечество. Хотя бы уже потому, что опасные изменения окружающей среды приобрели сегодня глобальный характер. Они распространились на все подсистемы и компоненты среды и на всю поверхность планеты вплоть до ее полюсов, не затронув разве что океанских глубин, и это подтверждается данными самых разных научных наблюдений.

Особенно показательна в этом плане атмосферная динамика изменения концентрации биогенов. Исследования пузырьков воздуха в ледниковых кернах из скважин Антарктиды и Гренландии, хранящих следы атмосферы давно минувших эпох, показывают, что таких темпов изменения концентраций биогенов земная атмосфера не знала по крайней мере 160 тыс. лет [Barnola et al., 1991].

Это в первую очередь относится к увеличению в атмосфере углекислого газа (двуокиси углерода, СО2). За указанное время ее прирост, подобный нынешнему, имел место лишь дважды - в периоды Микулинского и современного межледниковья (голоцена). Однако скорость его была тогда на два порядка ниже, а время перепада занимало около 10 тыс. лет. А если заглянуть в еще более далекое прошлое, скажем, на миллион лет назад, то и здесь на фоне нескольких циклов колебаний концентрации атмосферной CO2 мы не встретим темпов изменений, хоть сколько-нибудь приближающихся к нынешним. Они на два, а если взять последние 50 лет, то и на три порядка выше того, что случалось в предшествующие геологические эпохи, и имеют, по-видимому, антропогенное происхождение.

На это указывает и анализ соотношения изотопов углерода С14 и С13 в атмосферном СО2, позволяющий с высокой вероятностью связывать рост его концентрации со сжиганием ископаемого топлива (прежде всего - каменного угля) и прочей хозяйственной деятельностью человека [Vitousek, 1994].

Правда, каменный уголь был известен еще древним римлянам. Однако до середины XIХ века основным источником энергии человечеству служили дрова, а также древесный уголь и солома. И лишь примерно с 1850 г. начинается быстрый рост добычи ископаемого топлива, которое становится основным энергоресурсом.

Именно с этого момента отмечается резкий рост эмиссии СО2 как индустриального (другие его важнейшие источники - цементная промышленность и сжигаемый в процессе нефтедобычи попутный газ), так и неиндустриального происхождения. И если за все время существования цивилизации в результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу, по некоторым оценкам, поступило около 360 млрд т углекислого газа, то основная его часть приходится именно на последнее столетие, причем темпы этого процесса неуклонно растут. Так, с 1950 по 1996 гг. ежегодная эмиссия углерода только индустриального происхождения выросла в 4,6 раза [Global environment..., 1999], а 1996 год оказался в этом смысле рекордным - 6,52 млрд т углерода (масса СО2 пересчитывается в углерод с помощью коэффициента 3,664).

О том, что углекислый газ играет важную роль в так называемом парниковом эффекте, знает, наверное, каждый школьник. Менее известно, что парниковый эффект - столь же необходимое условие для поддержания жизни на Земле, как и сама атмосфера, и что парниковые газы "перехватывают" часть отражаемого Землей длинноволнового солнечного излучения, согревая нижние атмосферные слои. В результате добавка к приземной температуре, которую дают парниковые газы, составляет примерно 400. То есть опасность представляет не парниковый эффект как таковой, а превышение некоторого его фонового уровня, сохранявшегося почти неизменным на протяжении миллионов лет.

И хотя не все специалисты признают сегодня антропогенную природу глобального потепления [Jaworowski, 1997, Кондратьев, 1999], но последнее десятилетие XX века действительно было самым теплым (на 0,750 С выше нормы), а средняя приземная температура поднялась за этот век почти на 10 С, что превышает ее колебания за все минувшее тысячелетие. И если не принять мер к перелому этой тенденции , концентрации атмосферного СО2 к середине XXI столетия достигнет, как ожидается, 600 частей на миллион, то есть более чем вдвое превысит уровень начала минувшего века. И тогда, в соответствии с предсказаниями большинства моделей, средняя приземная температура поднимется уже на 3 ± 1,50, в результате чего может начаться своего рода цепная реакция (так называемый эффект усиления в процессе с положительной обратной связью), обусловленная таянием арктических льдов с высвобождением содержащихся в вечной мерзлоте СО2 и метана, а также накоплением в атмосфере обладающего парниковым эффектом водяного пара [Грин и др., т.3, 1993].

Глобальные последствия такого развития событий очевидны. Это радикальные сдвиги в распределении мировых климатических зон. Это подъем уровня Мирового океана с затоплением прибрежных низменных территорий, где проживает почти треть населения Земли. Это трансформация природной среды, от которой зависит существование человека.

Однако СО2 - не единственный и даже не первый по значению парниковый газ, а промышленные выбросы - только один из источников поступления его в атмосферу. Не меньшая роль в этом плане принадлежит землепользованию, чей вклад в накопление атмосферного углерода от начала неолитической революции до наших дней оценивается в 180 млрд т (тогда как индустриальные выбросы СО2 на момент 1980 года по тем же оценкам составили 160 млрд т углерода) [Climate change, 1990; Lashof, Ahuja, 1990; Титлянова, 1994]. И одна из главных тому причин - разрушение природных экосистем и, прежде всего, вырубка лесов, играющих ключевую роль в фиксации атмосферного углерода в процессе фотосинтеза. Вообще, разрушение или деформация естественных экосистем1. (лесных, тропических, степных, лесо-тундровых и т.д.) в результате хозяйственной деятельности человека - это, без сомнения, важнейший и наисущественный аспект глобального экологического кризиса, и об их невосполнимой роли в регулировании и стабилизации круговорота биогенов мы еще не раз будем говорить на страницах этой книги. А самый сокрушительный удар по естественным экосистемам был нанесен в XX веке.

1) Естественные экосистемы - сообщества организмов вместе со средой их обитания.

Так, если на рубеже XIX - XX веков территории с полностью разрушенными человеком экосистемами занимали только 20% суши, то к концу ХХ столетия они охватывали уже 63,8% (без учета оледенелых и оголенных территорий), причем в северном полушарии сформировались три обширнейших зоны дестабилизации окружающей среды - Европейская, Северо-Американская и Юго-Восточно-Азиатская общей площадью 20 миллионов квадратных километров [Арский и др., 1997, Данилов-Данильян, Лосев, 2000]. Но начало этому процессу положило все-таки древнее земледелие.

За несколько тысячелетий до начала эры индустриализации "освобождение" земель под сельское хозяйство уже привело к вытеснению и разрушению огромных массивов природной биоты (совокупности растительных и животных организмов), хотя глобальных масштабов этот процесс достиг лишь с началом промышленной революции. "...Трудолюбивые земледельцы, думающие об урожае одного года, - писал Л.Н.Гумилев, - превратили в песчаные барханы берега Эцзин-гола, Хотан-дарьи и озера Лобнор, взрыхлили почву Сахары и позволили самумам развеять ее" [Гумилев, 1993].

Едва ли не первыми пострадали от подсечно-огневого земледелия леса. Забрасывая истощенные земли, древние земледельцы переходили на новые, недостатка в которых в ту пору не ощущалось, а самым простым способом расчистки земли была подсечно-огневая технология.

Только до эпохи промышленной революции на Земле по разным оценкам было уничтожено от 30 до 50% лесов, еще 9% лесов, в первую очередь тропических, было сведено в последние 200-300 лет, и, к сожалению, нельзя сказать, чтобы процесс этот сколько-нибудь замедлился в наши дни. Площадь естественных лесов продолжает сокращаться примерно на 1% в год, а большая часть существующих в развитых странах лесов претерпела резкое изменение своей структуры. Собственно, то, что там называют лесом, обычно представляет собой либо возделываемые лесоплантации, либо так называемые вторичные леса, находящиеся на той или иной стадии естественного восстановления после корчевания, порубки или пожара. Первичный же, то есть естественный лес, занимает в этих странах только четвертую часть всей залесенной территории. Так, в Европе, исключая Россию, первичные леса уцелели лишь на севере Швеции, где их площадь составляет всего 450 тыс. га [Protecting the Tropical Forests, 1990].

А между тем лесные экосистемы представляют собой важнейший компонент механизма формирования и стабилизации окружающей среды. Накапливая и испаряя воду, они обеспечивают основную часть континентального влагооборота, поддерживают устойчивость речного стока, снижают скорость движения приземных масс воздуха, сглаживая тем самым метеорологические экстремумы, работают как фильтры при загрязнении атмосферы.

Наконец, в лесах создается основная фотосинтетическая продукция. Та ее часть, которая не расходуется на дыхание и рост самих растений и может быть использована другими организмами (бактериями, грибами и животными), получила название чистой первичной продукции. И если сравнить исходную продуктивность девственного леса с продуктивностью выросших на его месте вторичных лесов, то подобная замена оказывается равносильной потере примерно 11,7% чистой первичной продукции на каждом лесном гектаре.

Но еще больше вторичные леса уступают первичным по своей биомассе. Например, биомасса 1 га вторичных европейских лесов вдвое меньше той, что была до начала их освоения (а в искусственных лесных агроценозах - и на порядок). А всего в разрушенных экосистемах, в которых доминирует человек, теряется, по сравнению с естественными, до 27% чистой первичной продукции [Vitousek et al., 1986]. Не меньший ущерб наносит сельскохозяйственная обработка земли почвенному слою. Распашка почвы и уплотнение сельскохозяйственной техникой ведут к ее постепенной деградации, а при отсутствии соответствующих агротехнических приемов - и к полному разрушению. О том, какой невосполнимый урон могут нанести почвенному слою непродуманные сельскохозяйственные технологии, свидетельствует хотя бы пример освоения целинных земель Казахстана и Алтая, приведшего в 1950-х годах к тяжелым экологическим последствиям - массовой деградации земель, водно-ветровой эрозии и пыльным бурям. А всего в мире вследствие эрозии сегодня теряется около 6 млн га почвенного покрова в год.

Но не только сельское хозяйство несет на себе негативный груз деградации и эрозии почв. Почва - важнейшее звено биогеохимического круговорота, место аккумуляции воды на просторах суши, то есть своего рода "сухопутный океан", питающий влагой растительную биоту и поддерживающий континентальный влагооборот. С другой стороны, она же служит местом обитания огромного множества почвенных организмов-редуцентов - грибов, бактерий, беспозвоночных животных (в 30-сантиметровом почвенном слое площадью в 1 кв.м содержится более 1 трлн микроорганизмов и гифов грибов), обеспечивающих возврат в окружающую среду элементов омертвелой органики, то есть биогенов, доступные запасы которых в природе ограничены.

К сожалению, именно эти организмы первыми гибнут в результате сельскохозяйственной обработки земли, внесения в нее минеральных удобрений и пестицидов. Так, по данным экологов, внесение в почву азота в дозах 3 г/м2 в год снижает в ней численность видов на 20-50% [Vitousek, 1994]. И если на все сельскохозяйственные земли приходится около 30% суши, из которых 10% - пахотные земли, а разомкнутость биогеохимического круговорота на таких полях составляет десятки процентов, то нетрудно представить масштабы разрушительного вторжения в биосферный баланс, которыми характеризуется современное сельское хозяйство. А ведь на эту же чашу весов следовало бы бросить еще и те сотни тысяч гектаров, что ежегодно выводятся из оборота вследствие засоления и эрозии почв, то есть миллионы га потерянной для биосферы земли.

Широкомасштабное разрушение естественных экосистем отражается и на процессах континетального влагооборота, на 70% контролируемого растительной биотой.

Вырубка лесов, начало которой положила еще неолитическая революция, сыграла немалую роль в расширении засушливых (аридных) территорий, площадь которых достигает уже 41% мировой суши. Сейчас здесь проживает более 1 млрд человек, и тенденция к росту пустынь в этих регионах способна обернуться для них тяжелейшими бедствиями, что уже показали засуха и голод в 1970-х годах в зоне Сахеля к югу от Сахары, а также в Восточной (в 1980-х годах) и Южной Африке (в 1990-х годах).

Процессы опустынивания ускоряются также из-за антропогенной нагрузки на семиаридные экосистемы, в особенности вследствие массового забора воды на орошение. В условиях жаркого климата это чревато быстрым засолением почв, и яркое тому подтверждение - Аральская экологическая катастрофа.

В ходе многолетнего почти полного забора воды из Амударьи для орошения посевов хлопчатника уровень Аральского моря с начала 1960-х годов снизился более чем на 20 м, а соленость воды в нем выросла в три раза. В результате ветрового выноса солей и падения уровня грунтовых вод это привело к резкому ухудшению климата, засолению и деградации почв огромного региона с населением в 30 млн человек.

Хотя загрязнение водной среды, в отличие от атмосферы, не создает глобальной экологической угрозы, поскольку масса воды в Мировом океане на 9-10 порядков превышает инородные антропогенные потоки, однако для пресных вод оно уже достигло континентальных масштабов. А в случае замкнутых и полузамкнутых морей - Каспийского, Азовского, Балтийского, Северного и др. - распространяется и на большую часть их акватории.

"Вооруженный техникой человек, - писал в 1941 г. Олдо Леопольд, - перестроив сушу, принялся за перестройку воды. Здравомыслящий гражданин, который никогда не доверит любителю ремонт своих часов и автомашины, с легкостью обрекает озера на осушение, заполнение, углубление, загрязнение <...> и разведение любой рыбы, лишь бы она умела плавать. Так же обстоит дело и с реками. Мы ограждаем их дамбами и плотинами, а затем выливаем в них сточные воды, загрязняем их илом и наносами, порождаемыми плохо поставленным сельским хозяйством" (цит. по [Одум, 1975]).

При этом надо иметь в виду, что реки и озера представляют, наряду с Мировым океаном, в некотором роде конечный этап континентального кругооборота загрязняющих веществ. Сюда смываются удобрения и пестициды с сельскохозяйственных полей, попадают стоки промышленных предприятий и застроенной городской территории. Наконец, на поверхность речных водосборов рано или поздно осаждаются атмосферные загрязнения, увлекаемые талыми или дождевыми водами. Поэтому не приходится удивляться, что в донных отложениях особо неблагополучных водных объектов можно обнаружить порой чуть ли не всю таблицу Менделеева.

Особых масштабов после 1940 года достиг процесс антропогенного эвтрофицирования - бурного разрастания некоторых видов водорослей под влиянием накапливающихся в поверхностных водах биогенных элементов (так называемое "цветение"). При этом токсины, образуюшиеся при цветении воды, а также дефицит растворенного в ней кислорода, поглощаемого бурно размножающимися аэробными бактериями, которые питаются омертвелой органикой, ведут к массовой гибели придонных организмов [Грин и др., т.1, 1993].

Процессы эвтрофицирования имеет место в водных объектах и в естественных условиях. Но там этот процесс занимает тысячелетия и не идет ни в какое сравнение с темпами антропогенного эвтрофицирования, которое провоцируется смывом с полей фосфорных и азотных удобрений и сбросом в водоемы богатых фосфорсодержащими соединениями сточных вод (в основном из мест высокой концентрации городского населения).

В то же время получившие широкие масштабы технологии водопользования и регулирование стока (канализация и обваловка рек, строительство плотин и водохранилищ и т.п.) подрывает способность речной воды к самоочищению. Особенно нагляден в этом смысле пример Волжского каскада, превратившего главную водную артерию России в цепь гигантских водохранилищ с резко замедленной скоростью течения и интенсивным развитием в них процессов эвтрофицирования.

Не меньшую роль в деградации водной среды играют закисление и засоление пресных водоемов.

Непосредственной причиной первого служат так называемые кислотные дожди, связанные с выбросом в атмосферу окислов серы и азота, образующихся при сжигании ископаемого топлива. Попадая в состав дождевых капель, они осаждаются на поверхность воды и почвы, отравляя нередко все живое. Во всяком случае, усыхающие леса и небольшие мертвые озера, где нет ни рыбы, ни планктона, появившиеся в старых индустриальных районах США, Европы и Японии в середине прошлого века, а с 1970-х годов ставшие обычным явлением, - это прежде всего результат именно кислотных дождей.

Что же касается засоления, известного еще со времен древнего Вавилона и Ассирии, то оно превратилось в XX веке в подлинный бич орошаемого земледелия. В настоящее время для производства одной тонны риса расходуется около тысячи тонн воды, а всего в сельском хозяйстве рисосеющих стран используется до 80% поверхностных и грунтовых вод, что ведет к катастрофическому понижению уровня последних и, как результат, к засолению пресных водоемов.

Так, в земледельческих районах Северного Китая уровень грунтовых вод падает на 5 футов (1,5 м) в год, а в Индии - от 3 до 10 футов. А поскольку в силу загрязнения поверхностных вод роль подземных источников в последнее время резко возросла (в отдельных странах на их долю падает до 50% общего водозабора), истощение подземных водоносных слоев может уже в ближайшие 10-15 лет привести к ощутимой нехватке пресной воды в некоторых регионах мира.

Вероятность такой перспективы была, в частности, рассмотрена в докладе Национального разведывательного совета США за 2000 г. По оценкам его авторов почти половина населения Земли - более 3 млрд человек - в 2015 году будут жить в странах, испытывающих недостаток воды (менее 1700 м3 в год на человека), а в число угрожаемых регионов входят Ближний Восток, Южная Азия, почти вся Африка, а также север Китая [Глобальные тенденции..., 2002].

Впрочем, о былом безмятежии в отношении к пресной воде пора забыть и большей части стран развитого мира. Во многих из них водопотребление находится почти на верхнем пределе, а в некоторых, как, например, в Бельгии, водозабор достигает 70% всех возобновляемых водных ресурсов.

При этом, несмотря на огромные средства, вкладываемые в очистные сооружения, качество поверхностных вод в Европе по-прежнему остается очень низким. Эльба, Одер, Днепр, Южный Буг, Гвадалквивир - все это реки, которые по принятой классификации можно отнести к чрезвычайно загрязненным. Здесь очень высоко содержание пестицидов и других опасных органических соединений, а концентрация некоторых металлов (свинца, хрома, цинка и др.) в водах Эльбы, например, в 3-16 раз выше фоновой [Europe's envirinment..., 1995].

Всю нашу планету, от приполярной тундры до раскаленных песков пустынь, покрывает сплошная пленка жизни, не прерывающаяся ни на высокогорных плато, ни в кратерах потухших вулканов. Этот непрерывный живой покров - результат длительной эволюции, в процессе которой виды и их сообщества освоили все геоклиматическое разнообразие земных условий за счет высокой дифференциации жизненных форм и сообществ организмов.

Это то, что называют биоразнообразием,- термин, известный сегодня даже неспециалисту. Именно оно позволяет каждому живому существу с максимальной эффективностью использовать природные ресурсы в пределах своего местообитания и своей биологической ниши, которую можно уподобить жизненному амплуа или "профессии" организма.

И если под воздействием катастрофических подвижек земной коры, вулканической деятельности или столкновений с астероидами жизнь на Земле прерывалась в отдельных зонах, то по крайней мере в последние 600 млн лет (о более ранней докембрийской истории мы не можем судить с той же уверенностью) постоянно находились формы, способные пережить кризис и заполнить образовавшиеся бреши [Красилов, 1992].

И эта непрерывность развития жизни во времени также обязана биологическому разнообразию планеты - важнейшему фактору поддержания функциональной структуры биосферы и эффективности биогенных процессов в экосистемах.

Однако с началом активной хозяйственной деятельности человека это бесценное эволюционное завоевание оказалось под угрозой.

Разрушение природных экосистем и техногенное преобразование ландшафта подрывает основы существования многих видов и их сообществ, часть которых уже исчезла с лица Земли, а другая находится на грани вымирания. Ситуация осложняется еще и тем, что многие виды исчезают, даже не будучи распознанными, что особенно характерно для великого множества насекомых и микроорганизмов, обитающих под пологом тропического леса.

В подобных случаях ученым приходится руководствоваться лишь расчетными данными. И согласно этим расчетам потери биоразнообразия составляют в настоящее время порядка 10000 видов в год. А если ограничиться только позвоночными, то после 1600 года с лица Земли исчезло 23 вида рыб, 2 - амфибий, 113 - птиц и 83 - млекопитающих [McNeely, 1992].

И хотя каждый из исчезнувших видов - окончательная и невосполнимая потеря для биосферы (эволюция не знает обратного хода), но еще гораздо большее их число находится под угрозой этого исчезновения. И нетрудно представить, в какой видовой пустыне может лет через сто оказаться нынешний "властелин планеты" в случае сохранения этой опасной тенденции.

Как уже было сказано, факт глобального потепления земного климата установлен объективными инструментальными методами, хотя его связь с хозяйственной деятельностью человека, в том числе с накоплением в атмосфере антропогенного углерода, некоторые исследователи подвергают сомнению или вовсе отрицают.

Между тем, как отмечалось выше, широкое вмешательство в биосферную динамику может сказываться и на концентрации другого парникового газа, каковым является водяной пар. Его содержание в атмосфере (около 0,3%) на порядок больше концентрации CO2, а отсюда и его значимость в конечном парниковом эффекте. Так что разрушение естественных экосистем и, как следствие, нарушение процессов глобального влагооборота - вполне вероятная причина накопления избыточных водяных паров в атмосфере.

Эти процессы пока еще недостаточно изучены, но именно они могут играть существенную роль в антропогенном изменении климата, быть может, даже превосходящую по значению рост концентрации остальных парниковых газов. Но, так или иначе, бесспорно одно: глобально подорванный механизм кругооборота биогенов, с высокой точностью поддерживавшийся естественной биотой, - один из факторов неблагоприятных климатических изменений.

2) А ведь мы не знаем еще, какие "сюрпризы" способен преподнести нам Мировой океан, и в частности, скопления на его дне больших количеств метана, что образуются в ходе жизнедеятельности обитающих здесь бактерий при разложении оседающего с поверхности органического вещества. При низких температурах, характерных для океанских глубин, этот метан выпадает в снежные хлопья, собирающиеся в огромные снежно-метановые глыбы, которые погребаются постепенно под слоем осадков. Такие метановые залежи обычно расположены близ материковых берегов на глубине около 300 м, характеризующей порог их температурной устойчивости. Однако, как показали исследования американского гидролога У.Вуда, опубликованные в декабрьском 2002 г. номере журнала "Nature", нестабильность метановых глыб на самом деле гораздо выше, чем считалось ранее, а потому их распад с бурным выделением метана теоретически возможен даже при относительно небольших изменениях температуры. Между тем метан как парниковый газ в пересчете на одну молекулу в четыре раза действеннее двуокиси углерода, так что нетрудно понять, какая бомба замедленного действия хранится на океанском дне и лишь ждет своего часа, пока человечество хотя бы слегка разогреет планету.

В этом же ряду, как полагают некоторые исследователи, надлежит рассматривать и феномен участившихся природных катастроф и стихийных бедствий. Земля, по их мнению, входит в зону высокой неравновесности, и наблюдаемая ныне череда природных катаклизмов - косвенное тому подтверждение.

В самом деле, стихийные бедствия, наряду с техногенными авариями, постепенно превращаются в привычный фон нашей повседневной жизни, причем провести границу между двумя этими явлениями порою весьма непросто. Ураган, например, может стать причиной разгерметизации заводских химических емкостей, а землетрясение, как это было в 1987 году в Эквадоре, привести к повреждению трансконтинентального газопровода.

По оценкам исследовательской организации "Geosciense Research Group", число природных катастроф в 1997-99 гг. возросло на четверть по сравнению с началом этого же десятилетия. От них гибнут десятки тысяч людей, а материальный ущерб оценивается в десятки миллиардов долларов. Только в одном 1999 году он составил 100 млрд долл. А в исследовании, проведенном страховой компанией "Тревелерс корпорэйшн" (эти компании первыми несут убытки от всевозможных торнадо, смерчей и ураганов), высказывается предположение, что если к 2010 году средняя приземная температура повысится всего на 0,9 градуса, этого будет достаточно, чтобы число ураганов, обрушивающихся на побережье США, возросло на треть [Чирков, 2002].

Особый аспект глобального экологического кризиса - стремительное накопление в окружающей среде отходов хозяйственной деятельности человека, в том числе продуктов химического синтеза с выраженными токсическими свойствами.

Основная масса отходов, и в первую очередь твердых, формируется в процесс добычи минерального сырья, которая неуклонно растет. К началу XIX века его извлекалось и перемещалось около 300 млрд т в год, причем в эту цифру входят и отходы, образующиеся в ходе вскрышных работ, при строительстве, а также в сельском хозяйстве вследствие эрозии обрабатываемых земель [Арский и др., 1997].

Существует представление, что именно отходы и загрязнение окружающей среды представляют главную угрозу современной цивилизации (насколько оно справедливо, речь пойдет впереди).

Действительно, объем отходов производственной деятельности имеет поистине циклопические масштабы, которые не могут не поражать воображение. Так, в расчете на одного жителя Земли из ее недр ежегодно извлекается и перемещается 50 т сырого вещества, причем лишь 2 т из них превращаются в конечный продукт.

Следовательно, проведя эту гигантскую работу, человечество получает в итоге почти столько же (48 т) отходов, из которых 0,1 т опасных, а в развитых странах - даже 0,5 т опасных отходов на душу населения [Арский и др., 1997; Данилов-Данильян, Лосев, 2000]. Но даже и эти 2 тонны конечной продукции, есть, в сущности, тоже отход, только отложенный или перенесенный в будущее, как "подарок" следующим поколениям. То есть, с точки зрения эколога, практически все, создаваемое человеком в материальной сфере, рано или поздно становится отходом. Ведь с экологических позиций даже египетские пирамиды или археологические культурные слои представляют собой род долгоживущих отходов, позволяющих человечеству познавать свою историю.

Разумеется, разные отходы вносят далеко не одинаковый вклад в загрязнение окружающей среды. И в этом смысле химически активные вещества и продукты находятся, по-видимому, вне конкуренции.

Одни из них, обладая высокой устойчивостью и длительным периодом разрушения, сохраняются и накапливаются во всех средах, включая организм человека. Другие разрушаются биологическими процессами, а их накопление возникает лишь тогда, когда поток этих веществ превышает возможности их биологической деструкции [Одум, 1975]. Короткоживущие поллютанты (время жизни в пределах недели), попадая в атмосферу, становятся причиной региональных загрязнений. А при временах жизни более 6 месяцев это загрязнение приобретает глобальный характер.

Типичными загрязнителями атмосферы являются аэрозоли - мельчайшие взвешенные частицы диаметром от 0,1 до сотен микрон. В статистическом сборнике "Europe's Environment: statistical compendium for the Dobris assesment" (1995 г.) опубликована карта среднегодовой концентрации атмосферных аэрозолей над территорией Европы за 1992 год. На ней хорошо видно, как тонкая аэрозольная взвесь промышленного происхождения плотностью более 20 мкг/м3 сплошным облаком покрывает огромные территории Центральной и Восточной Европы, юго-востока Англии, стран Бенилюкса и северо-восточной Франции.

В состав аэрозолей входят как твердые (пыль, зола, сажа), так и жидкие компоненты. К последним относятся окислы серы и азота, аммиак, летучие органические углеводороды. Кроме того, на них абсорбируются многие металлы (в частности, свинец) и высокомолекулярные токсичные соединения.

Попадая в дыхательные пути человека, некоторые из них (пылевые частицы, двуокись азота, диоксид серы) оказывают непосредственное раздражающее и аллергизирующее воздействие. Другие, проникая в кровяное русло, обладают общетоксическим эффектом. Особенно опасен так называемый фотохимический смог - "адская смесь" из выхлопных газов автотранспорта и выбросов промышленных предприятий, в которой под влиянием солнечной радиации начинаются фотохимические реакции с образованием этилена, озона и др.

Особую категорию загрязнителей представляют опасные отходы и супертокисанты. В работе "За пределами роста" [Медоуз и др., 1994] сообщается, что каждый день на Земле производится 1 млн т опасных отходов, 90% которых приходится на промышленно развитые страны. Пальма первенства здесь принадлежит США - 270 млн т опасных отходов в год. Эта цифра дана по состоянию на начало 1990-х годов, но с тех пор их объем только возрос. Далее идет Россия - 107 млн т опасных отходов в 1998 году, следом за ней Индия - 36 млн т в год [The world environment..., 1992].

Благодаря стараниям прессы и телевидения немало веществ этой группы у всех уже на слуху. Это, например, тяжелые металлы и пестициды, а также родственные им соединения из группы ароматических хлорированных углеводородов - диоксины, бифенилы, фураны и пр. Все они весьма стойки в окружающей среде, плохо поддаются химическому и биологическому разложению (поскольку неизвестны биоте), а потому могут сохраняться десятки лет, проникая во все среды и встраиваясь в движение по трофическим цепям.

Так, например, диоксины, образующиеся в качестве побочного продукта многих технологических процессов, обнаружены не только в атмосфере, воде и почве, но и в продуктах питания, в том числе материнском молоке человека и животных. А о поистине глобальном распространении этих загрязнителей свидетельствует нахождение их немалых количеств даже за полярным кругом [Окружающая среда, 1993].

О роли пестицидов в загрязнении почвы и водной среды напоминать, вероятно, излишне. Они начали свое триумфальное шествие с открытия в 1938 году знаменитого ДДТ (дихлортрифенилтрихлорэтана) швейцарским химиком П.Мюллером, удостоенным за это Нобелевской премии, а сразу после Второй мировой войны их производство было поставлено на поток. В настоящее время в мире используется около 180 наименований пестицидов, а их суммарное производство на начало 1990-х годов составило 3,2 млн т - т.е. 0,6 кг на одного жителя планеты.

В экопатологии им присвоен наивысший стресс-индекс - 140 (далее идут тяжелые металлы, транспортируемые отходы АЭС и токсичные твердые отходы). Как правило, на гектар пашни вносится от 0,5 до 11 кг этих ядохимикатов, причем до 50% их сразу же попадает в отход и в этом состоянии накапливается в почве и грунтовых водах. А в силу плохой осведомленности людей в мире ежегодно фиксируется от 500 тыс. до 2 млн несчастных случаев, связанных с пестицидами; из них 10-40 тыс. приводят к летальному исходу [Окружающая среда, 1993].

В нашумевшей в свое время книге "Безмолная весна" - одном из первых ударов тревожного колокола - американская журналистка Рэчел Карсон писала, что вся человеческая популяция стала объектом воздействия химикатов, и никто не знает, каковы будут отдаленные последствия. Сейчас, по прошествии трех с лишним десятилетий, последствия эти постепенно проясняются.

Выяснилось, в частности, что многие пестициды, начиная с уже запрещенного к производству ДДТ, а также полихлорированные бифенилы, диоксины, фураны, и, наконец, целый ряд металлов - кадмий, свинец, ртуть - ответственны за нарушения в эндокринной системе, гормонально обусловленный рак груди и предстательной железы, снижение качества спермы, бесплодие, врожденные уродства и неврологические нарушения у детей.

К тому же вещества этого класса, ввиду крайне медленного разложения, имеют свойство накапливаться в организме. Так, свинец концентрируется в костной ткани - его содержание в костях современного человека почти в 1000 раз превышает показатели, характерные для людей живших 1,5 тыс. лет назад [Худолей, Мизгирев, 1996], а хлорированные пестициды и бифенилы накапливаются в жировой ткани и с каплями жира проникают в грудное молоко. Как показали анализы проб сырого молока, даже в благополучнейшей Баварии в каждой третьей пробе были обнаружены бифенилы в концентрациях, превышающих установленные ПДК [Окружающая среда, 1993].

В общем, используя известную советскую формулу, можно сказать, что "химизация" биосферы стала уже свершившимся фактом.

Как подсчитали экологи, в активном обороте сейчас находится от 50 до 100 тысяч искусственно синтезированных веществ, причем в 80% случаев воздействие их на живые организмы неизвестно и вряд ли когда-нибудь будет полностью изучено. Передаваясь по трофической цепочке, некоторые из них способны накапливаться в верхних ее звеньях (включая человека) в концентрациях, превосходящих исходную в сотни тысяч и миллионы раз. Так что нашу цивилизацию с полным правом можно приравнять к гигантскому виварию, где подопытные кролики - сами люди, испытывающие на себе действие неизвестных препаратов.

Но есть ли все же надежда справиться с этой безбрежной химической рекой, угрожающей уже самому существованию человека? И можно ли с помощью новейших технологий как-то совладать с тем океаном отходов, из которого она берет свое начало?

Что касается первого вопроса, то он, к сожалению, остается пока без ответа. А вот о широко бытующей иллюзии, будто с помощью каких-нибудь "хитрых" технологий, пусть даже еще не созданных, можно со временем избавиться от отходов, стоит, пожалуй, поговорить подробнее.

Начнем с мусоросжигания, поскольку это самый, казалось бы, очевидный и прямой путь к уничтожению твердых отходов. Всего-то и нужно, что затратить энное количество энергии, чтобы создать в мусоросжигательных печах необходимую температуру. Между прочим, этому старому и испытанному методу уже больше 130 лет. Но вот с середины 1980-х годов целый ряд государств Европы и Америки начал понемногу свертывать эти производства. Почему?

Выяснилось, во-первых, что если в твердых отходах одновременно присутствуют соединения хлора и металлы переменной валентности, то в процессе мусоросжигания образуются высоко токсичные диоксины. А главное - что оно хоть и сокращает объем твердых отходов более чем в 10 раз, но при этом трансформирует их в газообразную фазу, с образованием из каждой тонны твердого мусора 30 кг летучей золы и 6 тыс. м3 дымовых газов, содержащих диоксид серы, окислы азота и углерода, углеводороды, тяжелые металлы, не говоря уж об упомянутых диоксинах. И весь этот дымовой шлейф, попадая через высотные заводские трубы непосредственно в атмосферу, разносится воздушными потоками. Прикиньте же сами, какое из двух зол опаснее для человека и природы.

А между тем, пример мусоросжигания - всего лишь иллюстрация к фундаментальному закону сохранения вещества, согласно которому однажды возникший отход уничтожить уже нельзя. Его можно спрятать (захоронить), перевести из одного фазового состояния в другое, рассеять в окружающей среде, наконец, переработать в какой-то другой, менее токсичный продукт, который сам, в свою очередь, также становится отходом.

Таким образом, решение этой проблемы, причем тоже, увы, не радикальное, возможно лишь на путях создания ресурсосберегающих технологий либо такой организации системы производства, когда отходы одного предприятия становятся сырьем для другого. Последняя схема была, например, реализована в Дании - это знаменитый эко-индустриальный парк Каланборг. Однако и за подобной многообещающей вывеской также скрывается известная часть неутилизированных отходов, а главное - сама продукция Каланборга есть опять-таки отход, только отложенный, то есть уходящий за пределы данного производства.

В целом же рециклинг (рециклирование), то есть использование отходов в качестве сырья, применяется в мире достаточно широко, причем наибольшие успехи достигнуты здесь Японией. Повторно или путем рециклинга здесь утилизируется около 210 млн т, или 10% от 2,6 млрд т ежегодно образующегося в стране потока материалов. К сожалению, однако, все такого рода технологии дороги, а кроме того, связаны с большими энергозатратами. Всякое же производство энергии означает неизбежное давление на окружающую среду и, в конечном счете, ее деформацию и разрушение, превосходящие любые позитивные результаты.

Та же Япония, признанный лидер в данной области, сумела, например, провести в 1970-90-х годах структурную перестройку своей экономики, в результате чего в ней резко сократилась доля сырьевых отраслей и так называемых "грязных" производств. А приоритет был отдан индустрии услуг, информатике, "высоким" технологиям и экоэффективному производству, построенному на принципах ресурсосбережения, рециклинга и удлинения жизни конечных продуктов.

И что же? Несмотря на сокращение сырьевой индустрии, материальный поток там не только не сократился, но даже вырос, а с ним возросла и масса образующихся при его переработке отходов. А главное - на 15% (с 1990 по 1995 год) увеличилось потребление энергии на душу населения [Quality of the environment in Japan..., 1999]. Аналогичное положение имеет место и в США, и в странах Западной Европы. И, видимо, не случайно огромные затраты в последней четверти ХХ века на охрану окружающей среды и трансформацию "грязной" экстенсивной экономики в ресурсосберегающую интенсивную так и не обеспечили в этих странах к началу нового столетия существенного снижения душевого потребления энергии [Global environment outlook..., 1999]. Наоборот, во многих из них оно продолжало расти, а это, как уже было сказано, для экологии дурной симптом.

Не многим разнятся по своим глобальным результатам и проводимые отдельными государствами широко рекламируемые меры по локальной очистке окружающей среды.

Да, частные успехи тут налицо, и в качестве примера обычно приводят Великие озера в США и Рейн в Германии, состояние которых (особенно последнего) 40 лет назад было и вправду ужасающим. Однако занимался ли кто-нибудь расчетами общего экологического баланса этой локальной очистки? Сколько, например, было затрачено на нее энергии и материалов и каковы оказались экологические последствия для стран, откуда они были заимствованы? И для тех, куда были переведены предприятия с "грязными" технологиями?

А ведь достижение частного экологического успеха в одной стране - по закону сообщающихся сосудов - часто оплачивается потерями в других регионах мира, так что суммарные экологические издержки, как правило, превышают выгоды от местной, локальной очистки. И то, что на фоне выправляющегося положения на отдельных, ограниченных территориях продолжает ухудшаться глобальная экологическая ситуация, свидетельствует, что в масштабах планеты подобные меры больше напоминают "заметание сора под кровать".

Так что знаменитый тезис Римского клуба: "мыслить глобально, действовать локально" давно бы пора пересмотреть, на наш взгляд, за счет второй его части: не только мыслить, но и действовать глобально, или, во всяком случае, рассматривая под этим углом зрения результативность любых локальных шагов и решений.

Итак, человеческая цивилизация за время своего существования фактически не создала ни одной технологии, которая так или иначе не деформировала бы окружающую среду. На протяжении долгих столетий биосфера небезуспешно сопротивлялась этой разрушительной деятельности человека. Но, начиная с первых лет XX века, во всех средах возникли никогда ранее не наблюдавшиеся однонаправленные изменения, скорость которых неуклонно растет, причем подобных темпов изменения окружающей среды природа еще не знала. А это означает только, что ее собственные регулятивные механизмы неспособны уже противостоять губительному влиянию цивилизации. И этот беспрецедентный экологический кризис развился на глазах всего одного поколения.

2. Региональные и локальные экологические проблемы

2.1 Экологические проблемы Центрального района

Центральный район- это Москва и то, что её окружает,- территории, составляющие как бы три “слоя” вокруг Москвы. Экологическая проблема в Москве стала очень серьезной в последние годы. За последнее столетие экология Москвы ухудшилась так сильно, как не ухудшалась за все время своего существования. Особенно сильно на это повлияло развитие техники. Среди наиболее важных проблем охраны здоровья населения названы меры по охране окружающей среды.

Москва является важнейшим в стране политическим, промышленным, научным и культурным центром, а также важнейшим транспортным узлом страны. Особенности экологической обстановки Москвы являются значительной концентрацией промышленного производства при высокой плотности населения. На ее территории проживает около 6% населения России, функционируют более 2500 промышленных предприятий и иных объектов, оказывающих существенное негативное влияние на состояние окружающей природной среды города. Главной экологической проблемой столицы остается состояние атмосферного воздуха. Основными и постоянными источниками загрязнения воздушной среды являются предприятия теплоэнергетики, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, транспорт и объекты коммунального хозяйства.

Для современной авиации характерны два определяющих фактора воздействия воздушных судов - авиационный шум и выбросы авиадвигателями загрязняющих веществ. Хотя в России в последнее время появились самолеты шум которых существенно ниже по сравнению с ныне эксплуатируемыми, наибольшее воздействие на окружающую среду оказывают самолеты, удовлетворяющие лишь минимальным требованиям международного стандарта по шуму.

В Москве, так же как и в других крупных городах мира, в значительной степени изменены погодно-климатические условия.

Регулярные метеорологические наблюдения на территории Москвы, проводимые с мая 1820 года, показывают, что метеоусловия в городе значительно отличаются от погоды даже в ближайшем Подмосковье. Над городом увеличивается количество осадков, гроз, градобитий : частота гроз на 17%, а повторяемость осадков - на 30-40% выше.

Как известно Москва является крупнейшим потребителем водных ресурсов. Ежедневно в город подается более 6 млн. кубометров питьевой воды.

Одновременно почти каждый москвич не устает возмущаться качеством воды, текущей из его крана. Однако данные санэпиднадзора показывают, что если в московской воде и имеются практически все элементы таблицы Менделеева, то в неопасных для организма человека количествах. Раньше считалось, что вода для потребителей должна соответствовать двум основным биологическим требованиям - общемикробному и кишечно-палочковому. Сейчас же в связи с угрожающей экологической обстановкой приходится проверять более 10 новых параметров, среди которых индикация на вирусы, цистопростейшие и т.п. Столь тщательная проверка позволяет гарантировать безопасность воды. А безопасной считается вода, которая не содержит никаких болезнетворных микроорганизмов. Московская вода к такой и относится.

2.2 Экологические проблемы Центрально-Черноземного района

В состав района входит: Орловская обл., Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Курская, Пензенская и Саранская.

По природному зонированию ЦЧР - типичная лесостепь, где раньше были распространены березовые, дубовые и сосновые рощи. Но большинство лесов давно вырублено. Почвы района черноземные. Аграрное перенаселение района в XX веках заставило крестьян запахивать луга, тем самым одновременно подрывая кормовую базу животноводства и усиливая нагрузку на природный ландшафт, провоцируя эрозию почв. Именно чрезмерная распашка и отсутствие практически, каких бы то ни было, удобрений привели к резкому возрастанию водной эрозии и потере гумуса в почвах.

Ещё одна острая проблема - значительное ухудшение качества воды малых и средних рек, подземных вод. Основной источник загрязнения- канализационные стоки и крайне неудовлетворительное санитарно-техническое состояние водопроводных сетей и сооружений. Недостатки в обеспечении населения доброкачественной питьевой водой во многом обуславливают повышение роли водного фактора в возникновении и распространении многих инфекционных болезней населения городов и сельских населенных пунктов.

Опасность для окружающей среды представляют и токсичные отходы. В районе нет специальных полигонов для их захоронения и переработки, поэтому они в течение многих лет хранятся на предприятиях. В сельской местности скопилось большое количество ядохимикатов, которые пришли в негодность или запрещены. Они часто находятся в неприспособленных помещениях и могут попасть в окружающую среду.

2.2.1 Пензенская область

Поверхностные воды. Основной объем загрязненных сточных вод в области (более 75%) образуется в Пензе, причем подавляющая часть сточных вод сбрасывается жилищно-коммунальным хозяйством города. Главной водной артерией области является р. Сура, качество воды которой полностью зависит от сбросов промузлов городов Пензы и Кузнецка. В Суре на всем протяжении отмечается превышение ПДК для рыбохозяйственных водоемов азота аммонийного и нитритного, соединений железа и марганца. Влияние города Пензы на экологическое состояние реки можно наблюдать на створе при ее выходе из города, в воде увеличивается содержание азота, меди, железа. Город вносит существенный вклад в загрязнение Суры, которая входит в группу 16 самых грязных рек бассейна р. Волги. Загрязнению Суры способствуют и природные факторы. Так, например, на повышение содержания железа в Суре (превышение ПДК в 4 и 8 раз) влияют не только предприятия города, но и геологическое строение днища реки Суры. В днище выходит плита, сложенная ожелезненными песчаниками верхнемелового возраста (с. Засечное). В воде происходит растворение и окисление железа. Воды Сурского водохранилища относятся к "умеренно загрязненным", наблюдается тенденция к их ухудшению.

Подземные воды. Подземные воды - основной источник промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения предприятий и населения области ( за исключением городов Пензы, Заречного и Колышлея). На территории области обнаружено три локальных очага загрязнения подземных водоносных горизонтов ( на водозаборах городов Каменки, Пензы и Кузнецка).

Государственные инспекторы управления природных ресурсов и охраны окружающей среды Пензенской области с 6 по 10 октября 2008 года выявили ряд нарушений закона "Об охране окружающей среды". Об этом сообщили в управлении. В частности, ООО "Неверкинский молочный завод" (с. Неверкино) допустило сброс сточных вод с высоким содержанием минеральных и органических веществ в овраг, проходящий через село с юга на северо-запад.

Ответственность за данное правонарушение предусмотрена ст. 8.15 кодекса об административных правонарушениях РФ. На директора ООО "Неверкинский молочный завод" наложен штраф в размере 1 тыс. рублей.

ИП Тенишев специализирующийся на изготовлении мебели (г. Кузнецк), и ООО "Проект" - предприятие оптовой и розничной торговли сжатыми и сжиженными газами допустили несанкционированное размещение отходов производства, что является нарушением законов "Об отходах производства и потребления" и "Об охране окружающей среды". В результате проверки ООО "Крокус" (г.Кузнецк) по выполнению ранее выданных предписаний установлено, что предписание выполнено в полном объеме - разработан и утвержден проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение, также руководством предприятия заключены договора с ООО "Кузнецкий природоохранный центр" на поставку отработанных люминесцентных ртутьсодержащих ламп и ООО "Экосервис" на вывоз и утилизацию твердых бытовых отходов.