§ 1.3. Антропогенное воздействие на окружающую среду

В XX в. человек стал главным действующим началом в преобразо­вании окружающей природы. Индустриальная мощь его в настоящее время такова, что он всерьез может изменить облик планеты. В то же время эпоха "ноосферы" (по В.И. Вернадскому, сфера разума) еще не наступила и в зависимости от того, как построит человек свои отноше­ния с окружающей его средой, во многом зависит не только будущее биосферы, но и существование самого человека как биологического вида. В этой ситуации уповать на то, что все образуется как-нибудь самой собой, было бы для цивилизации непростительным легкомысли­ем.

Необходимо, чтобы потребности цивилизации не превышали воз­можностей биосферы. Увы, это не всегда учитывается. Все чаще посту­пают тревожные сигналы о том, что человечество стоит на пороге экологического кризиса. Осваивая и используя богатства природы, человек не всегда еще может учесть последствия своих действий.

А ведь еще Энгельс в "Диалектике природы" предупреждал: "Не будем слишком обольщаться нашими победами над природой. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитываем, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожа­ют значение первых". И сейчас человек ощущает эти непредвиденные последствия, выражающиеся в ухудшении качества окружающей сре­ды обитания. Сейчас стало ясно, что масштабы воздействия человека на окружающую среду превысили адаптационные возможности биосфе­ры. В результате во многих регионах нарушилось сложившееся эволю-ционно-экологическое равновесие, возникли трудности в продовольст­венном обеспечении и питьевом водоснабжении населения, повысилась заболеваемость людей аллергическими, наследственными, раковыми, инфекционными болезнями.

Опасность антропогенного воздействия на окружающую среду заключается в том, что отклик биосферы на него появляется не сразу, а со сдвигом во времени, причем время отклика зависит от характера воздействия. Если отклик наблюдается относительно быстро, имеется возможность регулирования масштабов воздействия, не допуская не­обратимых изменений в окружающей среде. Если же сдвиги в экосис-26

теме происходят лишь спустя длительный промежуток времени, воз­можны необратимые, в том числе и глобальные, изменения природных экосистем.

Экологические проблемы во многом связаны с быстрым ростом народонаселения.

Человек — представитель животного мира, существование его как биологического вида тесно связано с качеством среды обитания, а рост численности ограничен теми же факторами, что и рост численности популяций других видов животных:

1. пригодным для обитания пространством;

2. присутствием в среде питательных веществ, необходимых для поддержания процессов жизнедеятельности;

3. развитием в экосистеме видов-потребителей (антагонистов);

4) накоплением в среде токсичных продуктов жизнедеятельности. Какой из факторов станет определяющим, зависит от конкретных

условий. Во всяком случае в настоящее время мы являемся свидетеля­ми ситуации, когда рост численности населения грозит самоуничтоже­нием человеческой популяции.

Пути самоуничтожения могут быть различными. При наращивании военной мощи в условиях нехватки жизненного пространства или продовольствия не исключено развязывание всеиспепеляющей ядерной войны. Опасность подстерегает человека и в результате появления ранее неизвестных инфекционных заболеваний типа СПИДа. Наконец, он может стать жертвой своего же воздействия на окружающую среду вследствие появления новых неблагоприятных факторов, таких, как усиление УФ-радиации солнечного излучения, химическое загрязнение воздушной среды, воды и продуктов питания, изменение климата пладеты, истощение природных ресурсов, нарушение устойчивости экосистемы среды обитания и т.д.

В 1987 г. численность населения Земли превысила 5 млрд. человек и продолжает расти по гиперэкспоненциальному закону. "Демографи­ческий взрыв" наглядно может быть проиллюстрирован данными, представленными в табл. 2, 3.

Таблица 2, Рост численности населения Земного шара

Рост численности насе-	Период, годы	Время удвоения числен-
ления, млн. чел.		ности населения
10-20	7000-4500 до н.э.	2500
40-80	2500-1000 до н.э. .	1500
160-320	1-900 н.э.	900 27

Продолжение табл. 2

Рост численности насе-			Период, годы	Время удвоения числен-
ления,	млн.	чел.		ности населения
320-600			900-1700	800
600-1200			1700-1850	150
1200-2500			1850-1950	100
2500-5000			1950-1990	40

Таблица 3. Численность иаселеюш Земли

Численность,	Год	Время увеличения числен-
млрд.чел.		ности на 1 млрд. чел.
1	XIX в.	_
2	1930	и 130
3	1960	30
4	1976	16
5	1987	11

Из приведенных данных видно, что резко сокращается время удво­ения численности населения, укорачивается время появления каждого нового миллиарда людей. Ежегодный прирост населения Земли сейчас составляет около 100 млн. человек.

По прогнозам демографов, к 2000 г. ожидается около 6,3 млрд, человек, после чего предсказывается снижение темпов роста в связи с повышением жизненного уровня слаборазвитых стран, ростом общече­ловеческой культуры, ростом доли городского населения.

Одновременно с численностью растут и потребности общества, что приводит к гиперэкспоненциальному росту объема промышленного и сельскохозяйственного производства.

О современных темпах воздействия человека на окружающую среду говорят такие цифры: удвоение производства электроэнергии происхо­дит каждые 7—10 лет, получение всех видов промышленной и сельско­хозяйственной продукции возрастает вдвое за 30—35 лет.

На фоне качественного истощения природных ресурсов рост произ­водства приводит к опережающему росту отходов, снижению плодоро­дия почв, тепловому и химическому загрязнению окружающей среды.

Развитие промышленности и сельскохозяйственного производства шло до недавнего времени по экстенсивному пути без учета экологи­ческих последствий. 28

Ежегодные извлечения из биосферы и выбросы в окружающую среду в результате человеческой деятельности представлены в табл. 4.

Как видно из табл. 4, в результате производственной деятельности человека в окружающую среду выбрасывается около 100 тыс. наимено­ваний химических веществ. Это количество в десятки раз превосходит естественные поступления веществ при выветривании горных пород и вулканической деятельности. Ежегодно производится 60 млн. т неиз­вестных синтетических материалов, в почвы сельскохозяйственных угодий вносится огромное количество минеральных удобрений и пес­тицидов. Количество железа, поступающего антропогенным путем в природную среду, составило за последние 150 лет около 6,5 млрд. т, а возможные последствия "ожелезнения" земной коры пока не известны.

Человечество активно использует около 55% суши и 50% ежегодно­го прироста леса. В результате строительства и горных разработок ежегодно перемещается более 4 тыс.км³ породы, сжигается 7 млрд. т топлива. Для ирригации, промышленного производства, бытового снабжения отбирается более 13% речного стока и сбрасывается в во­доемы ежегодно более 500 млрд.м³ промышленных и коммунальных стоков. Их нейтрализация требует 5—10-кратного разбавления природ­ной чистой воды. Не менее чем вдвое увеличился твердый сток в Оке­ан. Только в водохранилищах накопление продуктов размыва суши составляет 13,4 млрд. т в год.

В результате сжигания топлива в атмосферу ежегодно поступает (даже с учетом очистки) более 20 млрд. т СОг и более 700 млн. т других паро- и газообразных соединений и твердых частиц. Серьезной проблемой становятся избыток серы в окружающей среде и загрязне­ние соединениями серы воздуха и поверхностных вод. В настоящее

29

время техногенное поступление серы в семь раз превышает таковые при естественных условиях. При сжигании низких сортов угля и мазу­та в атмосферу выделяется 150 млн. т SO2 в год.

Большую экологическую проблему представляет повсеместная урбанизация — более половины населения Земного шара проживает в настоящее время в городах. Сейчас в мире насчитывается более 150 городов с населением свыше 1 млн. человек и число таких городов увеличивается. Что с этим связано, показано в табл. 5.

Воздействие человека сказывается на всех ресурсах биосферы и неизбежно влечет за собой изменения в экологических системах, ланд­шафтах, природных комплексах. Соответственно антропогенные изме­нения в природе — это изменения, происходящие в окружающей среде в результате хозяйственной деятельности человека.

Можно выделить четыре главных фактора воздействия человека иа окружающую среду.

1. Изменение структуры земной поверхности. Около 10% суши преобразовано в связи со строительством городов, промышленных предприятий, дорог, распашкой степей, вырубкой лесов, созданием искусственных водоемов, осушением болот и т.д.

2. Изменение химического состава окружающей среды, влияние на круговорот веществ в биосфере. Это добыча ископаемых, выбросы различных веществ в атмосферу и гидросферу, изменение влагооборо-та, химизация сельского хозяйства и т.д.

3. Изменение энергетического (теплового) баланса отдельных регио­нов и планеты в целом. Эти воздействия могут оказывать серьезное влияние на климат.

30

4. Изменения, вносимые в живую природу. Это истребление отдель­ных видов организмов, выведение новых пород животных и растений, перемещение организмов в новые места обитания и т.д.

Все антропогенные изменения в природе можно разделить на пред­намеренные и сопутствующие.

Преднамеренные преобразования включают освоение земель в сель­ском хозяйстве, сооружение водохранилищ, строительство городов, путей сообщения, добычу полезных ископаемых, мелиоративные пре­образования и т.д.

Сопутствующие изменения в окружающей среде необходимо стре­миться свести к минимуму. Это фактически те изменения, о которых предупреждал Энгельс. Среди них загрязнение окружающей среды, обеднение видового состава животного мира, развитие эрозионных процессов, повышение заболеваемости людей и т.д.

Под загрязнением окружающей среды понимается поступление в природную среду любых твердых, газообразных или жидких веществ, микроорганизмов или энергий (тепловой, электромагнитной, радиаци­онной, звуковой) в количествах, вызывающих изменение состава и свойств компонентов природы, оказывающих вредное воздействие на человека, флору и фауну.

Виды загрязнений многообразы. Основные из них: выбросы загряз­няющих веществ в атмосферу; попадание в водную среду всевозмож­ных производственных и коммунально-бытовых отходов, нефтепродук­тов, минеральных солей; засорение ландшафтов мусором и твердыми отходами; щирокое применение пестицидов; повышение уровня иони­зирующей радиации; накопление тепла в атмосфере и гидросфере; усиление шумовых воздействий.

Химические загрязнения — основной фактор неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду. Атропогенному загрязнению подвержены все среды обитания жизни.

Сейчас в атмосферу, главным образом в северное полушарие (93,5%), ежегодно выбрасываются сотни миллионов тонн оксидов азота и серы, углекислоты, твердых и жидких взвешенных частиц (аэрозо­лей), миллионы тонн газообразных органических веществ. Загрязнение атмосферы приобретает глобальный характер, чревато изменением климата, увеличением потока жесткой УФ-радиации на поверхности Земли, увеличением числа заболеваний среди людей.

Антропогенное загрязнение почв связано с твердыми и жидкими отходами промышленности, строительства, городского хозяйства и сельскохозяйственного производства, а также с не всегда обоснован­ным вмешательством человека в режим водоснабжения почв в условиях

31

поливного земледеления и мелиоративных преобразований, с неконт­ролируемым применением удобрений и пестицидов.

Если атмосфера и почва принимают на себя основной объем загряз­нений, то водоемы служат природными "коллекторами" химических отходов человеческой деятельности. За счет выпадения осадков и в период весеннего половодья вместе с поверхностным стоком в воду попадают загрязняющие вещества, выбрасываемые первоначально в атмосферу или вносимые в почву. Загрязнение природных вод связано также с использованием водных ресурсов в промышленности и сельс­ком хозяйстве, в энергетике, на хозяйственно-бытовые нужды, в связи с развитием водного транспорта, мелиоративных преобразований и т.д. После использования вода возвращается в природные водные объекты, неся в себе следы воздействия в виде изменения химического состава, температуры, биологического загрязнения.

Источниками антропогенного загрязнения природной среды служат различные объекты производственной и бытовой деятельности людей (табл. 6).

Таблица б. Виды загрязнений

Продолжение табл. 6

Вид загрязнений

Отрасль промышленности, для которой характерен указанный вид загрязнений

Вода

Тепло

Радиоактивное Минеральные соли Взвешенные частицы Легкоусвояемые и биогенные ве­щества Нефтепродукты

Ионы тяжелых металлов

Пестициды Красители, фенолы ВМС, лигнины Органические растворители СПАВ

Энергетическая (АЭС, ТЭЦ, ГРЭС) АЭС, военная Химическая

Коммунально-бытовое хозяйство Сельское, городское хозяйство

Нефтедобывающая, нефтеперерабаты­вающая

Горнодобывающая, машиностроитель­ная

Сельское хозяйство

Текстильная

Целлюлозно-бумажная

Химическая

Городские стоки

Основные источники загрязнений — моторизованные транспортные средства, тепловые электростанции, металлургические, нефтеперера­батывающие и цементные заводы, предприятия химической, целлю­лозно-бумажной и пищевой промышленности, сельскохозяйственное производство (отходы животноводства, пестициды, удобрения), свалки городского мусора, поля фильтрации, шахтные и рудничные террико­ны.

Способы и пути борьбы с антропогенным загрязнением окружаю­щей среды разнообразны. Среди них строительство очистных сооруже­ний, установка пылегазоулавливающих фильтров, создание безотход­ных и малоотходных технологий, утилизация отходов, использование их в качестве вторичного сырья для получения полезной продукции, применение замкнутых циклов водопользования, применение биологи­ческих методов борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйствен­ных и лесных растений, оптимизация режима использования техники, улучпюние конструкций двигателей внутреннего сгорания, поиски новых видов топлива и источников энергии.

Наряду с антропогенным загрязнением в окружающей среде дейст­вуют и естественные факторы загрязнения: вулканическая деятель-

2-235

33

ность, лесные пожары, пыльные бури, биологическое самозагрязнение водоемов (явление "цветения") и т.д.

Можно ли избежать загрязнения окружающей среды? Теоретичес­ки да. Для этого, по-видимому, пришлось бы получать чистую воду из сточных вод, а на иле, образующемся при их очистке, выращивать сельскохозяйственные культуры. Вероятно, все отбросы можно было бы подвергнуть рециркуляции и изготавливать из них товары. Даже СОг и ЩО, выделяемые при дыхании, очевидно, можно было бы прев­ратить с помощью фотосинтеза растений в углеводы и кислород. Од­нако для всего этого требуется энергия, которая должна быть найдена где-то в окружающей среде, например в запасах угля, нефти и т.д. Весь вопрос в том, какой вид деятельности нанесет наименьший эколо­гический вред.