5.3. Техногенне навантаження.

5.3. 1. Поняття техногенного навантаження й техносфери. У процесі становлення й розвитку людського суспільства виділяють 5 етапів взаємин людини із природою - безпосередня єдність на зорі людства, суспільство мисливців і збирачів, сільськогосподарське або феодальне суспільство, індустріальне й постіндустріальне суспільство. Тут соціальні відносини корелюють із екологічними, причому з розвитком суспільства зростає техногенне навантаження на природу.

Технічні можливості людини змінювати природне середовище стрімко зростали, досягши своєї вищої крапки в епоху науково-технічної революції. Однак зростання могутності людини веде до збільшення негативних для природи й, в остаточному підсумку, небезпечних для існування людини наслідків його діяльності. Проблема небувалого збільшення тиску на біосферу зростаючого населення планети стає усе більше гострою. Розвиток техніки й технологій сприяє більшій інтенсифікації й глобалізації впливу людини на навколишнє середовище.

Світове господарство можна розглядати як сукупність екологічних ніш сучасного людства, як його видову реалізовану екологічну нішу, умови перебування в якій обмежуються техногенним навантаженням. По багатьох просторових і потокових параметрах вона збігається з екосферою, екологічна ємність якої обмежена. Екологічною ємністю середовища (території) називають величину максимального техногенного навантаження, що може витримати й переносити тривалий час екосистема території без порушення її структури й функцій. Між суспільним виробництвом і планетарною біотою неминучі конкурентні відносини, тому що значні ділянки екосфери заміщаються техносферою.

Техносфера - це глобальна сукупність знарядь, об'єктів, матеріальних процесів і продуктів суспільного виробництва, або простір геосфер Землі, що перебуває під впливом виробничої діяльності людини й зайняте її продуктами.

Функціональною одиницею техносфери є природно-промислова система. Природно-промислова система - це комплекс господарських і промислових об'єктів (промислове середовище), що перебуває у взаємозв'язку з навколишнім природним середовищем. У цій системі має місце обмін речовиною, енергією й інформацією, взаємний вплив і взаємодія елементів.

Складові частини природно-промислових систем - об'єкти промисловості, сільського господарства, комунально-побутової сфери, об'єкти природоохоронного призначення й навколишнє природне середовище.

5.3. 2. Поняття «техногенез» і його основні тенденції. Техногенезом в історії цивілізації називають створення техніки й технологій і розробка людиною усе більше зроблених знарядь і пристроїв для впливу на навколишній світ з метою виробництва й споживання матеріальних благ.

Основні тенденції техногенезу:

• За останні 100 років світове енергоспоживання збільшилося в 12 разів (подвоєння в середньому кожні 27 років). Причому світове споживання енергії зростало вдвічі швидше, ніж населення Землі.

• У структурі паливного балансу відбувся перехід від використання дров і вугілля до переваги вуглеводневого палива - нафти й газу.

• Збільшився добування і переробка мінеральних ресурсів - руд і нерудних матеріалів. Виробництво кольорових металів зросло за сторіччя в 8 разів і досягло наприкінці 80-х років минулого століття 900 млн. т/рік. В 40-х роках почалася й стрімко зросла здобич урану.

• В XX столітті значно виріс обсяг, і змінилася структура машинобудування, збільшувалися число, одинична й літрова потужність вироблених машин і агрегатів.

• Важливою рисою сучасного техногенезу є хімізація всіх галузей господарства. Останнім часом важливе значення стали грати біологічні й інформаційні технології.

5.3. 3. Екологічні проблеми міст. Процес урбанізації не обмежується тільки зростанням міського населення або числа й розміру міст, він виявляється в збільшенні ролі міста в житті суспільства, у зміні способу життя багатьох людей. Для екології людини в місті характерна ізоляція від природних екологічних факторів: наявності необхідної маси рослин, ґрунти й води, що беруть участь в очищенні середовища. З антропоекологічних позицій місто - це дуже щільна й динамічна людська популяція в створеній нею самому штучному середовищу.

З містом зв'язують багато рис суспільного прогресу - зручність, комфорт, полегшення побуту, щільність комунікацій і доступність задоволення різних потреб.

Але міське середовище несе не тільки блага, воно негативно впливає на здоров'я людини шляхом впливу наступних факторів: забруднення атмосфери, води, продуктів харчування, предметів побуту викидами промисловості й транспорту; електромагнітні поля, вібрації, шум, дейонізация повітря в приміщеннях, хімізація побуту, інформаційне перевантаження, надмірне число соціальних контактів, дефіцит часу, гіподинамія й психоемоційні перевантаження, недоліки в харчуванні, поширення шкідливих звичок і т.д.

Все перераховане в різних сполученнях стає джерелом хвороб сучасного городянина. Значні контингенти населення перебувають у постійному стані стресу, подібного з дегенеративним стресом дрібних тварин, викликаним перенаселенням ("феномен лемінгів"): у випадку демографічного вибуху дрібні тварини стають набагато агресивніше, статева поведінка гальмується, настає масова загибель тварин, що повертає чисельність популяції до середніх значень.

Майже половина населення миру зосереджена в містах. За останні 45 років чисельність міських жителів зросла з 730 млн. до 2600 млн. чоловік, тобто збільшилася майже в 3,5 рази. Їхня частка в загальній чисельності населення зросла з 29 до 45 %. У цьому процесі переважну роль грає ріст великих міст. Чисельність людства в цей момент близько 6,5 млрд. людина.

5.4. 4. Вплив техногенного забруднення навколишнього природного середовища на здоров'я населення. Забруднення навколишнього середовища впливає на здоров'я різними шляхами й практично може впливати через всі сфери контакту людини з навколишнім середовищем. Із цього ясно, що для людини несприятливим є забруднення кожного з компонентів природного середовища. Ураженими можуть бути різні системи й органи. Особливо велику роль при цьому грає атмосфера.

За день середня людина вдихає більше 9 кг повітря, випиває близько 2 л води, з'їдає більше 1 кг їжі. Якийсь час він може жити без їжі, але без повітря може існувати не більш 5 хвилин. Тому контакт зі шкідливими речовинами через повітря відбувається в середнім частіше, ніж через воду, рослини та інші компоненти.

5.4. Наслідки забруднення біосфери. Основні наслідки забруднення біосфери можна розділити на медико-біологічні, соціально-економічні й географічно-екологічні.

Медико-біологічні наслідки. Протягом останніх 10 років у структурі захворюваності переважають захворювання органів подиху, серцево-судинної системи, нервової системи, шкіри, системи кровообігу. У структурі смертності населення на першому місці - смертність від захворювань органів серцево-судинної системи, далі злоякісні новотвори, нещасні випадки та інше.

В Україні територіальний розподіл захворювань населення тісно пов'язане з екологічною ситуацією. Установлено, що тривалий вплив атмосферного повітря, забрудненого сірчистим газом, окислами вуглецю, азоту й інших речовин, шкідливо впливає на здоров'я людини. При цьому зростає загальна захворюваність населення, що обумовлена поразкою окремих органів і систем організму - легеневої (пневмонія, бронхіальна астма та інші неспецифічні хвороби легенів) і серцево-судинної (гіпертонічна хвороба, інфаркт міокарда, хронічні хвороби).

Великий вплив на рівень серцево-судинних, легеневих і інших захворювань робить сумарне забруднення атмосферного повітря. При концентрації його в 5 ПДК спостерігається істотне зростання певних форм і груп захворювань (бронхіти, бронхіальна астма, авітамінози, розладу нервової системи), а також збільшення загального числа дітей із хронічними хворобами. При сумарному забрудненні атмосферного повітря на рівні 10 ПДК спостерігається значне збільшення хронічних захворювань не тільки серед дітей, але й серед дорослих. Для деяких захворювань (ішемічна хвороба серця, гострі респіраторні хвороби й грип) істотне їхнє розповсюдження спостерігається тільки на рівні 20 ПДК. Такі хвороби, як захворювання органів травлення, корелюють із атмосферним забрудненням лише за умови його взаємодії з іншими факторами.

Найнебезпечніші промислові викиди для здоров'я дітей. У зв'язку із забрудненням атмосферного повітря знижуються адаптивні можливості дитячого організму, що приводить до зміни дихальних функцій і збільшення рівня легеневої патології.

Варто також ураховувати й локальні територіальні відмінності в розповсюдженні деяких захворювань. У зонах розміщення промислових підприємств характерні специфічні забруднення, які можуть також приводити до погіршення стану здоров'я людини.

Наприклад, у зонах розміщення атомних електростанцій можлива висока загальна захворюваність населення, особливо злоякісними пухлинами; біля теплових електростанцій і цементних заводів - силікозом; у зоні металургійних заводів - хронічними бронхітами; кольорової металургії, нафтопереробних і хімічних заводів - раком легень; алюмінієвих заводів - отруєння фтором; інтенсивного руху автотранспорту - хронічних отруєнь і поразок легенів. Високий рівень забруднення атмосферного повітря загрожує здоров'ю не тільки сьогодення, але й майбутніх поколінь.

Соціально-економічні наслідки. У цей час склалися передумови для розуміння того, що доля біосфери буде залежати від пріоритету людських цінностей. Розвиток техногенних змін біосфери зараз значно випереджає адаптаційні можливості людського організму. Серйозну небезпеку становить токсичне забруднення навколишнього середовища. Шкода від сумарного забруднення важкими металами й іншими забруднювачами металургійної промисловості в таких містах як Маріуполь і Запоріжжя на кілька порядків більше, ніж шкода від радіоактивного забруднення в районах, що піддаються впливу від Чорнобильської аварії.

Небезпека токсичного забруднення зв'язана й з тим, що далеко не всі впливи вдається регламентувати. Нормативи ПДК розроблені не для всіх забруднюючих речовин, а тільки для незначної їхньої частини. Слабко вивчені довгострокові наслідки впливу забруднюючих речовин: цілком оцінені менш 5 % із приблизно 70 000 застосовуваних сьогодні хімічних речовин (щорічно вводиться в оборот не менш 1000 найменувань хімікатів). Дані обставини вимагають додаткових витрат як на проведення досліджень по впливу різних інгредієнтів на організм людини й навколишнє середовище в цілому, так і на розробку нормативної, нормативно-правової й технологічної документації.

Географічно-екологічні наслідки забруднення навколишнього середовища значною мірою визначаються розвитком промисловості, транспорту і їхнім розміщенням. Забруднення стимулює виникнення специфічної патології населення. У районах з інтенсивним рівнем розвитку промисловості зникає різниця між професійною патологією й патологією населення, що проживає в безпосередній близькості від промислових підприємств.

С урахуванням можливого впливу наслідків забруднення на життєдіяльність людини виділяють такі види територій: умовно чисті, помірковано забруднені, дуже забруднені, надзвичайно забруднені, екологічного нещастя й екологічна катастрофа.

Особливу тривогу викличуть території екологічного нещастя й екологічної катастрофи. До районів екологічних катастроф можна віднести території, деградація яких набула необоротний характер, а проживання людей стає неможливим. До районів екологічного нещастя належать території, у межах яких природні процеси й екологічні зв'язки настільки глибоко порушені, що різко погіршують умови життя населення, але ще не набули необоротного характеру. Території екологічного нещастя й екологічної катастрофи займають близько 7,4 тис. км² площі України. Сюди входять райони 30-ти кілометрової зони Чорнобильської АЕС і причорноморські регіони інтенсивного зрошення. Надзвичайно забруднені (близько 61 тис. км²) території зосереджені в районах Придніпров'я, Наддністрянщини, Донбасу, Східної частини Причорномор'я, Чорнобильської АЕС, у багатьох великих містах. Дуже забруднені (близько 116,7 тис. км²) і забруднені (121 тис. км²) території суцільними ареалами зосереджені в районах Чорнобильської АЕС і південної частини України.

5.5. Глобальні й регіональні екологічні кризи й техногенні катастрофи. Розвиток людського суспільства донедавна супроводжувалося тільки локальними й регіональними екологічними кризами антропогенного походження. Сам вплив людини на природу носив переважно локальний або регіональний характер і ніколи не був настільки значним, як у сучасну епоху.

Древні мисливці могли, винищивши тварин на якій-небудь території, перейти на інше місце; древні хлібороби могли, якщо ґрунт піддавався ерозії або продуктивність її знижувалася, освоїти нові землі. Такі переселення супроводжувалися соціальними потрясіннями, які з кожною новою епохою ставали усе більш драматичніше.

У цей час представляється обґрунтованою точка зору, що щільність населення Землі наближається до критичного. Нинішні темпи зросту такі, що для забезпечення навіть тих умов існування, які на Землі зараз, кожне знову, що з'являється покоління, зобов'язане побудувати (і стало бути спожити відповідну кількість ресурсів біосфери) нову техноструктуру, рівну тієї, котра в даний момент існує на Землі.

Сучасна екологічна криза є зворотною стороною науково-технічної революції, адже саме досягнення наукового прогресу привели до самих потужних екологічних катастроф на планеті. В 1954 р. була побудована перша у світі атомна електростанція в Обнинську, і на мирний атом покладали багато надій. А в 1986 р. відбулася сама велика в історії техногенна катастрофа на Чорнобильської АЕС. У результаті цієї аварії виділилося більше радіоактивних речовин, чим при бомбардуванні Хіросіми й Нагасакі. «Мирний атом» виявився більш страшним, ніж військовий. Людство зіткнулося з такими техногенними катастрофами, які можуть претендувати на статус суперрегіональних або глобальних.

Чорнобильська аварія торкнулася більше 7 млн. чоловік і торкнеться ще багатьох, у тому числі й ненароджених.

Другою найкрупнішою катастрофою суперрегіонального масштабу є висихання Аральського моря. Ще кілька десятиліть назад газети прославляли будівельників Каракумського каналу, завдяки якому вода прийшла в безплідну пустелю, перетворивши її у квітучий сад. Але минуло небагато часу, і виявилося, що корисний ефект від зрошення був далекий від розрахункового. Ґрунту на величезній території виявилися засоленими, а вода в численних каналах стала висихати. У цей час площа Аралу зменшилася наполовину, а вітри принесли токсичні солі з його дна на плодючі землі, віддалені на тисячі кілометрів. Урятувати Арал уже не вдасться.

Варто згадати про катастрофі, викликаної вирубанням тропічних лісів Бразилії. Це впливає на зміну клімату на планеті, зменшення долі кисню (озону) в атмосфері.

Проблема конфліктних стосунків Людини й Природи не нова. До ХХ століття конфлікти дозволялися емпірично виробленим умінням підтримувати рівноважні стосунки із природними системами, або локальними (регіональними) екологічними кризами (катастрофами), як необхідними наслідками методу проб і помилок.

У другій половині ХХ століття людство прискорено формується в єдину спільність, що населяє планету Земля, і створило продуктивні сили, що розвиваються в екологічному конфлікті з біосферою планети в цілому. Принципова відмінність цієї стадії стосунків Людини й Природи в тому, що конфлікт став загальним, що швидко розвивається, що не допускає методи проб і помилок для вироблення рішень. Локальні й регіональні конфлікти стали частинами глобальної комплексної екологічної й соціальної кризи. Для цієї стадії розвитку людства головне усвідомити новизну ситуації.

5.6. Загальна характеристика методів і засобів захисту біосфери, поняття про безвідхідні виробництва. Засоби захисту біосфери поділяють на законодавчі, організаційні, технічні й ін. Існують різні форми міжнародного співробітництва для охорони навколишнього природного середовища.

Справжня перспектива виходу з екологічної кризи - у зміні виробничої діяльності людини, його способу життя, його свідомості. Науково-технічний прогрес створює не тільки "перевантаження" для природи, у найбільш прогресивних технологіях він дає засоби для запобігання негативних впливів, створює можливості екологічно чистого виробництва. Виникла не тільки гостра необхідність, але й можливість змінити суть технологічної цивілізації, надати їй природоохоронний характер, шляхом використання результатів наукових досягнень.

Один з напрямків такого розвитку - створення безпечних виробництв. Використовуючи досягнення науки, технологічний прогрес може бути організований таким чином, щоб відходи виробництва не забруднювали навколишнє середовище, а знову надходили у виробничий цикл як вторинна сировина.

Приклад дає сама природа: вуглекислий газ, виділюваний тваринами, поглинається рослинами, які виділяють кисень, необхідний для подиху тварин.

Безвідхідним є таке виробництво, у якому вся вихідна сировина, в остаточному підсумку, перетворюється в ту або іншу продукцію. Якщо врахувати, що 98% вихідної сировини сучасна промисловість переводить у відходи, то стане зрозумілої необхідність задачі створення безвідхідного виробництва. Розрахунки показують, що 80 % відходів теплоенергетичних, гірничодобувних, коксохімічної галузей придатні в справу. При цьому одержувана з них продукція найчастіше перевершує по своїх якостях виробу, виготовлені з первинної сировини.

Наприклад, зола теплових електростанцій, використовувана як добавка при виробництві газобетону, приблизно у два рази підвищує міцність будівельних панелей і блоків.

Велике значення має розвиток природовідновлювальних галузей (лісове, водне, рибне господарство), розробка й впровадження матеріалозберігаючих і енергозберігаючих технологій.

Екологічно чистими є й деякі альтернативні (стосовно теплової, атомним і гідроелектростанцій) джерела енергії. Необхідний найшвидший пошук способів практичного використання енергії сонця, вітру, припливів, геотермальних джерел.

Екологічна ситуація викликає необхідність оцінювати наслідки будь-якої діяльності, пов'язаної втручанням у природне середовище. Необхідна екологічна експертиза всіх технічних проектів.