Экологический мониторинг.
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.
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 порядков больше, чем вред 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.
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 разделяютна 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.
5.7.1. Понятие экологического мониторинга и его виды.В конце 60-х г.г. прошлого века многие страны осознали, что необходима координация усилий по сбору, хранению и переработке данных о состоянии окружающей среды. В 1972 г. в Стокгольме прошла конференция по охране окружающей среды под эгидой ООН, где впервые возникла необходимость договориться об определении понятия “мониторинг”. Решено было под мониторингом окружающей среды понимать комплексную систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов. Термин появился как дополнение к термину “контроль состояния окружающей среды”.
В настоящее время под мониторингом понимают совокупность наблюдений за определенными компонентами биосферы, специальным образом организованными в пространстве и во времени, а также адекватный комплекс методов экологического прогнозирования.
Выделяют различные виды мониторинга в зависимости от критериев:
· биоэкологический (санитарно-гигиенический);
· геоэкологический (природно-хозяйственный);
· биосферный (глобальный);
· геофизический;
· климатический;
· биологический;
· здоровья населения и др.
Особую роль в системе экологического мониторинга играет биологический мониторинг, т.е. мониторинг биологической составляющей экосистемы (биоты).
Биологический мониторинг – это контроль состояния окружающей природной среды с помощью живых организмов. Главный метод биологического мониторинга – биоиндексация, смысл которой заключается в регистрации любых изменений в биоте, вызванных антропогенными факторами. В биологическом мониторинге могут быть использованы не только биологические, но и любые другие методы, например химический анализ содержания загрязняющих веществ в живых организмах.
5.7.2.Основные задачи экологического мониторинга. Это наблюдение за состоянием биосферы, оценка и прогноз ее состояния, определение степени антропогенного воздействия на окружающую среду, выявление факторов и источников воздействия. В конечном счете, целью экологического мониторинга является оптимизация отношений человека с природой, экологическая ориентация хозяйственной деятельности.. Экологический мониторинг возник на стыке экологии, биологии, географии, геофизики, геологии и других наук.
Цели, методические подходы и практика мониторинга на разных уровнях отличаются.
Задачей мониторинга на локальном уровне является определение параметров моделей “поле выбросов – поле концентраций”. Объектом воздействия на локальном уровне является человек.
На региональном уровне подход к мониторингу основан на том, что загрязняющие вещества, попадая в круговорот веществ в биосфере, изменяют состояние абиотической составляющей и, как следствие, вызывают изменения в биоте (экзогенные сукцессии).
Любое хозяйственное мероприятие, проводимое в масштабе региона, сказывается на региональном фоне – изменяет состояние равновесия абиотической и биологической компоненты. Так, например, состояние растительного покрова, в первую очередь лесов, существенно влияет на климатические условия региона.
5.7.3. Экологический мониторинг в Украине и в мире.В Украине ещё необходимо создавать государственную систему экологического мониторинга, которая осуществляла бы:
· мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;
· мониторинг загрязнения абиотической компоненты;
· мониторинг биотической компоненты;
· обеспечение создания и функционирования экологических и информационных систем.
Такая служба должна включать в себя специальную службу наблюдений, которая осуществляла бы такие основные виды наблюдений, как наблюдение за состоянием загрязнения воздуха в городах и промышленных центрах, загрязнения почвы, загрязнения пресных и морских вод, трансграничным переносом веществ, загрязняющих атмосферу, химическим и радионуклидным составом и кислотностью атмосферных осадков и загрязнением снежного покрова и др.
Государственная служба экологического мониторинга должна предусмотреть осуществление таких видов работ: режимные наблюдения, оперативные работы, специальные работы.
Идея создания Глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС) была высказана на Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде в 1972 г. реальные основы ГСМОС были заложены на специальной встрече в Найроби (Кения) в 1974 г., где была уточнена роль агентов и государств – членов ООН.
В настоящее время создана мировая сеть станций фонового мониторинга, на которых осуществляется слежение за определенными параметрами состояния окружающей природной среды. Наблюдения охватывают все типы экосистем: водные (морские и пресноводные) и наземные (лесные, степные, пустынные, высокогорные). Эта работа проводится под эгидой ЮНЕП.
Станции комплексного фонового мониторинга Украины расположены в биосферных заповедниках (Черноморский, Аскания-Нова) и являются частью глобальных международных наблюдательных сетей.
5.8. Модели и прогнозы развития человеческого общества и природы.Еще сравнительно недавно прогнозы изменения условий жизни на нашей планете строились на основе весьма приближенных расчетов и интуитивных соображений. В последние годы, с развитием теории и практики математического моделирования и вычислительной техники, положение значительно изменилось. Используя сведения о современных запасах полезных ископаемых, энергетических и других ресурсах, об уровне промышленного и сельскохозяйственного производства, росте народонаселения и степени загрязнения среды, можно, составив соответствующие уравнения, моделировать изменения того или иного интересующего нас показателя на ближайшие годы и десятилетия. Можно попытаться построить и глобальные модели развития человеческого общества. Первые такие попытки предприняли американские ученые Дж. Форрестер (1971) и его ученик Д. Медоуз (1972). В 1974 г. М. Месарович (США) и Э. Пестель (ФРГ) построили сходную модель состояния человеческого общества в XXI веке.
Результаты получились малоутешительные. Согласно их прогнозу при сохранении современных темпов развития промышленного производства к середине XXI в. будут исчерпаны основные ресурсы и начнется распад общества - "социальная дезинтеграция" с сокращением населения планеты примерно в два раза. Для предотвращения этих печальных явлений упомянутые авторы рекомендуют срочно ограничить все потребности, остановить рост населения, резко сократить потребление минеральных ресурсов, прекратить рост промышленного производства, переключить средства на производство продуктов питания и на борьбу с загрязнением среды. По заключению Э. Пестеля и М. Месаровича, мировое развитие должно осуществляться как система взаимозависимых и гармоничных частей.
Нетрудно понять, что эти рекомендации сколь радикальны, столь и утопичны в условиях современного мира.
Данный сценарий развития предполагает раскол мира надвое: на процветающую и безопасную часть, которая будет включать в себя большинство стран Западной и Центральной Европы, Восточную Азию и Северную Америку, и значительную часть, состоящую из нищих и яростно конфликтующих между собой территорий, лишенных стабильных правительств, куда войдут обширные районы Африки, Ближнего Востока и Южной Азии, а также, возможно, некоторые уголки Центральной и Южной Америки. По третьему сценарию весь мир будет охвачен все растущим насилием, и обширные его зоны станут неуправляемыми.
В 1976 г. американский футуролог Г. Кан выступил с прогнозом на ближайшие 200 лет, в котором, в отличие от пессимистической окраски первых моделей, рисует сверхоптимистическую картину. Игнорируя противоречия социальных систем, автор декларирует как основной принцип развития общества совершенствование технологии. Он отмечает, что растущее загрязнение среды может нейтрализовать "способность экосистем к самоисцелению", а проблемы энергетического кризиса должна решать ядерная энергетика. В том же году группой экспертов ООН опубликован проект "Будущее мировой экономики", авторы которого более реалистично подходят к этим проблемам. Они выделяют 15 регионов мира и разрабатывают различные сценарии их развития, для чего ими построено 2625 математических уравнений, решаемых с помощью ЭВМ. Авторы приходят к заключению о возможности решения ряда глобальных экономических и экологических проблем современного мира путем перехода к новому "экономическому порядку на основе равноправия и демократических принципов".
Такой оптимистический сценарий будущего представляет нынешний уровень насилия над природой как феномен переходного периода. С этой точки зрения существует вероятность, что Земной шар для большинства его обитателей станет местом более мирным и безопасным.
Альтернативный сценарий даже страшно представить. В конечной схватке за верховенство, в котором каждый считает отстаивание своих национальных интересов правым делом, а государства и народы натравливаются друг на друга - не может быть победителей. Проиграют все, причем слепой эгоизм превратит гений человека в оружие самоуничтожения человечества. Пока не видно, под чьим руководством можно было бы предотвратить это. Вся надежда на людей - людей, которые потребуют от своих руководителей прозрения откажутся пойти по пути, который приведет человечество к войне с самим собой.