IV. Глобальные проблемы окружающей среды

4.1. Влияние научно-технического прогресса на состояние окружающей среды

Современное развитие человечества достигло такого уровня, когда его вмешательство в окружающую среду приводит к антропогенным изменениям в природе и кризисным экологическим ситуациям как на локальных участках, так и в отдельных индустриально развитых регионах, занимающих значительные пространства.

Хозяйственная и производственная деятельность человека по мере своего развития и совершенствования постепенно привела к усилению антропогенного воздействия на природную среду, отдельные ее компоненты и естественные богатства. Человечество в своем развитии пошло по такому пути становления цивилизации, в основе которого долгое время лежало потребительское отношение к природе, уверенность в практической неисчерпаемости естественных ресурсов. Главным критерием совершенствования производства являлась хозяйственная и экономическая выгода, проблема воздействия на биосферу выпадала из сферы интересов.

В результате научно-технического прогресса и воздействия человека на природу коренным образом меняется облик нашей планеты. Современные преобразования на фоне всего прошлого развития человечества представляются фантастическими и приобретают масштаб геологических процессов. Поэтому в эпоху современной научно-технической революции чрезвычайно острой стала проблема нарушения экологического равновесия, выражающегося в ухудшении качества окружающей среды в результате загрязнения ее производственными выбросами и отходами. Постоянно возрастающее их количество угрожает самоочистительной функции биосферы и в конечном счете угрожает неблагоприятными последствиями для человека.

Характерной чертой современного развития является урбанизация - процесс сосредоточения промышленности и населения в крупных городах и мегаполисах. Следствием урбанизации является возникновение гигантских жилых и промышленных регионов с населением в миллионы и десятки миллионов человек.

Таким образом, основными факторами влияния научно-технического прогресса на состояние окружающей среды является экологический кризис и нарушение экологического равновесия в отдельных регионах, значительное загрязнение биосферы вредными веществами и излучениями, образование в огромных размерах производственных, бытовых и сельскохозяйственных отходов, периодическое возникновение крупных аварий и катастроф и др.

4.2. Радиоактивные загрязнения и их влияние на окружающую среду

Радиоактивные загрязнения природной среды является самым опасным для жизни всех организмов, в том числе и для человека. Единственная практическая возможность уничтожить радиоактивное загрязнение - это предоставить радиоактивному веществу возможность самопроизвольно распадаться; следовательно, борьба с радиоактивными загрязнениями может носить лишь предупредительный характер. Не существует никаких способов биологического разложения и нет никакого другого механизма, который позволил бы исключить этот вид заражения окружающей среды. Современные способы дезактивации радиоактивного загрязнения связаны в основном со сбором радиоактивного вещества высоких концентраций, рассеянного в атмосферном воздухе в форме пыли, на поверхности почвы и в воде, что является весьма сложной задачей и не приводит к полной очистке от загрязнения.

Основную опасность при радиоактивном загрязнении представляет ионизирующее излучение, возникающее при радиоактивном распаде. Ионизирующее излучение разрушает химические связи (молекулы) и вызывает в клетках организма многообразные биохимические реакции. Так, например, одна b-частица может разрушить тысячи химических связей в тканях организма. Если излучение попадает на молекулы в клеточной цитоплазме, то это может приводить к образованию многочисленных клеточных ядов, влияющих на клеточные функции или ведущих даже к гибели клетки. При очень высоких дозах облучения гибель клетки наступает вследствие разрушения клеточной мембраны. Если после облучения погибает множество клеток, то следует ожидать острых радиационных повреждений или гибели организма. Смертельной дозой считается такая, которая вызывает гибель 50% особей рассматриваемой популяции через определенный промежуток времени. Для бактерий эта доза имеет порядок миллиона рад, для зеленых растений - несколько сотен тысяч рад, для членистоногих - около 50 000 рад, для млекопитающих - несколько сотен рад. Рад - это поглощенная доза излучения, при которой 1 грамм живого вещества поглощает энергию, равную 10 ^-5 Дж.

С изменением биохимических структур под воздействием облучения меняются обмен веществ, жизнеспособность, приспособляемость, поведение, численность организмов, возникают перестройки в биоценозах. Все виды энергии, кроме ионизирующей, так или иначе воспринимаются живыми организмами с помощью специальных рецепторов. В организме животных не существует специальных рецепторов для восприятия ионизирующего излучения. Эта особенность представляет значительную опасность для живых организмов, так как даже смертельные дозы не сопровождаются никакими ощущениями и не вызывают защитных реакций организма.

Наибольшей биологической активностью обладают лучи рентгена и гама-лучи. Альфа- и бета-частицы характеризуются малой проникающей способностью и могут привести к развитию лучевой болезни только при попадании веществ, излучающих эти частицы, внутрь организма. Радиоактивные вещества проникают внутрь человеческого организма через рот и дыхательные пути, газообразные - через неповрежденную кожу. Внутрь человеческого организма они могут попасть также из почвы, воды и растений по прямым или косвенным пищевым цепям.

Большую опасность для здоровья человека и животных представляет Sr-90 (стронций), который накапливается в костной ткани, зубах, образует радиоактивные очаги вблизи кроветворного органа - костного мозга, в результате чего развивается рак и белокровие. Детский организм поглощает стронций в 10-15 раз интенсивнее, чем организм взрослого человека. Таким образом, вредное действие этого изотопа сказывается главным образом на молодом поколении.

Особую роль в переносе радиоактивных загрязнений играет почва. Осаждающиеся на землю радиоактивные вещества, первоначально рассеянные в атмосфере, попадают в почву и воду, а затем оказываются включенными в биомассу. Результаты многих исследований показали, что существуют условия, благоприятные для накопления в почве двух радиоактивных элементов - Sr-90 и Cs-137 (цезий). Из бедных почв в культурные растения попадает значительно больше стронция, чем из почв, богатых гумусом. Так, на почвах, содержащих 2,1% органического вещества, наблюдалось заражение корней свеклы этим элементом в 6 раз больше, чем на почвах, содержащих 10,9% органического вещества. Кроме усвоения растениями радиоактивных веществ через корни, происходит их поглощение листьями и другими надземными частями, где и образуются поверхностные отложения изотопов. Затем они вовлекаются в процессы обмена и передвижения из одних органов в другие. Заражение растений при поверхностном (воздушном) облучении происходит быстрее, чем при корневом.

Из всех пищевых продуктов, наиболее сильно загрязняются продукты животноводства, поскольку стронций и I-131 (иод) содержатся в молоке, а цезий в молочных продуктах и мясе. Радиоактивные загрязнения быстро передаются по пищевой цепи: почва - травы - рогатый скот - молоко (мясо) - человек.

Результаты исследований по распределению и миграции радиоактивных веществ в лесной экосистемах показывают, что лес очищает биосферу от радиоактивных веществ.

Таким образом, борьба за защиту биосферы от радиоактивности, это прежде всего борьба за уничтожение ядерного оружия и его испытания, за обеспечение безопасности атомных электростанций и недопущение ядерной войны.

4.3. Экологический кризис и его признаки

Экологический кризис характеризуется рядом признаков, обостряющих общественные противоречия, которые можно сформулировать следующим образом:

1. Уровень нарушений взаимодействия общества и природы достиг опасной для экологических систем страны черты. Так, на конец ХХвека состояние двух третей водных источников не отвечало нормативам, начался процесс опасного загрязнения подземных вод, в 103 городах с населением около 50 млн. человек предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе превышали в 10 раз и более.

2. Эта опасная черта создает опасность также жизни и здоровью людей. Например, из-за загрязненности окружающей среды уже в 80-х годах каждый десятый ребенок в нашей стране рождался с отклонениями от нормального развития, в 90-ые гг в 2 раза увеличился рост аллергических, онкологических и других заболеваний.

3. Начались необратимые изменения в экологических системах, которые сказываются и на состоянии всей экологической системы мира.

4. Появляются признаки истощения экологических систем, вызывающие недостаток природных ресурсов, что сказывается и на общественном производстве. Например, повсеместное истощение почвенного плодородия вынуждает переориентировать капитальные вложения в производство средств производства для АПК; истощение водных ресурсов обязывает разрабатывать мероприятия по экономии расхода вод в производстве и т.п. Все сказанное свидетельствует о том, что у нас, к сожалению, широкое распространение имеет психология расточительно-потребительского, хищнического, преступного использования природных ресурсов.

5. Появляются признаки деградации экологических систем, нарушения в них экологического равновесия, а при нарушении экосистемы даже на 1/10 часть она становится неустойчивой и в любой момент может необратимо нарушиться даже от незначительного воздействия на нее. Так, загрязнение водоемов агрохимикатами приводит к росту и усиленному размножению в них вредных водорослей, которые, потребляя кислород, приводят к гибели водной фауны.

Можно выделить два основных источника экологического кризиса:

а) нерациональное природопользование;

б) ведомственный подход в природопользовании.

Нерациональное природопользование обусловлено двумя основными причинами: созданием и применением средств производства, которые опасны для природной среди, экологических систем, и совершением действий, нарушающих экологический баланс.

В целях недопущения создания и пуска в эксплуатацию средств производства и иных объектов, опасных для экологических систем, должны быть предусмотрены профилактические меры. Так, не может быть признано изобретением или рационализаторским предложением такое техническое решение, использование которого нанесет вред окружающей среде. До принятия объектов производственного назначения в хозяйственную эксплуатацию должна быть проведена экологическая экспертиза на предмет установления экологической безопасности.

Если нерациональное природопользование может быть устранено различными природоохранными мерами, то значительно сложнее обстоят дела с устранением ведомственного подхода в природопользовании. Например, землепользователи правомерно поступают, принимая меры к эффективному использованию земель, однако интенсификация земледелия отрицательно сказывается на состоянии соседних лесных массивов, охотничье хозяйство принимает меры к увеличению популяций дикой фауны, но рост поголовья диких животных (лосей,, кабанов и др.) приводит к вытаптыванию ими посевов; недропользователи максимально полно вырабатывают запасы полезных ископаемых, а это зачастую ведет к нарушению нормального функционирования подземных вод, к проседанию земной поверхности и другим аномалиям.