методичка экология ПроЭкол Москва

ном Кларком для ООН, показывают, что на Земле могут свободно прокормиться 45 млрд человек (без учета ресурсов океанов и пресных вод, достижений пищевой биотехнологии и химии).

Другие исследователи называют цифру 83 млрд человек (М.

Танг). Конечно, эти данные основаны на нормальной эффектив-

ности хозяйствования для развитых стран. Но сейчас необходимо исходить из того, что в мире недостаточно питаются около 1,5

млрд человек. В ООН было подсчитано, что для нормального пи-

тания всех 6 млрд землян к 2000 г. необходимо увеличить за 30

лет (с 1970 г.) продукцию фитоценоза на 200 % (т. е. в 3 раза), а

животного – на 300 % (в 4 раза). Вначале казалось, что это невоз-

можно. Ведь с 1950 по 1990 гг. мировой объем производства зер-

новых увеличился с 631 млн т до 1780 млн т – почти в 3 раза,

улов рыбы вырос в 4 раза (а на душу населения в год, с учетом его роста – с 8 до 17 кг!). Это достигнуто за счет интенсивного внедрения удобрений в сельском хозяйстве, расширения квот на вылов рыбы и т. п. Но в последние десятилетия эти факторы уже не работают так, как раньше: объем зерновых культур вырос лишь на 3 %, а улов рыбы замер на 89 млн т. Рост продуктов жи-

вотноводства не превысил 1,9 % (и это понятно – для получения

1 кг говядины необходимо около 7 кг зерна, 1 кг свинины – 4 кг зерна). И все же реальные пути есть:

-регуляция роста населения;

-увеличение площади сельхозугодий, интенсификация ее ис-

пользования и одновременно переход, хотя бы частично, к веге-

тарианской, более здоровой пище; - рост отдачи от посевов и животных на базе развития науки,

использования продукции вод и синтеза продуктов из окружаю-

щих минеральных веществ; - рост культуры населения, прежде всего экологической.

Еще один резерв улучшения питания – борьба с вредителя-

ми и болезнями растений. Подсчитано, что в год по этой причине исчезает столько же пищи, сколько необходимо для пропитания

150 млн чел. (при этом не рассматривались катастрофические случаи. Например, в 1861 г. от фитофторы погиб весь урожай

картофеля в Ирландии – голод унес около 1 млн чел.). Считается,

что около 20 % сельскохозяйственных продуктов в мире не дохо-

дит до потребителей. Ранее этот процент был выше.

Очень велик был ущерб от саранчи. В. Вернадский в своем труде «Биосфера» приводит пример перелета саранчи над Крас-

ным морем: пространство, занятое ею, составляло 6 тыс. м3, масса

– 44 тыс. т.

Мы еще возвратимся к проблемам почв, лесов, растений и океанов, рассматривая их защиту в следующих темах.

Но в отношении питания (наличия биомассы, ее продуктив-

ности) с учетом развития науки можно утверждать: проблема разрешима.

Здесь необходимо сделать лишь одно замечание. Отдельные исследователи от лозунга: «Назад в пещеры!» пришли к более скромному: «Умерить потребности!» (в пище). Есть обоснован-

ные нормы – и плохо, «если больше», но не лучше, «если мень-

ше». Специалисты ООН считают, что зерновой эквивалент пита-

ния на одного человека в год - 1 т зерна пшеницы (или около 260

кг зерна, сахара, других углеводов и жиров, 90 кг мяса, 250 кг молока). Эти цифры – не догма, но они близки к оптимальным, и

можно лишь заменить одно другим или перейти к искусственной пище. Не выглядит ли неправомочным при этом призыв к вегета-

рианству? Нет, ибо он обоснован не только экологами, но и ме-

диками.

Последние утверждают, что возможность и вероятность бо-

лезней века (ишемия, рак) меньше там, где больше полноценной,

витаминизированной растительной пищи. А экологи утверждают,

что для производства 1 кг мяса животными потребляется в сред-

нем около 80 кг травы. Превращение пастбищ в пашни не только позволило бы прокормить большее число людей, но и обогатило бы атмосферу кислородом.

На примере этого призыва мы видим: правильность или ошибочность подобных лозунгов можно оценить лишь, будучи вооруженным знаниями экологии и смежных наук.

Еще одно суждение. При рассмотрении перспектив увеличе-

ния численности населения не всегда учитывается тенденция к увеличению продолжительности жизни. Чем выше уровень жиз-

ни, тем больше ее продолжительность. К 1985 г. в Японии сред-

няя продолжительность жизни составляла 80,1 года для мужчин и

74,5 года для женщин; в Швеции – 73,8 и 79,8; средняя по Евро-

пе – 70 и 76; в СССР – 65 и 74. Эти цифры справедливы и для Ростовской области. Но уже в 1993 г., как и по всей Российской Федерации, они уменьшились: 60,6 и 72,3. В Африке – 45 и 53,5;

в США – 71 и 78,3; в Индии – 55 и 55. Цифры говорят сами за себя. И, тем не менее, необходимость сознательного, продуман-

ного регулирования роста населения сейчас признают практиче-

ски все страны. Многими отмечается положительный опыт Китая и Японии, которые мерами экономического и организационного стимулирования добились снижения прироста населения с 1990 г.

по 1997 г. в два раза. Правда, в настоящее время власти Китая признают, что ограничение рождаемости наряду с увеличением продолжительности жизни породило новую проблему: количест-

во пенсионеров намного превысило число работающих, государ-

ственные социальные гарантии поставлены под угрозу. В России сейчас такой проблемы, по объективным причинам, нет. Но спе-

циалисты считают, что и для нашей страны в ближайшем буду-

щем эта проблема станет актуальной. Во всяком случае, возврата к временам, когда существовал налог на бездетность, уже не бу-

дет.

К сожалению, в литературе отсутствуют подробные данные распределения продуктов питания по регионам бывшего СССР.

По данным за 1988 г. одним «средним» жителем потреблялось:

мяса и мясопродуктов 65 кг (с учетом субпродуктов второй кате-

гории), молока и молочных продуктов 351 кг, яиц 273 шт., карто-

феля 98 кг, овощей и бахчевых 100 кг, фруктов 52 кг, что ниже рекомендуемых норм по мясу и картофелю на 7 % (с той же ого-

воркой), овощей и бахчевых – на 29 %, фруктов – на 31 %. На Всероссийском Пироговском съезде врачей (1995 г.) названы следующие данные. В последние годы потребление мяса в РФ

наполовину меньше, чем в США, Франции, Германии; фруктов и ягод – на две трети. Дефицит белков – 25 %, аскорбиновой ки-

слоты – 70 % на душу населения. У трети населения обнаружива-

ется поливитаминная недостаточность. Углеводистая модель пи-

тания (преимущественно хлеб, сахар, крупы, картофель) привела к тому, что до 30 % населения к началу 1990-х гг. имели лишний вес. Несбалансированное питание, как полагают, является одной из основных причин роста заболеваний органов пищеварения: в 1987 г. зарегистрировано 5,6 млн больных язвой желудка, гастри-

том, мочекаменной болезнью и холециститом.

В последнее время большинство специалистов сходятся во мнении, что состояние среды определяет здоровье (уровень забо-

леваемости) жителей развитых стран не менее чем на 20–30 %.

Остальное, по данным Всемирной организации здравоохранения при ООН, зависит: от генных факторов – на 20–25 %; уровня раз-

вития здравоохранения – на 10–15 %; степени удовлетворения потребностей людей, их образа жизни – на 40–45 %.

Эти данные не опровергаются, а во многом подтверждаются све-

дениями о рождаемости и особенно смертности по развитым странам. Так, для России за последние 35 лет обобщенные дан-

ные приведены на рис. 4.1 (следует иметь в виду, что для юга РФ эти данные демографически даже менее благоприятны – см.

пунктирную кривую для г. Ростова-на-Дону. Аналогичная карти-

на для городов Краснодар, Волгоград и им подобных). Но резерв рождаемости в России есть. Ведь в последние годы на каждые

100 рождений приходится 209–215 абортов!

Характерна картина распределения причин смерти для РФ. В

период с 1990 по 1995 гг. согласно данным Совета безопасности РФ более половины смертей произошло из-за болезней системы кровообращения, наиболее подверженной влиянию окружающей среды, то есть из-за ишемической болезни сердца, инфарктов миокарда, инсультов, гипер- и гипотонии и др. (в 1990 г. – 55, а в

1995 г. – 53 % всех причин смерти.) Немалую долю составляют и новообразования – от 17,3 в 1990 г. до 13 % в 1995 г. Если доба-

вить к этому смертельные исходы при болезнях органов дыхания

(около 5 % от всех причин) и органов пищеварения (около 3 %),

которые также во многом связаны с состоянием среды (см. Госу-

дарственные доклады о состоянии здоровья населения РФ), то станет ясно, что без кардинального улучшения природного окру-

жения невозможно обеспечить выживание человечества.

Рис. 4.1. Рождаемость и смертность по годам

4.2. Потребности в росте энергетики, материальные ресурсы

и экология

Потребности человечества в ресурсах и энергии растут зна-

чительно быстрее, чем численность населения. И это утвержде-

ние движет научно-техническим прогрессом, который требует жертв. Так, с 1951 по 1980 гг. численность населения увеличи-

лась в 1,4 раза, а это потребовало (вместе с ростом благосостоя-

ном конгрессе энергетиков доказывалось, что запасов угля хватит примерно на 430 лет, нефти – на 35, газа – более чем на 50. Там

же показано, что только за счет энергосбережения можно было бы сейчас сэкономить 50 % энергии! Это тем более важно, что энергия достается все труднее, а требуется её всё больше.

В США, например, с 1950 по 1970 гг. по данным Б. Коммо-

нера эффективность использования электроэнергии упала в 1,5

раза: с 1 кВт энергии в 1950 г. произведено продукта на 0,69

долл., а в 1970 г. – на 0,44 долл. Данные по России имеют ту же тенденцию, но эффективность энергоотдачи существенно мень-

ше. И, самое главное, уменьшается отдача до определенной сум-

мы национального дохода. Причина: все меньше этих ресурсов,

все труднее их получать, все еще велики отходы (и они увеличи-

ваются с ростом продукции), наконец, требуется очистка, а она пока нерентабельна (плохо замыкаются циклы). Следовательно,

продукты стоят все дороже, и не последнюю роль в этом играет энергетика.

ООН считает, что природоохранные мероприятия позволят восстановить ее запасы. Приводятся такие данные: если 1–2 % от национального дохода затратить на это, то произойдет увеличе-

ние продукта на 5 % (т. е. экономия от вложения – в 2–5 раз).

Упор должен быть сделан, прежде всего, на создание безотход-

ных и малоотходных производств, размещение предприятий и системы транспортных потоков с учетом экологических требова-

ний, охрану и восстановление всех видов ресурсов.

При этом должно обеспечиваться:

- соблюдение нормативных требований к сохранению качест-

ва окружающей среды (о них дальше); - получение максимального народнохозяйственного эффекта

от улучшения природопользования.

Это особенно важно для стран с рыночной экономикой. По-

является мнимое противоречие между требованиями хозрасчета,

прибыли и экологического благополучия. Рост прибыли невоз-

можен без минимизации расходов, а экология требует удорожа-

ния производства. Но уменьшение отходов обязательно даст о себе знать! И, тем не менее, на данном этапе особое значение приобретают экономические санкции:

-плата за использование природных ресурсов (это побуждает делать малоотходное производство);

-нормативы отчисления прибыли в государственный бюджет или в региональный фонд воспроизводства природных ресурсов;

-система штрафных санкций.

Ивсе же, несмотря на ограниченность минеральных ресур-

сов, необходимость их восполнения и замены искусственными составляющими, П.Л. Капица ставил на первый план потребность в энергии. Она растет быстрее увеличения добычи минеральных ресурсов, быстрее роста населения. Так, по данным Б. Коммонера и В. Троицкого прирост потребности в электроэнергии – 3–5 % в

год на 1 чел., в первую очередь – за счет промышленного по-

требления. Причины этого: механизация и автоматизация (в связи с необходимостью снижения трудоемкости и увеличения прибы-

лей); рост новых энергоемких производств.

В быту потребление электроэнергии растет не только за счет роста населения, но и за счет увеличения комфортности прожи-

вания.

Что же делать? Не рассматривая сейчас проблемы загрязне-

ния среды детально, можно согласиться с рекомендациями Б.

Коммонера относительно бытового потребления энергии:

-шире внедрять топливные (солнечные и газовые) элементы;

-улучшать изоляцию всех помещений (только за счет конди-

ционирования можно сэкономить в быту 44 % энергии);

- внедрять многокамерные холодильники периодического

действия (экономия в быту – до 30 %);

-увеличивать эффективность светильников, применять быто-

вые приборы с высоким коэффициентом полезного действия и

т. п.

Что касается типов электростанций, то сейчас около 70 %

электроэнергии РФ дают тепловые электростанции (ТЭС).1 На

1 На 01.01.1996 суммарная мощность электростанций РФ составила около 216

млн кВт: 44 – ГЭС, 21,3 – АЭС.

это расходуется около 25 % всего добываемого топлива. Чаще ТЭС связаны с источниками тепла и образуют теплоэлектроцен-

траль (ТЭЦ). К сожалению, они чрезмерно загрязняют атмосферу при работе на угле или мазуте, и источники их энергии конеч-

ны. Тем не менее, многие ученые считают именно их наиболее перспективными при условии резкого снижения уровня выбросов

(известны, например, разработки ряда фирм США и Канады,

предложения отечественных ученых по сжиганию угля в псевдо-

ожиженном слое с применением трехступенчатой очистки вы-

бросов). Пока же, по данным ученых США Р. Гейла и М. Мали,

выработка каждого миллиарда киловатт-часов на ТЭЦ уносит от

100 до 226 человеческих жизней. По тем же данным перевод ТЭЦ на газ может уменьшить эту цифру на 1–2 порядка. И это наибо-

лее приемлемый в настоящее время путь (особенно для России с ее запасам и газового топлива). Например, на юге Европейской части РФ состояние атмосферы во многом определяется выбро-

сами Новочеркасской ГРЭС с ее восемью турбинами и угольным топливом. Вредные выбросы от этой ГРЭС составляют около 200

тыс т в год (больше, чем от остальных источников всей Ростов-

ской области). И это наиболее приемлемый в настоящее время путь (особенно для России с её запасами газового топлива). На-

пример, на юге Европейской части РФ состояние атмосферы во многом определяется выбросами Новочеркасской ГРЭС с её во-

семью турбинами и угольным топливом: вредные выбросы от неё составляют около 200 тыс т в год (больше, чем от остальных ис-

точников всей Ростовской области). Перевод одной этой ГРЭС на газ позволит значительно улучшить воздушную среду не только на Дону и Северном Кавказе, но и в прилегающих районах Ук-

раины. Проект перевода есть, дело в ресурсах – на перевод только четырёх турбин, по оценке экспертов Всемирного банка, требует-

ся более 30 млн долл. (см. приложение 3). Но те же экспертные оценки показывают, что затраты достаточно быстро окупятся за счет снижения стоимости электроэнергии, даже без учета благо-

приятных последствий улучшения экологической обстановки в регионе.

Роль ГЭС в выработке энергии для бывшего СССР почти в четыре раза меньше, чем ТЭЦ. Экологически (по воздуху) эти станции почти безвредны, но приносят большой ущерб при зато-

плении обширных территорий. Только в бывшем СССР сейчас водохранилищами ГЭС затоплено около 90 тыс. км2 земель или примерно 0,5 м2 на каждый 1 кВт/ч. При этом на мелководье при малых скоростях течения интенсивно развиваются сине-зеленые водоросли (особенно, если в воде присутствуют смытые с почвы азот и фосфор). Жизнь в таких водоёмах со временем погибает.

Необходимы специальные меры: рыбоподъемники, очистка, про-

пуски и т. д. Сейчас снова привлекают внимание малые ГЭС без затопления. Так, при мощности в 1 МВт можно электри-

фицировать до 500 жилых домов в сельской местности (со всеми удобствами). К сожалению, с 1952 г. численность малых ГЭС упала с 6614 примерно до 1000. Положение начинает изменяться к лучшему. Во всем мире, например, мощность, вырабатываемая ГЭС, увеличилась в 1,8 раза за 1978–83 гг.

В последнее время очень большое внимание уделяется АЭС.

Чернобыль резко поляризовал мнения специалистов и населения.

И это неудивительно: вследствие взрыва в мае 1986 г. четвертого блока ЧАЭС 15 субъектов РФ подверглись радиоактивному за-

грязнению, последствия которого ощущаются до сих пор. Это Брянская, Белгородская, Воронежская, Калужская, Курская, Ли-

пецкая, Ленинградская, Орловская, Рязанская, Тамбовская, Туль-

ская, Пензенская, Смоленская, Ульяновская области и Мордов-

ская республика. Есть и другие негативные примеры. Так, на Красноярской АЭС активная зона реактора 35 лет охлаждалась водой, напрямую сбрасываемой в Енисей. Единственное, в чем все сходятся: проблемы надежности и размещения – первооче-

редные. Именно неудачное размещение и отсутствие твердых га-

рантий высочайшей надежности не только вызвало протесты на-

селения против пуска ближайшей к нам Ростовской (Волгодон-

ской) АЭС, но и заставило донских ученых провести свою, неза-

висимую общественную экспертизу, где на эти факторы было об-

ращено особое внимание. Конечно, протесты населения и обще-

ственная экспертиза почти на 10 лет задержали пуск этой стан-

ции. Но усилия граждан и учёных не пропали даром: многие осо-

бенно важные недоработки в проекте и при строительстве были устранены. Сейчас на территории бывшего СССР за счет АЭС получают чуть больше 10 % энергии (около 12–15 %), в то же время в среднем в мире – 16 %, в США – 18 %, во Франции –

70 %. Сторонники АЭС особо подчеркивают, что во Франции с

1980 г. кислотные дожди уменьшились в шесть раз за счет заме-

ны ТЭЦ на АЭС. Другие специалисты подчеркивают, что у нас самый низкий уровень энергонасыщения в мире: в США выраба-

тывается в год на 1 человека 12 тыс. кВт/ч, в Норвегии – 26 тыс.

кВт/ ч, а у нас – 6 тыс. кВт/ч. Но ведь энергонасыщения можно достичь и за счет других, нетрадиционных источников энергии.

Например:

1. Солнечные батареи или СЭС. Ежедневно на Землю с луча-

ми Солнца поступает в 200–250 тысяч раз больше энергии, чем вырабатывается всеми электростанциями. Схемы её использова-

ния могут быть различными – от создания различных нагрева-

тельных установок (и даже целых солнечных домов) до исполь-

зования фотоэлементов, космических «парусов» и солнечных электростанций. Пока развитие этих способов сдерживает отно-

сительно высокая стоимость. За счет энергии Солнца можно по-

лучить мощность 1 кВт с 1 м2. Эти станции достаточно интенсив-

но исследуются. С 1985 г. в Крыму вблизи п. Щелкино действует гелиоэлектростанция мощностью 5 МВт (как когда-то первая со-

ветская АЭС в г. Обнинске). Во Франции, например, с 1983 г. в

Пиренеях работает СЭС в 2,5 МВт, в США (по обычной схеме:

нагрев воды фокусированными лучами Солнца) строится СЭС на

100 МВт. Там же уже действует (в Калифорнии) установка на 20

МВт. Своеобразные микросолнечные электростанции использу-

ются во многих калькуляторах, часах, фотокамерах, в виде сол-

нечных фотоэлементов. Фотоэлектрические преобразователи ак-

тивно внедряются в отдалённых от автономного электроснабже-

ния жилых домов (США, Канада, Япония).