Розділ 3 Техногенні небезпеки та їхні наслідки

3.1. Надзвичайні ситуації техногенного характеру

Зовсім недавно людство вступило в третє тисячоліття. Протягом минулого століття сталися позитивні зміни в техніці, науці, в умовах життя суспільства. Авіація та ракетобудування, радіо- та телезв’язок, система супутників зменшили відстань між континентами, утворили майже безінерційну систему інформації. Ядерна енергетика, успіхи в гірничодобувній галузі тощо зробили проблеми дефіциту енергії менш напруженими. Хімічна промисловість та матеріалознавство забезпечили людство новими матеріалами, часто з наперед заданими властивостями. Завдяки досягненням генетики, агрохімії та агротехніки надовго можна вирішити одну з найстрашніших проблем для людства – проблему голоду.

Позитивні зміни, здавалося, мали б сприяти росту населення нашої планети та покращенню якості життя. Разом з тим, досягнення цивілізації негативно вплинули на довкілля, екологію і призвели до зростання кількості аварій та катастроф, пов’язаних з роботою сучасного транспорту, енергетики та техніки взагалі. Ці аварії та катастрофи стали називати техногенними та антропогенними. Гіпертрофована техногенна сфера частково вийшла з-під контролю людини і систематично, з наростаючими періодом та амплітудою наносить несподівані жорстокі удари по суспільству та довкіллю.

До НС техногенного характеру належать транспортні аварії, пожежі, неспровоковані вибухи чи їх загроза, аварії з викидом небезпечних хімічних, радіоактивних, біологічних речовин, раптове руйнування споруд та будівель, аварії на інженерних мережах і спорудах життєзабезпечення, гідродинамічні аварії на греблях, дамбах тощо.

Відповідно до територіального поширення, обсягів заподіяних або очікуваних економічних збитків, кількості загиблих визначаються чотири рівні НС: загальнодержавний, регіональний, місцевий та об’єктовий.

1. До НС загальнодержавного рівня відносять ситуації: які розвиваються на території двох або більше областей (Автономної Республіки Крим, міст Києва та Севастополя) або загрожує транскордонним перенесенням, а також якщо для її ліквідації необхідні ресурси, що перевищують власні можливості області; унаслідок яких постраждало (тимчасово або постійно непрацездатних) понад 300 осіб, загинуло понад 5, сталось істотне погіршення умов проживання на тривалий час понад 3000 осіб.

2. До НС регіонального рівня належать ситуації: які розвиваються на території двох або більше адміністративних районів (міст обласного значення), а також якщо для їх ліквідації необхідні ресурси, що перевищують власні можливості окремого району; унаслідок яких постраждало (тимчасово або постійно непрацездатних) від 50 до 300 осіб, загинуло від 3 до 5, сталось істотне погіршення умов проживання на тривалий час від 300 до 3000 осіб.

3. До НС місцевого рівня відносять ситуації: які виходять за межі потенційно небезпечного об’єкта або загрожують поширенням самої ситуації або її вторинних наслідків на довкілля, сусідні населені пункти, а також якщо для їх ліквідації необхідні ресурси, що перевищують власні можливості потенційно-небезпечного об’єкта; унаслідок яких постраждало (тимчасово або постійно непрацездатних) від 20 до 50 осіб, загинуло 1–2, сталось істотне погіршення умов проживання на тривалий час від 100 до 300 осіб.

4. До НС об’єктового рівня відносять ситуації: які не підпадають під визначення НС вищого рівня; унаслідок яких постраждало (тимчасово або постійно непрацездатних) до 20 осіб, загинуло понад 1 особу, сталось істотне погіршення умов проживання на тривалий час до 100 осіб.

Україна – держава з підвищеним рівнем природної та техногенної небезпеки. На жаль, у нас існують передумови виникнення багатьох видів аварій, катастроф, які відносять до НС.

Так, у народному господарстві навіть за умов економічної кризи діють понад 1500 вибухо- та пожежо-небезпечних об’єктів, на яких зосереджено більше 12 млн т вибухо- та пожежонебезпечних речовин, їх переважна більшість розташована в центральних, східних і південних областях країни, де зосереджені хімічні, нафто- та газопереробні, металургійні, машинобудівні підприємства.

Теорія катастроф

Донині не розроблена будь-яка сприйнятна теорія антропогенних екологічних катастроф (АЕК). Відсутнє їх наукове передбачення, прогнозування. При створенні такої теорії слід ураховувати психічні особливості людей, рівень розвитку технології і техніки, демографічну ситуацію, а також наростання ступеня хімічного, фізичного, технологічного пресингу на флору, фауну і біосферу в цілому. Крім того, для розуміння причин катастроф, механізму їх розвитку, а також розробки необхідних заходів профілактики потрібно володіти інформацією про всі негативні психологічні, соціальні, економічні і технічні фактори, які призводять до виникнення тієї чи іншої катастрофи в процесі людської діяльності. При будь-якій антропогенній катастрофі, малій чи великій, слід виявити всі справжні причини, а також «побудувати» ланцюг фактів, які призвели до її початку і розвитку.

Одну з перших теорій катастроф висунув французький зоолог Ж. Кюв’є, один із засновників палеонтології. Згідно з цією теорією, Земля зазнала декілька катастроф, під час яких гинули фауна і флора. Після кожної катастрофи (на думку катастрофістів) виникали нові види рослин і тварин. У наш час це вчення розглядають як метафізичне. Вважається, що періодичні всесвітні геологічні катастрофи і потопи неможливі. Це вчення відкидає теорію про змінність живої природи та положення про єдність організації тварин.

Існуючі математичні теорії теж не можуть повною мірою охопити всі передумови виникнення і розвитку катастроф. За допомогою теорії катастроф Р. Тома, теорії випадковостей А.Н. Колмогорова, теорії критичних явищ А.А. Самарського, напевно, можна описати окремі аспекти проблеми антропогенних катастроф. Серед опублікованих робіт з теорії катастроф є дослідження стійкості кораблів, моделювання діяльності мозку і психологічних розладів, повстань в’язнів у в’язницях, поведінки біржових гравців, впливу алкоголю на водіїв транспортних засобів тощо. За останні десятиліття з’явилася низка наукових праць з теорії катастроф. (Арнольд В. И. Теория катастроф / В. И. Арнольд. – М. : Знание, 1981; Брекер Т. Дифференциируемые ростки и катастрофы / Т. Брекер, Л. Ландер. – М. : Мир, 1977; Постон Т. Теория катастроф и ее приложения / Т. Постон, И. Стюарт. – М. : Мир, 1980).

Існує думка, що природні катастрофи (землетруси, виверження вулканів, цунамі, селі, зливи, розливи рік ) не залежать від волі людини, зумовлені не її діяльністю, а природними катаклізмами. Отже, вищезазначені теорії пояснюють саме такі ситуації.

Наскільки сучасні теорії катастроф можуть пояснити катастрофи, зумовлені діяльністю людини? Чи не пояснюються АЕК прогресуючою інтелектуальною недостатністю частини людської популяції, точніше – відсутністю у її деяких представників загальної і трудової культури, а саме: обов’язковості, акуратності, почуття відповідальності за доручену справу. Можливо, є сенс вивчати ці феномени – зростаючу необов’язковість, відсутність чи зниження загальної культури і культури праці, які зумовлюють зростання кількості небезпечних ситуацій, що призводять до аварій і катастроф.

При врахуванні людського чинника виникнення АЕК певною мірою не вписуються в цю нішу математичних теорій, хоча окремі ситуації при АЕК можна пояснити теорією випадковостей або теорією критичних явищ.

Тому, за Д.Д. Зербіно, майбутня теорія АЕК повинна ґрунтуватися не тільки і не стільки на математичних методах, скільки враховувати саму людину, її психологію, ставлення до навколишнього світу.

Виходячи з цього, для виявлення причинних факторів і факторів ризику АЕК Д.Д. Зербіно пропонує теорію недостатності робочої функції людини. За допомогою цієї теорії можна виявити майже всі аварії і АЕК. Теорія недостатності, як і деякі інші, описує частковості, які самі по собі чи опосередковано можуть призвести до АЕК.

Складовими цієї теорії є:

- недостатньо всебічно продумана технологія;

- недостатньо добросовісно виконаний проект приладу, транспортного засобу;

- недостатня експертиза проекту;

- порушення техніки експлуатації;

- недостатність повного застосування в проекті приладу (транспортного засобу), у технологічному процесі – протиаварійних систем, дублюючих протиаварійних приладів, систем очистки від будь-яких ксенобіотиків;

- недостатній професіоналізм;

- недостатні знання;

- недостатність навчання з техніки безпеки;

- недостатність психічних функцій, зумовлених шкідливими звичками (алкоголізм, токсикоманія), прихованим впливом токсичних речовин, які використовуються в побуті чи на виробництві, хворобою, соціальними чварами, порушенням звичайного життєвого ритму, дискомфортними умовами праці і відпочинку;

- вроджений синдром інтелектуальної недостатності, який проявляється в дітей, батьки яких зловживали алкоголем, лікарськими препаратами або зазнали впливу радіації, токсичних речовин (ксенобіотиків);

- свідомі злочинні дії в надії на недостатній контроль – екоцид, викиди шкідливих речовин у навколишньє середовище.

Отже, недостатність професіоналізму чи психічних функцій – головні причини, які запускають механізм аварій чи катастроф, як правило, за допомогою ланцюга багатьох передавальних ланок, які можуть вважатися факторами ризику.

Класифікація антропогенних екологічних катастроф. Групове визначення "антропогенні екологічні катастрофи" (АЕК) – досить повне, оскільки воно містить сутність явища, на думку Д Зербіно. Цей термін узагальнює ситуації, тобто катастрофи, викликані самою людиною, її помилковою діяльністю – технічною або технологічною. АЕК закінчується не лише аварією, але й змінами навколишнього середовища. У близькому або віддаленому майбутньому АЕК призводить до патології людини, тобто по суті – до екологічної патології, або екологічного захворювання. Постановка такої проблеми необхідна, а з розвитком технологій і техніки вона стає все більш актуальною.

Термінологія. Робоча класифікація. Існують офіційні визначення терміна "катастрофа". За твердженням Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), катастрофа – це ситуація, яка являє несподівану, серйозну і непередбачену загрозу для здоров’я суспільства. Комітет ВООЗ з проблем сучасного суспільства (цит. за Т.Н. Богницкой с соавт., 1986) визначає катастрофу як явище природи або акцію людини, які становлять загрозу життю людини такою мірою, що змушують її звернутися по допомогу ззовні. Є інші, більш короткі визначення, наприклад: катастрофа – це непередбачена і несподівана ситуація, що зазнало населення, неспроможне подолати її самотужки. Розрізняють нещасний випадок і катастрофу. Нещасний випадок являє собою обмежений шкідливий вплив, який можна подолати наявними засобами. Катастрофа – надзвичайно негативне явище, яке не можна подолати звичайними засобами. Потрібна допомога ззовні. Межа між нещасним випадком і катастрофою не дуже чітка.

Власне, лише аварії є антропогенними катастрофами, а все решта – стихійні лиха. Проте і останні можуть призвести до техногенних катастроф, тобто до аварій. Термінологію конкретних варіантів АЕК поки що достатньо не розроблено (було запропоновано робочу термінологію) (Д.Д. Зербіно, 1991). Зрозуміло, ці визначення не є остаточними, вони можуть бути змінені, їх можна доповнювати.

За швидкістю розвитку АЕК розрізняють такі їх види.

- повільні АЕК, що обумовлені акумуляцією (накопиченням) шкідливих речовин (ксенобіотиків) в організмі людини внаслідок поступового, іноді прихованого їх надходження. Наприклад, накопичення у повітрі пилових частинок, утворення звичайного і фотохімічного смогу з подальшим загостренням хронічних захворювань і смертю багатьох людей;

- швидкі АЕК – ті, що розвиваються впродовж (умовно) близько 6 годин;

- миттєві АЕК, за яких люди гинуть за короткий проміжок час до одної години: зіткнення і загибель літаків, поїздів, аварія теплоходів, масивні пожежі. Власне, це – аварії; не всі вони призводять до екологічних наслідків, порушень в екосистемах, забруднення, ураження довкілля.

Існує класифікація надзвичайних ситуацій антропогенного походження, яка виходить із джерела небезпеки (Н.І. Бойчук, 1998):

- транспортні (автомобільні, на залізницях, авіаційні, водні, трубопровідні);

- виробничі (з вивільненням механічної, термічної, радіаційної та хімічної енергії, витікання бактеріальних агентів);

- специфічні небезпечні явища (інфекційна захворюваність: захворюваність людей – поодинокі випадки екзотичних і особливо небезпечних інфекційних захворювань, групові випадки особливо небезпечних інфекційних захворювань, епідемічний спалах, епідемія, пандемія; захворюваність тварин – ензоотія, епізоотія, панзоотія), хвороби рослин (прогресуюча епіфітотія, панфітотія, масове поширення шкідників рослин);

- соціальні небезпечні явища (воєнні конфлікти, тероризм, соціальні заворушення, алкоголізм, наркоманія, токсикоманія та ін.).

Монографія В. Маршалла (1989) містить такі визначення: "велика аварія (major accident) – така аварія промислового підприємства, за якої або загинуло не менше певної кількості людей, або постраждало не менше певної кількості людей, або матеріальні збитки перевищили певну суму, або мало місце деяке поєднання цих обставин". Автор великими вважає такі аварії, у яких "загинуло не менше 10 осіб". Є й інші класифікації за кількістю потерпілих:

- невеликі – 25–100 осіб;

- середні – 101–1000 осіб;

- великі – понад 1000 осіб (Н.І. Бойчук, 1998).

В. Маршалл (1989) дає визначення й іншим термінам. Так, "хімічна небезпека" (chemical hazard) – небезпека, яка по’язана з хімічними речовинами або процесами. Основними формами прояву хімічної небезпеки є пожежа, вибух, токсичне ураження. "Токсичність" (toxic) – властивість речовини призводити до смерті або шкодити здоров’ю живої істоти в разі потрапляння в її організм з водою та їжею (перорально); через шкіру або кров (шкірорезорбтивно); під час вдихання (інгаляційно).

Антропогенні екологічні катастрофи можуть бути ненавмисними (випадковими, спонтанними – найчастіше такими вони і є) і навмисними. Конкретною ілюстрацією останнього може бути екоцид – локальне знищення природи з метою позбавити супротивника свободи пересування, укриття, місцевих джерел їжі і води.

За характером прояву АЕК можуть бути явними і прихованими. В останньому випадку АЕК розвивається поволі, приховано і призводить до захворюваності і загибелі людей.

За генезом, стимулами (факторами причинними, етіологічними) АЕК можуть бути психогенні і техногенні. Такий строгий поділ є досить непростим завданням. Річ у тому, що порушення будь-якої технології, а тим більше рішення, на яких ґрунтується шкідлива технологія, завжди містять елементи психогенної природи – незнання, недоробка, недбальство, іноді поспіх при виготовленні деталей, приладів за відсутності засобів для створення дублюючих механізмів, очисних споруд, профілактичних сигналізацій, зрештою, явні помилки в розрахунках, порушення техніки безпеки.

Атропогенно-екологічні катастрофи можуть розвиватись слідом за природним стихійним лихом: цунамі, землетрусами, селями, виверженнями вулканів. Пропонусмо називати такі екологічні катастрофи комбінованими. Приклади: землетрус, що призводить до руйнування атомної електростанції; селевий потік, що руйнує дамбу великого нагромаджувача відходів. Теоретично такі аварії можуть мати місце, але це малоймовірно, оскільки будівництво атомних електростанцій подібну ситуацію передбачає. У Японії, де особливо часті землетруси, нині діють 33 реактори (загальною потужністю 24 686 тисяч кіловат) і не було жодної аварії такого характеру на АЕС.

Багатоманітність термінології пояснюється складністю екологічної системи, стан якої залежить від рівня її стабільності, стійкості щодо різного впливу. На думку Ю. Одума (1986), "...природні екосистеми мають значну резистенцію, пружність або обидві ці властивості, які допомагають переносити періодичний важкий або гострий порушуючий вплив". Спеціалісти розрізняють два рівні такої стабільності: резистентна (властивість залишатися в стійкому стані під навантаженням) і пружна (властивість швидко відновлюватися). Ці два типи стійкості екосистем пов’язані зворотною залежністю, причому розрізняють позитивний і негативний зворотні зв’язки. Перший зміцнює відхилення, саме він значною мірою зумовлює виживання організму; другий зменшує відхилення на виході.

Особливо небезпечним є тривалий негативний вплив на екосистему. За свідченням Ю. Одума, "...хронічні (постійні, тривалі) порушення можуть призвести до виражених і стійких наслідків, особливо в разі забруднення промисловими хімічними відходами, які раніше не існували в навколишньому середовищі". Вважається, що антропогенний стрес екосистем може бути, по-перше, гострим, для якого характерний раптовий початок, швидке піднесення інтенсивності і невелика тривалість порушень; по-друге, хронічним, коли порушення незначної інтенсивності тривають довго або часто повторюються, це, за Ю. Одумом, – "постійно турбуючий вплив".

Без сумніву, запропонована номенклатура – розподіл на види, форми АЕК – має робочий характер. Цей перелік необхідний, якісь межі слід встановити, бо довільна маніпуляція словами – явище безвідповідальне.

Сценарії катастроф. У літературі існують характерні сценарії великих аварій на промислових підприємствах. Так, розрізняють чотири види аварій:

1) витікання газу або пари із пошкодженого трубопроводу або ємності з подальшим утворенням вибухо- і пожежонебезпечної газоповітряної суміші; при цьому можливе або порівняно повільне згорання цієї хмари і виникнення пожежі, або вибух, який супроводжується значними руйнуваннями навколишніх будівель і споруд;

2) перегрів під час пожежі вмісту технологічних апаратів вище за температуру кипіння з подальшим їх вибухом;

3) витікання токсичного газу і можливе ураження людей, які перебувають поблизу місця витікання;

4) скидання в результаті аварії токсичних продуктів у річки та озера з ураженням фауни і флори і виникненням небезпеки для населення.

Сьогодні на складах, підпорядкованих Міністерству оборони України, зберігається близько 18 тисяч тонн компонентів рідкого ракетного палива типу меланж. Це, звичайно, не мільйони тонн боєприпасів, також успадкованих нами від колишньої країни, але й меланж може завдати людям, екології непоправної шкоди. Чому? На відміну від того ж самого бензину, тривале зберігання меланжу супроводжується певними хімічними процесами, що призводять до руйнування ємностей, у яких він зберігається. Фахівці підрахували: якщо в резервуарі в 100 кубічних метрів станеться витік цієї рідини, радіус забруднення становитиме близько 2 км.

Для тих, кому слово "меланж" ні про що не говорить, скажемо, що це високотоксичний окислювач, який, змішуючись з повітрям, створює занадто агресивні водні розчини, які небезпечні не лише для здоров’я людини і навколишнього середовища, а й навіть для техніки! Він також здатен створювати вогненебезпечні суміші. Аби краще зрозуміти актуальність проблем, пов’язаних з наявністю в Україні меланжу, зазначимо: на кожному складі, де він зберігається, має бути 320–350 тонн 25-процентного водного розчину аміаку: на той випадок, якщо паливо витече з резервуарів. Проте, за словами військових, запаси розчину аміаку на кожному об’єкті становлять 20–25% необхідної кількості. Більше того, навіть особовий склад, який охороняє це паливо, не забезпечений засобами індивідуального захисту...

На складах трапляються відключення електроенергії, через що не працює спеціальне обладнання. Переважна більшість цистерн непридатні для транспортування палива. Потребують ремонту й залізничні колії, прокладені до баз зберігання.

Урешті-решт, ліквідація наслідків надзвичайної ситуацій, що може виникнути на "меланжевих" складах, коштуватиме значно дорожче, ніж їх попередження.

Антропогенні забруднювачі довкілля

Однією з основних причин інтенсивного насичення атмосфери міст шкідливими викидами є суперечність між обсягами виробництва в усіх галузях народного господарства й повільним впровадженням нової прогресивної технології, ефективних очисних пристроїв, що перешкоджають забрудненню повітря.

Саме поняття «забруднення повітря» визначається до цього часу дуже суб’єктивно – як «присутність у повітрі небажаних частинок (домішок)». Сучасна наука не має поки що однозначного визначення терміна «атмосферне забруднення». У деяких країнах атмосферним забрудненням називають будь-яке відхилення у складі повітря від нормального, тобто від такого, що має у своєму складі 78,03% азоту, 20,9% кисню, 0,4% вуглекислого газу і приблизно 1% водню, аргону та інших інертних газів. У США, Великобританії, ФРН та деяких інших країнах під забрудненням атмосфери розуміють відповідне джерело забруднення з визначеною характеристикою шкідливих домішок і оцінкою небажаних наслідків. У Франції атмосферне забруднення розуміють як наявність у повітрі різних газів, парів, частинок твердих або рідких речовин, у тому числі й радіоактивних, які згубно впливають на людей, тварин, рослин, погіршують їх життєві умови, завдають матеріальні збитки. В Україні забруднення повітря визначається як перевищення норми граничних допустимих концентрацій (ГДК) шкідливих речовин у повітрі. Гранично допустимою концентрацією вважається така концентрація забруднювачів, що не чинить на людину прямого чи опосередкованого шкідливого й навіть неприємного впливу, не знижує її працездатності, не впливає на її самопочуття і настрій, не завдає істотної шкоди рослинам і тваринам.

Таке розмаїття визначень обумовлене складністю проблеми попередження й боротьби із забрудненням атмосфери, значною кількістю різних джерел забруднення з характерними для них шкідливими викидами, а також різнобічними несприятливими наслідками, що не дозволяє на основі всіх факторів побудувати достатньо чітку єдину класифікацію.

Класифікація забруднювачів за природним і штучним походженням є досить довільною, оскільки часто їх дуже важко розрізнити. Доцільніше диференціювати джерела забруднення. Можна виділити п’ять основних типів забруднювачів повітря:

1) спалювання сірковміщуючого палива (вугілля, нафтопродукти, природний газ);

2) вихлопні гази автотранспорту;

3) викиди промислових підприємств чи індустріальне забруднення повітря;

4) радіоактивні виділення;

5) пестициди й інсектициди.

Через взаємодію забруднювачів, що надійшли до атмосфери, можуть виникати нові, ще токсичніші продукти. Механізмом такої взаємодії є фотохімічні реакції, реакції вільних радикалів, окислення й відновлення, полімеризація, конденсація, каталіз тощо. Не применшуючи загрози радіоактивного забруднення атмосфери та нещодавно визнаної досить серйозної загрози з боку органохлористих пестицидів, які непідвладні біологічному розпаду, слід визнати, що найнебезпечнішими (через свою масовість і потенціональне зростання) є перші три типи ЗП.

Усі види забруднювачів повітря (близько 80%) є результатом енергійних процесів в їх широкому розумінні – видобутку, переробки й використання енергоносіїв.

Існування сучасної цивілізації залежить від багатьох джерел енергії. Щодня завдяки використанню паливних корисних копалин ми добираємося на роботу, готуємо їжу або освітлюємо, обігріваємо чи охолоджуємо помешкання. Згідно з повідомленням Інституту світових ресурсів, «90 відсотків енергії, яку виробляють у світі, припадає на» паливні корисні копалини. У звіті цього ж Інституту за 2000 рік сказано: «Сьогодні основним джерелом енергії є нафта. Вона забезпечує 40 відсотків виробітку енергії, вугілля – 26, природний газ – 24».

Нафта. Нині кожного дня світ споживає 75 млн барелей нафти. Вважають, що колись загальні запаси нафти на нашій планеті становили 2 трильйони барелей. До сьогодні людство використало приблизно 900 мільярдів барелей. Якщо теперішні темпи видобутку не знизяться, то підземних запасів нафти вистачить ще на 40 років.

У результаті спалювання нафтопродуктів в атмосферу потрапляє велика кількість вуглекислого газу. Власне, цей газ є однією з основних причин глобального потепління. Проте, обговорюючи проблеми економічного характеру чи охорони довкілля, мало хто пов’язує їх з нафтою. Говорячи про залежність від нафти лише однієї країни, Австралійський комітет телерадіомовлення зазначив: «У Великобританії третина всіх викидів вуглекислого газу припадає на автомобільний транспорт. Тут загальна кількість машин сягає 26 мільйонів. Слід зазначити, що в цій країні вихлопні гази, від яких щороку помирає приблизно 10 000 людей, становлять третину атмосферного забруднення».

Вугілля. Серед паливних корисних копалин вугілля посідає головне місце. Вважають, що його поклади є найбільшими і що їх вистачить принаймні на 100 років. У всьому світі електростанції, що працюють на вугіллі, виробляють 40% електроенергії. Найбільшим експортером вугілля вважається Австралія, яка постачає на світовий ринок майже третину потрібного людям вугілля.

Проте в недавньому прес-релізі Інституту всесвітнього спостереження говорилось: «З усіх корисних копалин найбільший вміст вуглецю власне у вугіллі: у перерахунку на одиницю енергії – на 29% більше, ніж у нафті і на 80% – ніж у природному газі. Щороку через спалювання вугілля в атмосферу Землі потрапляє 2,7 млрд тонн окислів вуглецю, що становить 43% загальної кількості викидів цих сполук». А як широке використання вугілля впливає на організм людини? У публікації ООН «Всесвітня екологічна перспектива» стверджується: «Кожного року в 11 великих містах Китаю дим і кіпоть, які утворюються в процесі горіння, призводять до 50 000 передчасних смертей і 400 000 випадків захворювань на хронічний бронхіт».

Природний газ. Як зазначається у звіті «Перспективи міжнародної енергетики – 2003», у наступні 20 років «природний газ стане у всьому світі головним джерелом енергії». Використання природного газу впливає на довкілля менш згубно, ніж інших паливних копалин. До того ж вважається, що в земних надрах є ще величезні запаси цієї сировини.

Проте, як повідомила вашингтонська Асоціація постачальників природного газу, «нині кожен фахівець оцінює кількість запасів природного газу на основі різних припущень. Тож поки не закінчаться запаси цього газу, ніхто точно не знатиме, скільки його міститься в надрах землі... Тому важко точно визначити реальні запаси природного газу».

Головною складовою природного газу є метан. Вищезгадана Асоціація інформує: «Метан дуже посилює парниковий ефект. Він поглинає тепло в 21 раз краще, ніж вуглекислий газ». Це саме джерело повідомляло про масштабні дослідження, які провело Агентство охорони навколишнього середовища спільно з Науково-дослідним інститутом газу. Ось їхній висновок: «Якщо ми захочемо зменшити шкідливі викиди завдяки ширшому використанню природного газу, то в результаті матимемо збільшення викидів метану в атмосферу».

Атомна енергія. У журналі «Острейліан джіоґрефік» з’явилася інформація про те, що у всьому світі нараховується приблизно 430 атомних реакторів і що вони виробляють 16% усієї електроенергії. У звіті «Перспективи міжнародної енергетики – 2003» сказано, що, за даними на лютий 2003 року, у цілому світі будується 35 реакторів, і 17 з них – в економічно розвинених країнах Азії».

Атомна енергетика і надалі залишається перспективною попри те, що інколи стаються аварії, як, наприклад, у Чорнобилі 1986 року. Часопис «Нью саєнтист» повідомляв, що «американські реактори мають чимало серйозних тріщин, до того ж вони уражені корозією». У березні 2002 року реактор у Дейвіс-Бізз (штат Огайо) через корозію «мало не зазнав катастрофічного розплавлення».

Традиційні джерела енергії вичерпуються. Крім того, їхнє використання створює чимало проблем. Цілком очевидно, що нам потрібно шукати інші – чисті, надійні види енергії (вітер, сонце, геотермальна енергія, вода, водень та ін.).

Одним з найгостріших аспектів проблеми захисту повітряного басейну є індустріальне забруднення. Через кількісне збільшення підприємств, будівництво потужних індустріальних комплексів і зростання продуктивності праці проблема попередження забруднення атмосфери промисловими викидами стає надто гострою. На Міжнародній конференції з проблем забруднення повітря, що проходила у Вашінгтоні в 1962 р., була прийнята класифікація викидів різних галузей промисловості за видами шкідливих домішок. За цією класифікацією всі галузі промисловості поділяються на такі, що виділяють:

1) пил;

2) дими;

3) запахи;

4) подразнюючі й токсичні речовини;

5) компоненти з фотохімічним ефектом.

Різноманіття домішок, що виділяються, обумовлене специфікою промислових процесів, заважає впровадженню такої класифікації в життя, створює великі труднощі при віднесенні певної галузі промисловості до того чи іншого класу. За класифікацією, прийнятою Європейською об’єднаною радою з питань забруднення повітря, перевага надається вивченню безпосередньо шкідливих домішок, що виділяються підприємствами окремих галузей промисловості. Відповідно до цієї класифікації вивчаються такі джерела забруднення:

1) підприємства промисловості чорних металів (металургія та ливарне виробництво);

2) підприємства промисловості кольорових металів (виробництво й переробка);

3) підприємства цементної промисловості;

4) підприємства хімічної промисловості;

5) підприємства коксового виробництва (коксові та газові заводи);

6) підприємства нафтової промисловості.

Сучасні комплекси чорної металургії, до складу яких входять металургійні комбінати з коксохімічними заводами й агломераційними фабриками, металообробними й машинобудівними заводами, а також підприємства, що виробляють цемент, шлакоблоки, пластмаси, сільськогосподарські добрива тощо, є джерелом інтенсивного забруднення повітря пилом, який містить близько 30% вільного двоокису кремнію, сірчистим газом, окисом вуглецю, окислами азоту, сірководнем, фенолами, канцерогенними вуглеводнями (3,4-бензпірен), метанолом, сажею, миш’яком, марганцем, окислами заліза та іншими токсичними сполуками в радіусі 10–15 (часто й більше) км. Підприємства кольорової металургії забруднюють повітря пилом, окисом вуглецю, окислами азоту й сірки. Заводи мідної та свинцево-цинкової промисловості викидають в атмосферу ще й чимало сірковуглецю і свинцю. Заводи алюмінієвої промисловості – фтористий водень. Заводи магнієвої промисловості – хлористий водень тощо. У районах машинобудівних підприємств спостерігаються високі концентрації окису вуглецю, окислів сірки й азоту, фенолів, пилу, свинцю, вуглеводнів. Підприємства будівельної промисловості, особливо асфальтово-цементні заводи, є джерелом сильного забруднення повітря пилом, окислом вуглецю, фенолами, сажею, сірководнем, формальдегідом, вуглеводнями. Хімічні комбінати, підприємства азотної, основної та синтетичної хімії, заводи штучного волокна – потужне джерело забруднення повітря окислами азоту, окисом вуглецю, аміаком, сірчистим ангідридом, метанолом, формальдегідом, сірковуглецем, сірководнем, ціанистим воднем, фтором, миш’яком, бензолом, етилбензолом, стиролом, ртуттю та іншими високотоксичними інгредієнтами в радіусі до 15 км від джерел викидів. Целюлозно-паперові підприємства забруднюють повітря прилеглих територій сірководнем, окисом вуглецю, двоокисом азоту. Нафтохімічні й нафтопереробні підприємства створюють зону підвищеної концентрації вуглеводнів, сірководню, окислів азоту, фенолів, окису вуглецю й сірчистого газу, викиди сажових заводів, крім сажі (дисперсного вуглецю), містять значні концентрації окису вуглецю, окислів азоту, сірководню, смолистих органічних сполук з канцерогенними властивостями (3,4-бензпірен). Гірничорудні підприємства та вугільні шахти забруднюють повітря сірчистим газом, окислами азоту, сірководнем, окисом вуглецю, пилом.

Величезної шкоди людству як сьогодні, так і в майбутньому може завдати радіоактивне зараження атмосфери. Експерименти довели, що будь-яке опромінювання, яким би малим воно не було, несе в собі небезпеку генетичного характеру чи раку. Тому питання радіоактивного забруднення повітря набули характеру проблеми суспільного та морального значення.

Трагедії Хіросіми, Нагасакі та Чорнобиля свідчить про те, що повторення ядерних катастроф може поставити людство перед фактом загибелі набагато швидше, ніж усі інші джерела забруднення біосфери разом узяті.

Дослідження джерел забруднення – продуцентів шкідливих речовин, інвентаризація викидів – питання надзвичайно складні. Адже рівень забрудненості залежить від численних факторів. Для його об’єктивної оцінки необхідно вивчити кожний окремий випадок і несприятливий вплив кожної шкідливої речовини. Лише тоді можна вимагати від промисловості не лише зменшення кількості шкідливих викидів, а й застосування ефективніших засобів боротьби з пилом і газами, що знизило б забруднення повітря до безпечних меж.

Захист повітряного басейну від забруднень має такі напрямки:

1. Здійснення організованого викиду відпрацьованих газів, спорудження високих і надвисоких труб.

2. Установлення санітарних охоронних зон навколо промислових підприємств.

3. Оптимальне розташування промислових підприємств з урахуванням рози вітрів. Винесення великих підприємств і спорудження нових у малозаселених районах з непридатними чи майже непридатними землями для сільськогосподарського використання.

4. Зниження викидів шляхом спорудження очисних споруд.

5. Зниження викидів шляхом удосконалення чи зміни технологічних процесів.

6. Поліпшення експлуатації газоочисного і пиловловлюючого устаткування, доведення існуючої технології виробництва до проектного рівня з метою зменшення всіх допоміжних викидів.

7. Автоматизація виробничих процесів з подальшим зменшенням викидів.

8. Автоматизація котролю за викидами, зменшення викидів на випадок смогу чи вітру в бік житлових районів, пов’язування викидів з поточними метеорологічними умовами.

Група українських вчених - медиків за цикл робіт «Важкі метали як небезпечні для людини забруднювачі довкілля України: медико-екологічні дослідження, обґрунтування та досвід упровадження профілактичних заходів» отримала Державну премію України в галузі науки і техніки за 2002 рік. Серед авторів – академіки НАН і АМН України Є. Г. Гончарук та Ю.І. Кундіев, академіки АМН і члени-кореспонденти НАН України І.М. Трахтенберг та Д.Д. Зербіно, професори Е.А. Деркачов, Н.Ф. Іваницька, Ю.М. Талакін, кандидати медичних наук Л.М. Горбань, М.М. Коршун.

Токсичні метали (свинець, кадмій, ртуть та ін.) і металоїд миш’як містяться практично в усіх харчових продуктах, частково як природні елементи тла, частково внаслідок діяльності людини. Антропогенними джерелами забруднення є викиди в атмосферу, стічні води і тверді відходи промислових підприємств (особливо гірничорудної, металургійної, хімічної, приладобудівної промисловості та електростанцій), що зумовлюють накопичення токсичних елементів у ґрунті, ґрунтових водах і воді водойм. Одним із головних джерел викидів в атмосферу свинцю є автомобілі, що працюють на бензині з антидетонаторами тетраетил- і тетраметилсвинцем. Значними джерелами забруднення харчових продуктів токсичними елементами є стічні води, що використовуються для зрошення полів, агрохімікати, які містять метали у складі основної речовини або у вигляді домішок; металічні та полімерні матеріали, що використовуються у виробництві харчової продукції (обладнання, посуд, тара, пакувальні матеріали тощо).

Стародавні римляни полюбляли вживати добре вино, яке зберігалося у полив’яних глеках. Оскільки до складу поливи (глазурі) входив оксид плюмбуму, то останній легко переходив до вина у вигляді розчинних комплексів. Вживання такого вина спричиняло хронічні отруєння плюмбумом. Медики вважають, що чудернацькі вчинки римських імператорів були наслідком їх хворобливого стану через отруєння цим металом. У Югославії траплялися випадки отруєння людей плюмбумом з маслин, які зберігалися у свинцевому посуді.

У сучасному побуті деколи використовують луджений посуд – це мідний посуд, покритий тонким шаром олова. Оскільки олово має домішки свинцю, то він разом із міддю легко переходить до їжі, якщо вона містить навіть незначну кількість органічних кислот – яблучної, оцтової, молочної і деяких інших. Зрозуміло, що варити борщ (а він має домішки органічних кислот) у лудженому посуді є справою досить ризикованою.

Метали можуть потрапити до харчових продуктів також із полив’яного і емальованого посуду. Глиняний посуд лише тоді майже не забруднює харчові продукти, якщо він поливаний твердим, рівним і міцним шаром покриття. Металевий посуд, покритий яскраво-жовтими або червоними емалями, може бути джерелом плюмбуму й кадмію в продуктах, оскільки ці сполуки металів є компонентами неорганічних пігментів.

Плюмбум і кадмій можуть потрапляти до харчових продуктів з візерунків скляного посуду, паперових, поліетиленових обгорток і етикеток. Особливо небезпечними є ті, що містять яскраві кольорові барви, до складу яких входять неорганічні фарби з вмістом плюмбуму та кадмію. Відомим є факт, коли яскрава обгортка гумової жуйки містила 88 мг/кг плюмбуму. Варто замислитися, чи настільки вже потрібні Україні зарубіжні харчові продукти.

Пластмасові упаковки виявились непоганими у використанні. Під час перевірки було з’ясовано, що з їхньої поверхні метали переходять до продуктів у незначних кількостях.

Харчові продукти можуть забруднюватися металами не лише через друкарські фарби, а й через харчові барвники. У багатьох країнах світу такі барвники було вилучено з ужитку і заборонено через підвищений вміст арсену, кадмію, хрому і плюмбуму.

Джерелом шкідливих елементів на практиці може бути металева тара або упаковка, у якій зберігають готові продукти. Консервні банки, виготовлені із залізної жерсті та луджені оловом, широко використовуються для зберігання м’ясних, рибних і молочних продуктів. Відсутність забруднення може бути гарантована в цьому випадку лише тоді, коли продукти містять малі кількості органічних кислот, нітратів, окисників чи відновників, а температура зберігання досить низька. Захисником стінок металевих банок від дії агресивних домішок їжі слугує харчовий лак, хоч є дані про те, що сам харчовий лак може бути джерелом плюмбуму і спричинити забруднення.

Якщо вищеназвані умови порушено, то метал консервних банок або тари може реагувати з продуктом. Така взаємодія частіше має характер електрохімічної корозії: більш активний метал слугує анодом у гальванічній парі двох металів, а менш активний метал – катодом.

Протягом багатьох десятиліть для пакування харчових продуктів використовується алюмінієва фольга, яка добре себе зарекомендувала в харчовій промисловості. Але виявляється, що, як і інші метали, вона має присаджувальні елементи: ферум, купрум, цинк, манган і хром. Якщо створюються відповідні корозійні умови, то як сам алюміній, так і його домішки з фольги можуть потрапити до продуктів. Набагато кращим матеріалом слугують хімічно стійкі нержавіючі сталі, з яких домішки міді, нікелю та хрому дуже повільно і в малих кількостях переходять до харчових продуктів. Посуд з нержавіючої сталі не відновлює нітрати харчових продуктів до нітритів, через що має вагому перевагу над алюмінієвим. До металів, непридатних для контакту з їжею, належать кадмій, нікель, мідь, цинк і берилій. Застосування сплавів берилію заборонено на підприємствах харчової промисловості через його високу токсичність.

Хлорорганічні препарати (ХОП), особливо поліхлоровані біфеніли (ПХБ) або діоксини і фурани, є найнебезпечнішими для людини і всього живого ксенобіотиками. А такий їх представник, як 2, 3, 7, 8-тетрахлордибензопарадіоксин (ТХДД), належить до найсильніших синтетичних отрут. Він виявляє виражену токсичність у дозі 3,1 · 10^-9 мг/кг маси тіла теплокровних тварин, тоді як для кураре ця доза становить 7,2 · 10^-7, стрихніну – 1,5 · 1^-6. Лише мінімальні смертельні дози ботулінового і дифтерійного токсинів (відповідно 3,3 · 10^-11 та 4,2 · 10^-12 мг/кг) перевищують токсичність ТХДД. Проте небезпека ХОП для живого порівняно із згаданими природними токсинами незрівнянно виша, адже вони мають більш широкий спектр біологічної дії: мутагенність, кануерогенність і кумулятивність. Так, згаданий ТХДД залишається в організмі людини протягом близько 30 років, а оскільки він не руйнується мікроорганізмами і важко абсорбується рослинами, то довго перебуває у ґрунті і воді.

Основними джерелами утворення діоксинів є виробництво: хлорбензолів і ПХБ, які використовують як рідинні діелектрики, мастильні речовини, високотемпературні пінопласти і гідравлічні рідини; розчинників (дихлоретан, трихлоретан, етиленхлоргідрин тощо); полівінілхлориду.

Відомі й інші технологічні процеси, де взаємодіють органічні речовини і хлор. Це целюлозно-паперова промисловість, яка в СРСР за рівнем забруднення довкілля посідала друге місце після хімічної галузі. Оскільки в деревині міститься близько 25% поліфенолів, вони взаємодіють із хлорним реагентом й утворюють значну кількість діоксинів. Органічні речовини і хлор взаємодіють також у технологічних процесах нафтохімічної, коксохімічної і металургійної промисловості, на автомобільному транспорті.

Важливим джерелом надходження у ґрунтові та водні екосистеми ПХБ стали хлорорганічні пестициди, а саме: хлорпохідні ароматичних вуглеводнів (ДДТ, гексахлоран, гексахлорбензол, гексахлорбутадієн, пентахлорфенол тощо), хлорпохідні пінепової фракції скипідару (поліхлорпіпен, хлортеп, поліхлоркамфен тощо), хлорпохідні дієнової групи (альдрин, дільдрин, ендрин, хлоріндан), хлоровані аліфатичні вуглеводні (дихлоретан, хлорек-рин) та інші. Гекса-хлорциклогексан (ГХЦГ). який успішно використовується для боротьби зі шкідливими комахами в овочівництві, садівництві та землеробстві, виявився настільки токсичним для людей і тварин та стійким у навколишньому середовищі, що його застосування в одних країнах світу заборонене, а в інших усіляко обмежується. Це стосується і згаданого вище гексахлорбензолу (ГХБ) – ефективного фунгіциду, бактерициду та інсектициду, шо набув поширення для захисту дерев’яних виробів.

Усі ці забруднювачі можуть призводити за певних обставин до екологічних катастроф.

Ядерні катастрофи. Відомо, що світовий ядерний конфлікт може мати три глобальних наслідки (за Н. Харуеллом і Т. Хатчинсоном):

- «ядерна зима» і «ядерна ніч», коли температура на всій земній кулі різко впаде (на десятки градусів), а освітленість стане меншою, ніж в безмісячну ніч. Це буде продовжуватися багато місяців. Життя на Землі буде відрізане від свого головного енергетичного джерела – Сонця. Вигляд нашої планети після «ядерної зими» зовсім зміниться. Саме існування людства стане проблематичним;

- радіоактивне забруднення планети, причому не стільки через компоненти ядерних боєголовок, скільки в результаті руйнування АЕС, заводів для виробництва ядерного палива, сховищ радіоактивних відходів. Величезні території на десятиріччя перетворяться в радіоактивні пустелі;

- глобальний голод. Навіть якщо не враховувати руйнувань сільськогосподарських систем у країнах – учасницях військових конфліктів, довготривалі кліматичні наслідки, а саме: зменшення середньорічної температури на 1–2 °С і перерозподіл опадів – призведуть до різкого падіння врожайності сільськогосподарських культур. Це спричинить голодну смерть великої кількості людей, яка перевищить кількість загиблих під час бойових дій.