Экологический кризис

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.

3.1.10. 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.

3.2. 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.

3.2.1. 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.

3.2.2. 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.

3.3. 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. Различают три вида загрязнения вод — биологическое, химическое и   физическое.  

3.3.1. Биологическое   загрязнение.

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 сыроваренные 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. 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.

3.3.2.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.

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. 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.