Вопросы для самоконтроля

1. Какие существуют формы и основы рационального природопользования?

2. Что такое природопользование?

3. Что представляет собой лицензия и что она даёт приобретателю лицензии?

4. В чём суть лимитированного природопользования?

5. На чём основываются договорно-арендные отношения?

6. Что представляют собой основные положения рационального природопользования?

Одно из двух: либо люди сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, либо дым сделает так, что на земле станет меньше людей.

О. Барто

ГЛАВА 3.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

В БИОСФЕРЕ

3.1. Причины и характер загрязнения биосферы

Проблемы окружающей среды актуальными стали для всех стран мира в связи с увеличением населения планеты с 1,6 млрд в начале ХХ в. до 7 млрд в начале ХХI в. В России, как и в других странах, особенно в регионах с интенсивным развитием промышленности и других отраслей народного хозяйства, во второй половине ХХ в. возникли обширные зоны экологического неблагополучия. Они охватывают более 15 % территории страны, где сосредоточены основные производственные мощности и наиболее продуктивные сельскохозяйственные угодья, и где проживает свыше 60 % населения. Хотя в середине 90-х годов прошлого века наступила кратковременная стабилизация состояния окружающей среды (в связи со спадом производства), но её качество не улучшилось. После 2000 г. с ростом производства в условиях ослабления государственной природоохранной системы негативные воздействия на окружающую среду превысили уровень 1987 г. Экологическая ситуация оказалась одной из главных причин ухудшения показателей здоровья населения, снижения средней продолжительности жизни и роста смертности.

По экспертным оценкам, современная экологическая ситуация в России на 40–50 % определяется не только загрязнениями и влияниями предшествующих лет, но и загрязнением, обусловленным в основном милитаризацией экономики, химизацией сельского хозяйства, экстенсивным использованием природных ресурсов, чернобыльской и другими авариями и катастрофами, а также глобальными изменениями окружающей среды под влиянием деятельности человека на всей планете. В то же время на 15–25 % возросло поступление в атмосферу диоксида азота, оксида углерода и соединений тяжелых металлов, это произошло в основном из-за увеличения количества автомобилей (их неудовлетворительного технического состояния и низкого качества топлива). Автотранспорт начиная с 1994 г. стал главным загрязнителем атмосферы (в среднем 2/3 % от всех выбросов) городов, основной источник выбросов двуокиси углерода (71 %), оксидов азота и бенз(а)пирена (рис. 3.1 и 3.2).

В городах РФ около 30 млн чел. проживает в местах сверхнормативного шумового и химического загрязнения автотранспортом. Примерно около 30 % территории Ивановской, Калужской, Тверской и других областей, на 20 % – в Челябинской области, р. Калмыкия, р. Удмуртия и Москве превышены ПДК по бенз(а)пирену. В Воронежской, Смоленской, Калининградской областях, Приморском крае, Северной Осетии и в Москве доля автотранспорта в общем валовом выбросе загрязнителей атмосферного воздуха в 2001 г. составила 77–90 %.

Загрязнение окружающей среды – это любое привнесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, превышающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии и информации, с непременными последствиями в форме снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы.

Разнообразные виды вмешательства человека в естественные процессы в биосфере можно сгруппировать по следующим категориям загрязнений:

ингредиентное загрязнение, привнесение химических веществ, которые количественно или качественно чуждых естественным экосистемам;

параметрическое (физическое) загрязнение, связанное с изменением физических качественных параметров окружающей среды;

биоценотическое загрязнение, которое заключается в воздействии на состав и структуру популяций живых организмов, населяющих экосистему;

стациально-деструктивное загрязнение (стация – место обитания популяции), изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования, связанное с оптимизацией природы в интересах человека.

Загрязнение биосферы – одно из древнейших проблем человеческой цивилизации. Основные экологические принципы естественного устройства биосферы состоят в том, что:

1) биосфера использует внешние источники энергии, не вызывая тем самым загрязнения окружающей природной среды;

2) биосфера использует в основном вещество в форме круговоротов, не накапливая вредных отходов;

3) в биосфере существует огромное многообразие видов и биологических сообществ, но при этом доминирующие виды отсутствуют и биосфера защищена от чрезмерной опасности со стороны внутренних факторов.

Рост хозяйственной деятельности человека нарушает основные принципы естественного устройства биосферы: энергетический баланс, сложившийся круговорот веществ, многообразие и единство биологических сообществ. Человек активно вмешивается в экологические круговороты, используя в своих целях вещество планеты с очень невысокой эффективностью, с образованием большого количества отходов. Например, чтобы обеспечить жизнь одного человека, ежегодно из Земли необходимо извлечь до 20 т сырья, при этом количество полезного продукта составляет 2,0 максимум 5,0 % от используемых первичных природных ресурсов.

При таком низком коэффициенте использования сырья опасность для биосферы состоит в следующем:

• использование человеком преимущественно внутренних по отношению к биосфере источников энергии (органическое топливо);

• использование нерациональных хозяйственных циклов, приводящих к появлению большого количества отходов;

• использование вредных для окружающей природной среды синтетических веществ;

• уничтожение структурного многообразия биосферы, что приводит к разрушению эволюционно сложившихся экосистем.

Появление новых, ранее неизвестных болезней (например, СПИД, птичий, свиной грипп и др.) – это реакция биосферы на интенсивное и широкомасшабное вмешательство человека во все её компоненты. Исходя из этих положений загрязнение природной среды классифицируют по большому числу факторов, которые имеют следующую систематизацию.

По характеру возникновения загрязнения подразделяют на естественные и антропогенные.

Естественные загрязнения возникают в результате природных, как правило, катастрофических процессов (например, мощное извержение вулкана, селевой поток, смерч, ливень, ураган и т.д.), вне всякого прямого влияния человека на эти процессы.

Антропогенные загрязнения возникают в результате непродуманной хозяйственной деятельности. Интенсивность антропогенных загрязнений непосредственно связана с ростом человеческой популяции на земном шаре и, в первую очередь, с развитием крупных промышленных центров. Антропогенные загрязнения подразделяются на промышленные, аграрные и военные.

Промышленные загрязнения вызываются отдельно взятым предприятием или их совокупностью, в том числе транспортными средствами.

Сельскохозяйственные загрязнения вызваны масштабным применением пестицидов, дефолиантов, гербицидов и внесением минеральных удобрений в таких количествах, когда они полностью не усваиваются агроценозами, сбросом животноводческих отходов и другими негативными действиями.

Военные загрязнения возникают в результате работы предприятий военной промышленности, транспортировки военных материалов и оборудования для военных объектов и всего его комплекса, а также в случае ведения боевых действий. Последствия ядерной войны могут привести к «ядерной зиме».

Различают загрязнения атмосферы, гидросферы, почвы и космического пространства; по объектам (объекту) воздействия – загрязнение фауны и флоры, людей, материалов, конструкций и продуктов питания.

Загрязнение атмосферы – это привнесение в воздушное пространство или образование в ней химических и физических агентов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящих урон материальным ценностям, а также образование различного рода антропогенных физических полей.

Загрязнение гидросферы – поступление в воду опасных загрязнителей в количествах, способных изменить нормальные условия среды на значительных по размерам водных объектах.

Загрязнение почвы – это привнесение и возникновение в почве новых, обычно не характерных для неё физических, химических или биологических агентов, которые меняют ход почвообразовательного процесса, резко снижают продуктивность и вызывают накопление вредных и опасных загрязнителей в растениях (например, тяжелых металлов), откуда эти загрязнители прямо или косвенно (через продукты питания) попадают в организм человека.

Загрязнение космического пространства – общее засорение околоземного и ближнего космического пространства объектами земного происхождения. Наиболее опасным является радиоактивное загрязнение при выводе на орбиту космических аппаратов, эксплуатации и разрушении ядерных реакторов. Кроме этого, космический мусор вносит помехи в нормальное функционирование наземных радиотехнических и астрономических приборов.

Немаловажными загрязнителями биосферы считаются естественно-природные катаклизмы. Самым большим из естественных загрязнителей биосферы является вулканическая деятельность литосферы, когда из жерла вулкана выбрасывается десятки тысяч тонн твердых частиц в виде пепла и различного рода газовых смесей. Особенно много выбрасывается в атмосферу сернистых газов, которые, вступая во взаимодействие с водяными парами воздуха, дают вторичное загрязнение в виде кислых дождей.

По характеру воздействия загрязнения подразделяют на первичные и вторичные.

Первичное загрязнение – это поступление в окружающую среду непосредственно самих загрязнителей, образуемых в ходе естественных, природно-антропогенных и чисто антропогенных процессов.

Вторичное загрязнение – образование (синтез) опасных загрязнителей в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в окружающей среде. Так, например, из нетоксичных составляющих в некоторых условиях образуются ядовитые газы – фосген, или химически инертные у поверхности Земли газы, – вступают в стратосфере в фотохимические реакции, высвобождая ионы хлора, которые затем служат сильнейшим катализатором при расщеплении озона (О₃) на кислород (О₂) и его радикал (О).

По продолжительности воздействия загрязнения подразделяются на кратковременные и долговременные, по масштабу воздействия различают локальные, региональные и глобальные загрязнения.

Локальное загрязнение охватывает небольшие территории, обычно происходит вокруг промышленного предприятия, населенного пункта и т. д., при этом выделяют точечные и рассредоточенные источники загрязнения окружающей среды.

Региональное загрязнение проявляется на значительных территориях, но не в глобальном масштабе.

Глобальное загрязнение обнаруживается в любой точке планеты на огромных расстояниях от их источника, охватывает большие пространства с угрозой для жизнедеятельности людей и организмов.

По механизму воздействия загрязнения подразделяются на механические, физические, радиационные, биологические (биотехнические и микробиологические).

Механическое загрязнение – это засорение среды агентами, оказывающими главным образом неблагоприятное механическое воздействие на естественные и искусственные объекты.

Физическое загрязнение связано с изменением физических параметров среды: сюда относят температурно-энергетическое (тепловое, волновое световое, акустическое, электромагнитное), радиационное и радиоактивное.

Тепловое (термальное) загрязнение вызвано повышением температуры окружающей среды, главным образом оно связано с промышленными выбросами нагретого воздуха и воды. При этом могут возникать вторичные изменения химического состава среды (например, парниковый эффект – постоянное потепление климата на планете в результате накопления в атмосфере углекислого и других парниковых газов).

Световое загрязнение связано нарушением естественной освещенности местности в результате действия искусственных источников света, оно может привести к аномалиям в жизни растений и животных.

Акустическое загрязнение вызвано в основном превышением естественного уровня шума и ненормальным изменением звуковых характеристик в населенных пунктах и других местах вследствие работы транспорта, промышленных установок, бытовых приборов, поведения людей или других различных причин.

Электромагнитное загрязнение возникает в результате изменения электромагнитных свойств среды (например, от линий электропередач высокого напряжения, радиолокационных систем, телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.д.), что приводит к нарушениям в клеточных и молекулярных биологических структурах.

Радиоактивное загрязнение вызвано превышением естественного фонового уровня содержания радиоактивных веществ в окружающей среде. Последствием его является радиационное загрязнение, вызванное действием ионизирующих излучений.

Биологическое загрязнение проявляется проникновением (естественным или вследствие хозяйственной деятельности человека) в эксплуатируемые экосистемы и технологические установки видов организмов, чуждых существующим сообществам и установкам, обычно отсутствующих в естественных условиях. Выделяют биотические и микробиологические загрязнения.

Биотическое (биогенное) загрязнение связано с распространением определенных, как правило, нежелательных биогенных веществ (выделений, мертвых тел и т.д.) на территории и (или) акватории, где ранее они полностью отсутствовали.

Микробиологическое (микробное) загрязнение возникает вследствие появления в среде необычно большого количества микроорганизмов, что связано с массовым их размножением в средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека.

Гармонизирующие с окружающей природной средой производство и потребление должны основываться на законах экологии, в том числе и сформулированных известным экологом Б. Коммонером (1974).

В первом законе говорится, что «всё связано со всем», все экосистемы являются взаимонастрающимися и взаимоуровновешенными. При каких- либо отклонениях в одном звене экосистема в целом стабилизируется благодаря динамическим самоконтролирующим свойствам, а при слишком сильных отклонениях может произойти её разрушение. Допустимые отклонения, не приводящие к драматической развязке, определяются сложностью системы и её кинетическими параметрами (скоростью круговорота, скоростью метаболизма различных популяций, входящих в систему и т.п.). Разрушение отдельных звеньев приводит к упрощению экосистем и к их большей «ранимости». Иллюстрацией упадка экосистемы может служить разрушение кислородного обмена в воде, вызываемое эвтрофированием, которое тесно связанно с увеличением в бассейне большого количества питательных веществ, транспортируемых со сбросными водами. Питательные вещества стимулируют рост водорослей, а плотный их слой начинает препятствовать проникновению солнечного света в нижние слои воды, который необходим для фотосинтеза.

Количество отмерших водорослей неуклонно растет, и весь растворенный в воде кислород тратится на их разложение, что приводит к гибели разлагающих водоросли бактерий, которые не могут существовать без свободного кислорода, и других водных организмов.

Второй закон гласит: «Всё куда-то должно деваться». В самой природе продукты жизнедеятельности одних организмов служат «сырьём» для других. Многие искусственные технологические отходы не вписываются в природные экосистемы из-за больших объемов или чужеродности и тем самым загрязняют их. Дальнейший путь загрязняющих веществ может быть самым необычным. Например, содержащаяся в выбросах многих химических предприятий ртуть попадает в организм рыб, из тела рыб – в организм человека и накапливается в нем, так как ртуть очень слабо участвует в метаболизме. Производственные и бытовые отходы, поступая в окружающую среду, не исчезают бесследно, а остаются чуждыми ей, загрязняя ее.

В третьем законе указывается на то, что: «Природа знает лучше». Любое крупное изменение в природной системе вредно для неё, ибо эта система прошла несравненно более длительную эволюцию, чем период развития цивилизации, и усовершенствовалась до уровня тончайшего механизма, в которой каждая, даже самая мелкая деталь, играет незаменимую роль. Для любой органической субстанции, вырабатываемой организмами, в природе существует исторически сформировавшийся фермент, благодаря чему происходит её разложение. Большинство синтезированных человеком веществ отличаются от природных тем, что они в естественных условиях не разлагаются, а накапливаются в окружающей природной среде. Попав в живой организм, эти вещества могут вызывать самые неожиданные последствия. Данный закон призывает нас к предельной осторожности при взаимодействии с природной средой.

Четвертый закон гласит: «Ничто не дается даром, за всё надо платить». Все, что человек берет от природы, должно быть рано или поздно возмещено, так как глобальная экосистема является единым целым, в рамках которого не может быть что-то выиграно или потеряно. Как пишет Б. Коммонер, «... платежа по этому векселю никак невозможно избежать, он может быть только отсрочен».

Таким образом, по Б. Коммонеру, любой технологический процесс не должен приводить к нарушению каких-либо звеньев экосистемы. Если нарушения произошли, то они подлежат устранению. Наименьшее число нарушений в экосистеме вызывает такое производство, которое имеет высокую степень замкнутости. В таком производстве отходы сводятся к минимуму, а поток материалов приближается к замкнутому круговороту веществ подобному природным системам.