5.3. Техногенная нагрузка.

5.3.1. Понятия техногенной нагрузки и техносферы. В процессе становления и развития человеческого общества выделяют 5 этапов взаимоотношений человека с природой - непосредственное единство на заре человечества, общество охотников и собирателей, сельскохозяйственное или феодальное общество, индустриальное и постиндустриальное общество. Здесь социальные отношения коррелируют с экологическими, причем с развитием общества возрастает техногенная нагрузка на природу.

Технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технической революции. Однако рост могущества человека ведет к увеличению отрицательных для природы и, в конечном счете, опасных для существования человека последствий его деятельности. Проблема небывалого увеличения давления на биосферу растущего населения планеты становится всё более острой. Развитие техники и технологий способствует большей интенсификации и глобализации воздействия человека на окружающую среду.

Мировое хозяйство можно рассматривать как совокупность экологических ниш современного человечества, как его видовую реализованную экологическую нишу, условия обитания в которой ограничиваются техногенной нагрузкой. По многим пространственным и потоковым параметрам она совпадает с экосферой, экологическая ёмкость которой ограничена. Экологической ёмкостью среды (территории) называют величину максимальной техногенной нагрузки, которую может выдержать и переносить длительное время экосистема территории без нарушения её структуры и функций. Между общественным производством и планетарной биотой неизбежны конкурентные отношения, так как значительные участки экосферы замещаются техносферой.

Техносфера - это глобальная совокупность орудий, объектов, материальных процессов и продуктов общественного производства, или пространство геосфер Земли, находящееся под воздействием производственной деятельности человека и занятое ее продуктами.

Функциональной единицей техносферы является природно-промышленная система. Природно-промышленная система - это комплекс хозяйственных и промышленных объектов (промышленная среда), находящийся во взаимосвязи с окружающей природной средой. В этой системе имеет место обмен веществом, энергией и информацией, взаимное влияние и взаимодействие элементов.

Составные части природно-промышленных систем - объекты промышленности, сельского хозяйства, коммунально-бытовой сферы, объекты природоохранного назначения и окружающая природная среда.

5.3.2. Понятие «техногенез» и его основные тенденции. Техногенезом в истории цивилизации называют создание техники и технологий и разработка человеком все более совершенных орудий и устройств для воздействия на окружающий мир с целью производства и потребления материальных благ.

Основные тенденции техногенеза:

• За последние 100 лет мировое энергопотребление увеличилось в 12 раз (удвоение в среднем каждые 27 лет). Причем мировое потребление энергии росло вдвое быстрее, чем население Земли.

• В структуре топливного баланса произошел переход от использования дров и угля к преобладанию углеводородного топлива - нефти и газа.

• Увеличилась добыча и переработка минеральных ресурсов - руд и нерудных материалов. Производство цветных металлов возросло за столетие в 8 раз и достигло в конце 80-х годов прошлого века 900 млн. т/год. В 40-х годах началась и стремительно возросла добыча урана.

• В XX веке значительно вырос объем, и изменилась структура машиностроения, увеличивались число, единичная и литровая мощность производимых машин и агрегатов.

• Важной чертой современного техногенеза является химизация всех отраслей хозяйства. В последнее время важное значение стали играть биологические и информационные технологии.

5.3.3. Экологические проблемы городов. Процесс урбанизации не ограничивается только ростом городского населения или числа и размера городов, он проявляется в увеличении роли города в жизни общества, в изменении образа жизни многих людей. Для экологии человека в городе характерна изоляция от естественных экологических факторов: наличия необходимой массы растений, почвы и воды, участвующих в очищении среды. С антропоэкологических позиций город - это очень плотная и динамичная человеческая популяция в созданной ею самой искусственной среде.

С городом связывают многие черты общественного прогресса - удобство, комфорт, облегчение быта, плотность коммуникаций и доступность удовлетворения различных потребностей.

Но городская среда несет не только блага, она негативно влияет на здоровье человека путем воздействия следующих факторов: загрязнение атмосферы, воды, продуктов питания, предметов обихода выбросами промышленности и транспорта; электромагнитные поля, вибрации, шум, деионизация воздуха в помещениях, химизация быта, информационная перегрузка, чрезмерное число социальных контактов, дефицит времени, гиподинамия и психоэмоциональные перегрузки, недостатки в питании, распространение вредных привычек и т.д.

Всё перечисленное в различных сочетаниях становится источником болезней современного горожанина. Значительные контингенты населения находятся в постоянном состоянии стресса, сходного с дегенеративным стрессом мелких животных, вызванным перенаселением ("феномен леммингов"): в случае демографического взрыва мелкие животные становятся намного агрессивнее, половое поведение тормозится, наступает массовая гибель животных, возвращающая численность популяции к средним значениям.

Почти половина населения мира сосредоточена в городах. За последние 45 лет численность городских жителей возросла с 730 млн. до 2600 млн. человек, т.е. увеличилась почти в 3,5 раза. Их доля в общей численности населения возросла с 29 до 45 %. В этом процессе преобладающую роль играет рост крупных городов. Численность человечества в данный момент около 6,5 млрд. человек.

5.4.4. Влияние техногенного загрязнения окружающей естественной среды на здоровье населения. Загрязнение окружающей среды влияет на здоровье разными путями и практически может влиять через все сферы контакта человека с окружающей средой. Из этого ясно, что для человека неблагоприятным является загрязнение любого из компонентов естественной среды. Пораженными могут быть разные системы и органы. В особенности большую роль при этом играет атмосфера.

За день средний человек вдыхает больше 9 кг воздуха, выпивает около 2 л воды, съедает больше 1 кг пищи. Некоторое время он может жить без пищи, но без воздуха может существовать не большее 5 минут. Поэтому контакт с вредными веществами через воздух происходит в среднем чаще, чем через воду, растения и прочие компоненты.

5.4. Последствия загрязнения биосферы. Основные последствия загрязнения биосферы можно разделить на медико-биологические, социально-экономические и географическо-экологические.

Медико-биологические последствия. На протяжении последних 10 лет в структуре заболеваемости преобладают заболевания органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, нервной системы, кожи, системы кровообращения. В структуре смертности населения на первом месте - смертность от заболеваний органов сердечно-сосудистой системы, дальше злокачественные новообразования, несчастные случаи и прочее.

В Украине территориальное распределение заболеваний населения тесно связано с экологической ситуацией. Установлено, что длительное воздействие атмосферного воздуха, загрязненного сернистым газом, окислами углерода, азота и другими веществами, вредно влияет на здоровье человека. При этом возрастает общая заболеваемость населения, которая обусловлена поражением отдельных органов и систем организма - легочной (пневмония, бронхиальная астма и прочие неспецифичные болезни легких) и сердечно-сосудистой (гипертоническая болезнь, инфаркт миокарда, хронические болезни).

Большое влияние на уровень сердечно-сосудистых, легочных и других заболеваний оказывает суммарное загрязнение атмосферного воздуха. При концентрации его в 5 ПДК наблюдается существенное возрастание определенных форм и групп заболеваний (бронхиты, бронхиальная астма, авитаминозы, расстройства нервной системы), а также увеличение общего числа детей с хроническими болезнями. При суммарном загрязнении атмосферного воздуха на уровне 10 ПДК наблюдается значительное увеличение хронических заболеваний не только среди детей, но и среди взрослых. Для некоторых заболеваний (ишемическая болезнь сердца, острые респираторные болезни и грипп) существенное их распространение наблюдается только на уровне 20 ПДК. Такие болезни, как заболевания органов пищеварения, коррелируют с атмосферным загрязнением лишь при условии его взаимодействия с другими факторами.

Наиболее опасные промышленные выбросы для здоровья детей. В связи с загрязнением атмосферного воздуха снижаются адаптивные возможности детского организма, который приводит к изменению дыхательных функций и увеличения уровня легочной патологии.

Следует также учитывать и локальные территориальные отличия в распространении некоторых заболеваний. В зонах размещения промышленных предприятий характерные специфические загрязнения, которые могут также приводить к ухудшению состояния здоровье человека.

Например, в зонах размещения атомных электростанций возможна высокая общая заболеваемость населения, в особенности злокачественными опухолями; возле тепловых электростанций и цементных заводов - силикозом; в зоне металлургических заводов - хроническими бронхитами; цветной металлургии, нефтеперерабатывающих и химических заводов - раком легких; алюминиевых заводов - отравление фтором; интенсивного движения автотранспорта - хронических отравлений и поражений легких. Высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха угрожает здоровью не только настоящего, но и будущих поколений.

Социально-экономические последствия. В настоящее время сложились предпосылки для понимания того, что судьба биосферы будет зависеть от приоритета человеческих ценностей. Развитие техногенных изменений биосферы сейчас значительно опережает адаптационные возможности человеческого организма. Серьезную опасность представляет токсическое загрязнение окружающей среды. Вред от суммарного загрязнения тяжелыми металлами и другими загрязнителями металлургической промышленности в таких городах как Мариуполь и Запорожье на несколько порядковбольше, чемвред от радиоактивного загрязнения в районах, подвергшихся воздействию от Чернобыльской аварии.

Опасность токсического загрязнения связана и с тем, что далеко не все воздействия удается регламентировать. Нормативы ПДК разработаны не для всех загрязняющих веществ, а только для незначительной их части. Слабо изучены долговременные последствия влияния загрязняющих веществ: полностью оценены менее 5 % из приблизительно 70 000 применяемых сегодня химических веществ (ежегодно вводится в оборот не менее 1000 наименований химикатов). Данные обстоятельства требуют дополнительных затрат как на проведение исследований по воздействию различных ингредиентов на организм человека и окружающую среду в целом, так и на разработку нормативной, нормативно-правовой и технологической документации.

Географическо-экологические последствия загрязнения окружающей среды в значительной мере определяются развитием промышленности, транспорта и их размещением. Загрязнение стимулирует возникновение специфической патологии населения. В районах с интенсивным уровнем развития промышленности исчезает разность между профессиональной патологией и патологией населения, которое проживает в непосредственной близости от промышленных предприятий.

С учетом возможного влияния последствий загрязнения на жизнедеятельность человека выделяют такие виды территорий: условно чистые, умеренно загрязненные, очень загрязненные, чрезвычайно загрязненные, экологического бедствия и экологической катастрофы.

Особую тревогу вызовут территории экологического бедствия и экологической катастрофы. К районам экологических катастроф можно отнести территории, деградация которых приобрела необратимый характер, а проживание людей становится невозможным. К районам экологического бедствия принадлежат территории, в границах которых естественные процессы и экологические связи настолько глубоко нарушены, что резко ухудшают условия жизни населения, но еще не приобрели необратимого характера. Территории экологического бедствия и экологической катастрофы занимают около 7,4 тыс. км² площади Украины. Сюда входят районы 30-ти километровой зоны Чернобыльской АЭС и причерноморские регионы интенсивного орошения. Чрезвычайно загрязненные (около 61 тыс. км²) территории сосредоточены в районах Приднепровья, Приднестровья, Донбасса, Восточной части Причерноморья, Чернобыльской АЭС, во многих больших городах. Очень загрязненные (близко 116,7 тыс. км²) и загрязненные (121 тыс. км²) территории сплошными ареалами сосредоточены в районах Чернобыльской АЭС и южной части Украины.

5.5. Глобальные и региональные экологические кризисы и техногенные катастрофы. Развитие человеческого общества до недавнего времени сопровождалось только локальными и региональными экологическими кризисами антропогенного происхождения. Само воздействие человека на природу носило преимущественно локальный или региональный характер и никогда не было столь значительным, как в современную эпоху.

Древние охотники могли, истребив животных на какой-либо территории, перейти на другое место; древние земледельцы могли, если почва подвергалась эрозии или продуктивность её снижалась, освоить новые земли. Такие переселение сопровождались социальными потрясениями, которые с каждой новой эпохой становились всё более драматичнее.

В настоящее время представляется обоснованной точка зрения, что плотность населения Земли приближается к критической. Нынешние темпы роста таковы, что для обеспечения даже тех условий существования, какие на Земле сейчас, каждое вновь появляющееся поколение обязано построить (и стало быть потребить соответствующее количество ресурсов биосферы) новую техноструктуру, равную той, которая в настоящий момент существует на Земле.

Современный экологический кризис есть обратной стороной научно-технической революции, ведь именно достижения научного прогресса привели к самым мощным экологическим катастрофам на планете. В 1954 г. была построена первая в мире атомная электростанция в Обнинске, и на мирный атом возлагали много надежд. А в 1986 г. произошла самая крупная в истории техногенная катастрофа на Чернобыльской АЭС. В результате этой аварии выделилось больше радиоактивных веществ, чем при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. «Мирный атом» оказался более страшным, чем военный. Человечество столкнулось с такими техногенными катастрофами, которые могут претендовать на статус суперрегиональных или глобальных.

Чернобыльская авария затронула более 7 млн. человек и коснется ещё многих, в том числе и неродившихся.

Второй крупнейшей катастрофой суперрегионального масштаба является высыхание Аральского моря. Ещё несколько десятилетий назад газеты прославляли строителей Каракумского канала, благодаря которому вода пришла в бесплодную пустыню, превратив её в цветущий сад. Но прошло немного времени, и оказалось, что полезный эффект от орошения был далек от расчетного. Почвы на громадной территории оказались засоленными, а вода в многочисленных каналах стала высыхать. В настоящее время площадь Арала уменьшилась наполовину, а ветры принесли токсичные соли с его дна на плодородные земли, отдаленные на тысячи километров. Спасти Арал уже не удастся.

Следует упомянуть о катастрофе, вызванной вырубанием тропических лесов Бразилии. Это влияет на изменение климата на планете, уменьшение доли кислорода (озона) в атмосфере.

Проблема конфликтных отношений Человека и Природы не нова. До ХХ века конфликты разрешались эмпирически выработанным умением поддерживать равновесные отношения с природными системами, или локальными (региональными) экологическими кризисами (катастрофами), как необходимыми следствиями метода проб и ошибок.

Во второй половине ХХ века человечество ускоренно формируется в единую общность, населяющую планету Земля, и создало производительные силы, развивающиеся в экологическом конфликте с биосферой планеты в целом. Принципиальное отличие этой стадии отношений Человека и Природы в том, что конфликт стал всеобщим, быстро развивающимся, не допускающим методы проб и ошибок для выработки решений. Локальные и региональные конфликты стали частями глобального комплексного экологического и социального кризиса. Для этой стадии развития человечества главное осознать новизну ситуации.

5.6. Общая характеристика методов и средств защиты биосферы, понятие о безотходных производствах. Средства защиты биосферы разделяют на законодательные, организационные, технические и др. Существуют различные формы международного сотрудничества для охраны окружающей природной среды.

Подлинная перспектива выхода из экологического кризиса - в изменении производственной деятельности человека, его образа жизни, его сознания. Научно-технический прогресс создаёт не только "перегрузки" для природы, в наиболее прогрессивных технологиях он даёт средства для предотвращения негативных воздействий, создаёт возможности экологически чистого производства. Возникла не только острая необходимость, но и возможность изменить суть технологической цивилизации, придать ей природоохранительный характер, путём использования результатов научных достижений.

Одно из направлений такого развития - создание безопасных производств. Используя достижения науки, технологический прогресс может быть организован таким образом, чтобы отходы производства не загрязняли окружающую среду, а вновь поступали в производственный цикл как вторичное сырьё.

Пример даёт сама природа: углекислый газ, выделяемый животными, поглощается растениями, которые выделяют кислород, необходимый для дыхания животных.

Безотходным является такое производство, в котором всё исходное сырьё, в конечном счёте, превращается в ту или иную продукцию. Если учесть, что 98% исходного сырья современная промышленность переводит в отходы, то станет понятной необходимость задачи создания безотходного производства. Расчёты показывают, что 80 % отходов теплоэнергетической, горнодобывающей, коксохимической отраслей годны в дело. При этом получаемая из них продукция зачастую превосходит по своим качествам изделия, изготовленные из первичного сырья.

Например, зола тепловых электростанций, используемая в качестве добавки при производстве газобетона, примерно в два раза повышает прочность строительных панелей и блоков.

Большое значение имеет развитие природовосстановительных отраслей (лесное, водное, рыбное хозяйство), разработка и внедрение материалосберегающих и энергосберегающих технологий.

Экологически чистыми являются и некоторые альтернативные (по отношению к тепловым, атомным и гидроэлектростанциям) источники энергии. Необходим быстрейший поиск способов практического использования энергии солнца, ветра, приливов, геотермальных источников.

Экологическая ситуация вызывает необходимость оценивать последствия любой деятельности, связанной вмешательством в природную среду. Необходима экологическая экспертиза всех технических проектов.