Экологическая безопасность

На всех этапах своего развития человек тесно связан с окружающим миром. С возникновением высокоиндустриального общества вмешательство человека в природу резко усилилось, стало опасным и грозит в ближайшем будущем превра­титься в глобальную угрозу для человечества. Если в 1970 г. общий объем загрязня­ющих природную среду отходов производства составлял 40 млрд тонн, то в 2010 г. он увеличился в 3 раза. Объем загрязненной воды возрос за это время в 10 раз. Суммарная площадь территорий с острой экологической ситуацией в настоящее время в 17 раз превосходит площадь природных заповедников и заказников. Эконо­мический ущерб от загрязнения природы равен примерно половине национального дохода России.

Зонами чрезвычайной экологической ситуации являются такие участки терри­тории, на которых в результате хозяйственной или иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, состоянии естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных. Зонами экологического бедствия признаются такие территории, на которых в ре­зультате хозяйственной или иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухуд­шение здоровья населения, природного равновесия, разрушения естественных эко­логических систем, деградация флоры и фауны.

Чрезвычайные ситуации экологического характера возникают вследствие при­родных и/или техногенных чрезвычайных ситуаций и по характеру явлений подраз­деляются на четыре основные группы:

1. изменения состояния суши (загрязнение и деградация почв, эрозия, заболачи­вание, опустынивание);

2. изменение свойств воздушной среды (недостаток кислорода, выброс вредных и радиоактивных веществ в атмосферу, кислотные дожди, шумы, разрушение озо­нового слоя);

3. изменение состояния гидросферы (истощение и загрязнение водной среды);

4. изменение состояния биосферы (нарушение равновесия в природе — гибель растений, животных, загрязнение биосферы).

1. Изменения состояния суши

Загрязнение почв. Почвой называется рыхлый плодородный поверхностный слой земной коры, представляющий собой комплекс минеральных и органических частиц, заселенный огромным количеством микроорганизмов, простейших, беспо­звоночных (червей, нематод) и насекомых.

Важнейшей составной частью почвы, определяющей ее плодородие, является гумус (от лат. gumus — земля, почва), или перегной, образовавшийся в результате разложения органических остатков и содержащий элементы питания растений. Гу­мус не загнивает, не выделяет зловонных газов, не привлекает мух и не содержит болезнетворных микробов. Процесс почвообразования сложен и длителен.

Разрушение почвенного покрова происходит в связи с водной и ветровой эрозией (от лат. erosio — разъедание), ускоряемой нерациональными системами землеполь­зования, когда образуются так называемые «нарушенные» земли в процессе горных работ и строительства, а также в результате загрязнения.

Почва загрязняется твердыми и жидкими бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными отходами. Кроме того, вредные химические вещества накапли­ваются в почве вокруг предприятий, выбрасывающих в воздух неочищенные газы, химические и радиоактивные соединения. Так могут сформироваться целые техно­генные и геохимические провинции, неблагоприятные для проживания населения. Наконец, загрязнение почвы может происходить в результате внесения в нее хими­ческих удобрений и ядохимикатов в избыточных количествах или применения пре­паратов, устойчивых к разложению, например ДДТ.

Перегрузка почвы нечистотами, органическими отбросами и химическими ве­ществами замедляет ее самоочищение. При этом создаются условия для развития гнилостной анаэробной микрофлоры, в результате жизнедеятельности которой об­разуются зловонные продукты, загрязняющие атмосферный воздух. Такие интен­сивные, неприятные запахи нередки в районах городских свалок, становящихся так­же местами размножения грызунов и выплода мух.

Количество бытовых отходов возрастает по мере повышения жизненного уров­ня. Одной из причин роста бытовых отходов стало широкое развитие торговли с самообслуживанием, потребовавшее большого количества упаковочных материа­лов. Среди последних имеется немало таких, которые не утилизируются и не разру­шаются почвенными микроорганизмами. Пластмассовые стаканчики, пластиковые пакеты и пленки для своего разрушения требуют более 20 тысяч лет.

Бытовые отходы могут содержать патогенные микроорганизмы, грибки, яйца гельминтов. Опасность заключается в том, что они могут проникать в водоемы, за­грязнять овощи, фрукты, руки людей. Главную роль в распространении не обра­зующих спор микроорганизмов, таких как возбудители кишечных инфекций, ту­ляремии, бруцеллеза, играет не почва, а водный и пищевой пути передачи. Яйца гельминтов попадают в организм человека с загрязненными овощами и водой, с по­чвенной пылью. Как и в случае кишечных инфекций, заражение может произойти при еде грязными руками. Длительно выживают в почве спорообразующие пато­генные микроорганизмы столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы и ботулизма. Заражение столбняком и газовой гангреной происходит при попадании такой почвы в царапины, раны и поврежденные кожные покровы. В связи с этим всем лицам с повреждениями кожи, загрязненной землей, необходимо вводить противостолбняч­ную сыворотку, а детей, военных, пожарных и землекопов вакцинировать против столбняка.

Возрастающее использование в сельском хозяйстве минеральных удобрений — продуктов химического синтеза — породило проблему химического загрязнения почвы. Пестициды — это группа искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Они подразделяются на следую­щие группы: инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми; фунгициды и бактерициды — против грибковых и бактериальных болезней растений; гербициды — для уничтожения сорных растений. В настоящее время зарегистрировано бо­лее 1500 типов пестицидов, но для живых существ особенно опасны своей токсич­ностью хлорорганические (ДДТ и его метаболиты, метафос, ГХЦГ, трефлан и др.) и фосфорорганические пестициды. Многие ученые приравнивают действие пестици­дов к воздействию радиоактивных веществ. Это обусловлено тем, что загрязнение почв пестицидами (а через них — сельскохозяйственной продукции) вызывает не только интоксикацию человека, быстрый рост злокачественных новообразований, подавление иммунной системы, генетические нарушения, но и ведет к существен­ному нарушению воспроизводящих функций человека и, как следствие, к тяжелым демографическим последствиям. Наиболее подвержены воздействию пестицидов дети в возрасте до 14 лет. Вот почему применение наиболее опасного из них — ДДТ в нашей стране и ряде других стран запрещено.

Другой группой широко используемых минеральных удобрений являются азо­тистые удобрения. Оказалось, что от уровня содержания нитратов в продуктах питания напря­мую зависит онкологическая и аллергическая заболеваемость, которая резко возрос­ла за последние годы. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Большое количество нитратов в удобрениях снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов — закиси азота и метана. Неумеренное потребление минераль­ных удобрений может вызвать в ряде районов подкисление почв.

С точки зрения экологических и гигиенических требований в сельском хозяй­стве должны использоваться лишь те химические препараты, разложение которых осуществляется обычной почвенной микрофлорой. Поэтому необходим переход на производство и применение пестицидов нового поколения, а также широкое исполь­зование биологических средств защиты растений.

В роли основных загрязнителей почв выступают также металлы и их соедине­ния, радиоактивные элементы. К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Она поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий. Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с отходами выбрасывается его до 25 кг. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьез­ным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад.

Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены же­лезом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в резуль­тате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских учреж­дений, связанных с использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них.

Твердые промышленные отходы являются главными источниками загрязнения почвы токсическими веществами. Основное количество отходов образуется при до­быче рудных, нерудных и горючих ископаемых.

Тяжелые специфические изменения окружающей среды происходят при хозяй­ственном освоении Севера, где сосредоточены основные наши месторождения неф­ти и газа. Большой ущерб природной среде там наносят не только промышленные и бытовые отходы, но и применение гусеничного транспорта в теплый период года, когда моховой покров тундры находится в оттаявшем состоянии. Следы тяжелой техники сохраняются в тундре многие годы.

Значение проблемы борьбы с загрязнением почвы при возрастающем количе­стве бытовых, сельскохозяйственных и промышленных твердых отходов повыша­ется по мере роста численности населения и увеличения количества и размеров городов.

ОПУСТЫНИВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ является одной из глобальных проблем. Во время рас­пашки полей частицы плодородного почвенного покрова поднимаются в воздух, рассеиваются, уносятся с полей потоками воды, осаждаются в новых местах, без­возвратно уносятся в Мировой океан. Естественный процесс разрушения водой и ветром верхнего слоя почвы, смыва и развеивания его частиц многократно усилива­ется и ускоряется, когда люди распахивают слишком много земель и не дают почве «отдохнуть».

Почвенная эрозия особенно велика в больших и густонаселенных странах. В США, например, около 44 % обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России полностью исчезли уникальные богатые черноземы с содержанием гумуса 14-16 %, которые называли цитаделью русского земледелия; площади плодородных земель с содержанием гумуса 10-13 % сократились почти в 5 раз.

Почвенная эрозия не только уменьшает плодородие и снижает урожайность, вследствие этого быстро заиливаются искусственно сооружаемые водные резервуа­ры, сокращаются возможности орошения, получения электроэнергии от гидроэлек­тростанций. Особенно тяжелая ситуация возникает, когда сносится не только по­чвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. Тогда наступает порог необратимого разрушения, возникает антропогенная пустыня.

Пустыни — это естественные образования, играющие определенную роль в об­щей экологической сбалансированности ландшафтов планеты. Однако в результате деятельности человека к началу XXI в. пустыни охватили уже около 40 % общей площади суши. Около 1/6 населения мира страдает от процесса опустынивания, ко­торый происходит особенно бурно в жарких, засушливых районах. В среднем за год 6 млн га обрабатываемых земель подвергаются опустыниванию.

Как считают эксперты ООН, современные потери продуктивных земель привели к тому, что к настоящему времени мир лишился почти 1/3 своих пахотных земель. Такая потеря в период значительного роста населения и увеличения потребности в продовольствии может стать поистине гибельной для человечества.

Процесс опустынивания обычно вызывается совокупным действием природы и человека. В истории человечества есть примеры того, как опустынивание, разви­вающееся в результате неумелой и неумеренной хозяйственной деятельности, разрушало целые цивилизации. Основное отличие опыта истории от сегодняшнего дня состоит в темпах и масштабах. Чрезмерно активная хозяйственная деятельность, ущерб от которой накапливался столетиями и даже тысячелетиями, ныне оказалась спрессованной в десятилетия. Если раньше под слоем песка погибали отдельные города, то теперь процесс опустынивания, зарождаясь в различных местах и имея региональное проявление, принял глобальные масштабы. Накопление в атмосфе­ре углекислого газа, усиление запыленности и задымленности атмосферы ускоряют опустынивание суши.