ЭКОЛОГИЗАЦИЯ РОССИИ 2
ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОЛГИЗАЦИИ 4
ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ ЭКОЛОГИЗАЦИИ 6
ЭКОЛОГИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 9
ПОЧВА 9
ЖИВОТНОВОДСТВО 11
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ 14
ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 16
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДСКИХ ЭКОСИСТЕМ 16
ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ СРЕДЫ 17
СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕДА ОТ ХИМИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 19
ЭКОЛОГИЗАЦИЯ НАУКИ 21
ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ 21
ЭКОЛОГИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА 22
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ 23
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 24
БИБЛИОГРАФИЯ. 26
ЭКОЛОГИЗАЦИЯ РОССИИ
Улучшение экологического состояния России — один из важнейших
элементов общего экономического возрождения страны, так как нельзя
возрождать экономику, не думая об экологии, и наоборот. Основой
экологического возрождения России и разработки системы экологической
безопасности станет «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому
развитию» — важнейший программный документ, утвержденный Указом Президента
РФ 1 апреля 1996 г. «Концепциях разработана в соответствии с рекомендациями
и принципами, изложенными в документах Конференции ООН по окружающей среде
и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992). На основе «Концепции» будет разработан
другой правительственный документ — стратегия перехода России к устойчивому
развитию. Его реализация позволит обеспечить условия экологического
комфорта для жизни нынешнего и будущих поколений.
В «Концепции» подчеркивается важность экологического нормирования
антропогенных нагрузок для поддержания экологического равновесия
естественных экосистем, каждая из которых имеет свою «хозяйственную
емкостью, которая не должна превышаться.
Значительное внимание в «Концепции» уделяется вопросам международного
сотрудничества для сохранения биологического разнообразия, защиты озонового
слоя, предотвращения антропогенного изменения климата, охраны лесов, борьбы
с опустыниванием, развития системы особо охраняемых территорий, обеспечения
безопасного уничтожения ядерного и химического оружия. Должны содействовать
устойчивому развитию России и быть экологически ориентированы зарубежные
инвестиции. Недопустимо размещение на территории страны «грязных»
производств.
Переход к устойчивому развитию будет трехэтапным. Сначала предстоит
стабилизировать экономику и ликвидировать кризистные ситуации в отдельных
районах. Затем — осуществить экологически ориентированные структурные
преобразования в экономике и социальной сфере за счет модернизации
производства и внедрения малоотходных технологий в промышленности,
экологизации сельского хозяйства и резкого увеличения площади особо
охраняемых территорий. И наконец —реализовать идею гармонизации Общества и
Природы в глобальном масштабе.
В «Концепции» не указаны сроки выполнения этих этапов и эколого-
экономические параметры устойчивого развития (величина выброса в атмосферу
диоксида углерода или диоксида серы на единицу валового национального
дохода, урожайности сельскохозяйственных культур, площади пашни и др.). В
ней указаны лишь направления развития и основные черты системы национальной
и экологической безопасности России.
Реализация «Концепции» обеспечит защиту и рациональное использование
природного ресурсного потенциала недр, вод, почв, атмосферы, биологического
разнообразия. Будет положен конец импорту радиоактивных отходов и других
загрязняющих веществ и строительству экологически опасных совместных
предприятий. Экологизируются все сферы жизни общества — экономика, наука,
политика, право, культура, образование, нравственность. У каждого
россиянина сформируется ответственное, этическое отношение к природе,
которое и называется экологическим самосознанием.
ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОЛГИЗАЦИИ
Проблема экологизации это проблема выживания. В рекомендациях о
выживании проще говорить о том, что нужно делать, и сложнее — как это
сделать. Совершенно очевидно, что нужно экономить энергию и переходить к ее
экологически чистым источникам, экономить ресурсы и делать основным сырьем
промышленности вторичное сырье, переходить к малоотходным технологиям и
уменьшать количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в окружающую
среду, снижать темпы роста народонаселения в тех странах, где этот процесс
сопровождается сокращением длительности жизни, высокой детской смертностью,
общим обнищанием и разрушением экологической среды. Необходимо отходить от
потребительства и возвращаться к более скромному образу жизни даже в тех
странах, где живут богато.
Из всего этого клубка проблем две, пожалуй, самые сложные — проблема
энергии и регулирование народонаселения. Чем экологически чище
производство, тем оно более энергоемко. Поэтому уменьшение загрязнений и
ресурсосбережение сплошь и рядом ведет к росту энергопотребления. И, как
итог, в будущем энергопотребление будет расти.
Наиболее спорным вопросом является отношение к атомной энергии. Это
единственный традиционный источник, в котором получение энергии не
сопровождается выбросами диоксида углерода в атмосферу. Даже сжигание
спирта, полученного из биомассы, повышает содержание диоксида углерода. При
переходе на новые типы реакторов (на быстрых нейтронах) эффективность
использования урана может увеличиться в десятки раз, а количество ядовитых
радиоактивных шлаков на единицу произведенной энергии снизится. Но пока
есть атомная энергетика, есть опасность новых Чернобылей и Кыштымов. При
повышении уровня надежности вероятность аварий снижается, но никогда не
достигает нуля. «Раз в год и метла стреляет»), — утверждает русская
пословица, а уж что говорить о ядерном монстре... Но, похоже, без услуг
этих монстров из энергетического голода человечеству не вырваться ни в
настоящем, ни в будущем.
Еще сложнее с регулированием роста народонаселения. Выход один —
просвещение, повышение жизненного уровня. Этот путь к новому для
демографически неблагополучных стран уровню очень долог, тернист и
трагичен. Но другого пути нет. Конечно, экология «работаете только тогда
когда объединяется с экономикой. «Зеленые налоги» способны не только
наказывать тех, кто загрязняет среду, но и служить надежной
профилактической мерой. Ограничению потребления способствует рост цен на
дорогие товары. И тем не менее, будущее человечества — не только в
экономике и рыночных отношениях. Для выживания важно международное
сотрудничество по тем вопросам, которые рынок не решает. И важно, чтобы у
человечества постепенно появлялось новое экологическое сознание. Его
формированию помогут образование и культура.
ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ ЭКОЛОГИЗАЦИИ
Экологическая ситуация, в которой приходится функционировать
современной экономике, вызывает необходимость комплексного рассмотрения
хозяйственных проблем под углом зрения требований окружающей среды и
окружающей среды под углом зрения требований экономического развития. Это
задача целого комплекса естественных и общественных наук. Существует целый
ряд концепций или аспектов проблемы экологизации. Проблема охраны природы
тесно связана с политикой, идеологией, экономикой и социальной сферой, что
вызывает необходимость рассмотрения данной проблемы в различных аспектах:
социально-политическом, правовом, социально-гигиеническом, технико-
технологическом, эколого-экономическом и т. п.
Кратко охарактеризуем вопросы, относящиеся к отмеченным выше
направлениям проблемы охраны окружающей природной среды.
Социально-политический аспект связан с решением проблемы охраны
природы в масштабах всего человечества при наличии разных социальных
систем. Возникновение социально-политической проблемы создания и внедрения
в глобальном масштабе природоохранных мер по предотвращению истощения
ресурсов и загрязнения среды обусловлено объективными факторами.
Во-первых, в связи с неделимостью биосферы загрязнение природной среды
невозможно удержать в территориальных границах страны, в которой это
происходит.
Во-вторых, каким бы мощным экономическим и научно-техническим
потенциалом ни обладала отдельная страна, она не может полностью решить
такую сложную и многогранную проблему, поэтому потребовалось принятие
необходимых мер не только на национальном, но и на международном уровне.
Международные научно-технические связи начали устанавливаться как на
многосторонней, так и на двусторонней основе. Россия, например, в рамках
бывш. СССР сотрудничает со странами ближнего зарубежья, разрабатывая
научную проблему «Гигиенические аспекты охраны окружающей среды». В число
проблем, разрабатываемых странами СНГ, входит «Охрана недр и рациональное
использование природных ресурсов, связанных с охраной и улучшением
окружающей среды». Россия сотрудничает также с рядом ведущих
капиталистических стран (США, Англия, Франция, Швеция). Она активно
участвует в осуществлении программы ООН по окружающей среде.
Правовой аспект. Правовую основу охраны окружающей среды можно
сформулировать как установленную законом систему мер, направленных на
охрану окружающей среды и рациональное использование, восстановление и
умножение природных богатств. Устанавливая такую систему мер, закон
регулирует общественные отношения в области охраны природы, в результате
чего возникает совокупность природоохранных правоотношений.
Правовая основа охраны природы в России базируется на ряде принципов,
среди которых можно выделить наиболее важные: природные ресурсы составляют
государственную собственность и предоставляются только в пользование;
охране подлежат все объекты природы — как вовлеченные в хозяйственный
оборот, так и неэксплуатируемые; рациональное использование природных
ресурсов; контроль за рациональным использованием природных ресурсов и
охраной природы; ответственность за несоблюдение законодательства об охране
природы и др.
Социально-гигиенический аспект охраны окружающей природной среды в
нашей стране отражает принцип приоритета в охране здоровья и сохранения
благоприятных гигиенических условий жизни населения. Осуществление
мероприятий по оздоровлению окружающей среды требует разработки
количественных санитарно-гигиенических показателей состояния качества
окружающей среды, критериев безвредности, обеспечивающих оптимальные
условия жизнедеятельности человека. Социально-гигиенические исследования
должны быть направлены на то, чтобы темпы изменения окружающей среды не
опережали скорость приспосо-бительных адаптационных возможностей живых
организмов. Следовательно, учет биологической нормы адаптационных
возможностей организма — важный принцип в области изучения взаимодействия
организма и окружающей среды.
Другим важным моментом данного аспекта является социально-
гигиенический прогноз будущего состояния преобразованной окружающей среды с
целью сохранения здоровья населения. Подобные прогнозы должны не только
определять научно-техническое развитие, но и предсказывать наиболее
оптимальные варианты путей развития научно-технического прогресса.
Технико-технологический аспект охраны природы предполагает организацию
производства по принципу безотходности.
Современная технико-технологическая база промышленности не позволяет
осуществить на промышленных предприятиях глубокую очистку воздуха и воды
ввиду исключительной дороговизны этих мероприятий. Разработка новых
технологических процессов, на основе которых может быть создано безотходное
производство, обеспечит не только высокие технико-экономические показатели,
но и комплексное использование природных ресурсов. Однако по техническим и
экономическим причинам переход к безотходной технологии сразу осуществить
невозможно. Реальный путь экологизации технологии — это постепенный переход
сначала к малоотходным, а затем — к безотходным замкнутым циклам. Тем самым
могут быть достигнуты рациональное природопользование и охрана окружающей
среды.
Эколого-экономический аспект охраны природы стал формироваться
относительно недавно и своим возникновением и развитием обусловлен бурным
ростом производства и научно-технической революцией. Первоначально охрана
природы развивалась в основном как биологическая область знания,
преследующая цель «охранять живую природу». В период научно-технической
революции, когда масштабы преобразовательной деятельности людей неизмеримо
выросли, изменения природного равновесия стали сильно отражаться на
развитии народного хозяйства (вследствие недостаточного учета
экологического фактора), и проблема охраны природы приобрела также большое
экономическое значение.
Современные темпы экономического развития обострили проблему
ограниченности природных ресурсов, в связи с чем возникла необходимость
учета экологических требований к экономике. Следует подчеркнуть, что само
экономическое развитие внутренне противоречиво: с одной стороны, оно
порождает ряд острых экологических проблем, а с другой — в самом
экономическом развитии заложена основа для устранения этих противоречий.
Раскрыть природу этих противоречий — значит понять связь двух систем:
общественного производства и окружающей среды. При этом необходимо помнить,
что в системе «экономика — средах не может быть отдано предпочтение ни
экономике перед окружающей средой, ни окружающей среде перед экономикой.
Необходимо обеспечить такое взаимодействие, при котором высокие темпы
расширенного воспроизводства, экономического роста и повышения народного
благосостояния сочетались бы не только с сохранением, но и непрерывным
улучшением и развитием как отдельных компонентов, так и всей окружающей
среды.
ЭКОЛОГИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Вопросы рационального природопользования в сельском хозяйстве изучает
сельскохозяйственная экология, или агро экология (от греческого слова агрос
— поле). Ее рекомендации позволяют сочетать получение высокого урожая на
полях и высокий выход животноводческой продукции с сохранением плодородия
почв и продуктивности сенокосов и пастбищ. В правильно организованном
хозяйстве производят экологически чистые продукты и не загрязняют атмосферу
и воду. В итоге — агроэкология помогает сохранять не только природу, но и
здоровье человека. Рассматривая экологизацию сельского хозяйства разделим
сельскохозяйственную экосистему на составляющие и рассмотрим их в
отдельности.
ПОЧВА
Главный ресурс агроэкосистемы — почва. Ее плодородие зависит от запаса
органического вещества — гумуса, содержания доступных растениям питательных
элементов, структуры, обеспеченности влагой, реакции почвенного раствора,
содержания в нем ионов токсичных солей.
Гумус — кладовая плодородия. Он образуется микроорганизмами-
гумификаторами из остатков растений и животных. Запас гумуса зависит от
мощности гумусового слоя и от процентного содержания гумуса в нем. Мощность
гумусового слоя у черноземных почв может достигать 1 м, а у лесных почв
(подзолистых, серых) она составляет 10—30 см. Содержание гумуса в этом слое
у черноземов 6—10%, у лесных почв — 2—4%.
Другая группа микроорганизмов высвобождает из гумуса в почвенный
раствор питательные элементы. Среди них различают дакроэледентм (азот,
фосфор, кадий), которые требуются растениям в большом количестве, и
микроэлементы (марганец, бор, медь, цинк и др.), которых растениям нужно
немного. Все питательные элементы поглощаются из почвенного раствора
корнями растений и выносятся из почвы с урожаем. Поэтому, если в почву не
вносить удобрений (навоз, минеральные удобрения), то запасы элементов
питания в ней иссякнут.
Азот может поступать в почву в результате жизнедеятельности
микроорганизмов-симбиотрофов, свободно живущих в почве или в клубеньках на
корнях бобовых. Чтобы увеличить биологическую азотфиксацию, расширяют
площади посевов гороха, сои, люцерны, клевера и других многолетних и
однолетних бобовых. Однако биологическая азотфиксация не всегда полностью
компенсирует потери, которые понесла почва при уборке урожая. Приходится
вносить навоз, содержащий много азота, или минеральные азотные удобрения.
Структура почвы — это форма и размеры комочков, на которые она
распадается. Лучшая структура — мелкокомковатая. Внутри комочков
складываются условия для деятельности микроорганизмов-гумификаторов,
образующих гумус, а между комочками — для микроорганизмов, которые
разлагают гумус до доступных растениям минеральных соединений.
На плодородие почвы влияет ее обеспеченность влагой. Урожай снижается
при недостатке влаги, что бывает в засушливые годы. Особенно часты засухи в
южных степных районах. В этих районах плодородие снижается и в результате
засоления почв. В почвенном растворе содержатся воднорастворимые соли
(хлориды, сульфаты, сода), препятствующие росту сельскохозяйственных
растений. В Европейском Нечерноземье плодородие почв снижается из-за кислой
реакции почвенного раствора, что затрудняет поглощение корнями элементов
питания.
При рациональном природопользовании для сохранения плодородия почв
используются следующие приемы:
Борьба с эрозией — смывом или сдуванием поверхностного наиболее
плодородного слоя почвы. Для этого земли на склонах засевают многолетними
травами, которые образуют дернину, защищающую поверхность почвы от
разрушения водой и ветром. Применяют специальные приемы обработки почвы,
сохраняющие на ее поверхности часть жнивья (того, что остается на поле
после скашивания однолетних культур). На склонах обработку почвы ведут
поперек склона, и каждая бороздка становится маленькой плотиной,
препятствующей отеканию воды со взвешенными в ней почвенными частицами. Для
предотвращения ветровой эрозии используют кулисы — полосы из высокорослых
растений (подсолнечник, кукуруза), которые сохраняют на поде после уборки
урожая. Кулисы располагаются поперек направления господствующих ветров.
Особый вид эрозии — образование оврагов. Для предотвращения или остановки
этого процесса проводят специальные посадки леса.
Замена отвальной вспашки плугом безотвальным рыхлением почвы. При
обработке отвальным плугом почва ставится «с ног на голову»:
подповерхностный слой почвы, в котором микроорганизмы-гумификаторы
перерабатывают пожнивные остатки в гумус, оказывается на поверхности.
Процесс образования гумуса замедляется, а разрушение его, напротив,
ускоряется. На незащищенной растениями почве усиливается эрозия. Поэтому
отвальную вспашку заменяют рыхлением без оборота пласта. Для этого
используют специальные орудия — рыхлители (дисковые бороны, плоскорезы,
щелевате-ли и др.). Безотвальная обработка может быть мелкой (5—10 см) и
глубокой. Иногда посев проводят в жнивье без обработки (этот прием называют
нулевой обработкой почвы).
Севооборот. Это чередование разных культур на одном поле. В состав
севооборота, кроме зерновых (пшеница, рожь), или пропашных (кукуруза),
включают многолетние и однолетние бобовые травы, которые благодаря
связанным с ними клубеньковым бактериям пополняют запасы азота в почве.
Повышают плодородие почв и сидераты — культуры, зеленую массу которых
запахивают в почву. Чередование культур облегчает борьбу с вредителями
сельскохозяйственных растений, снижает засоренность полей сорными
растениями.
Применение органо-минеральных удобрений. При внесении только
минеральных удобрений, особенно в высоких дозах, активизируются
микроорганизмы, разрушающие гумус, а деятельность микроорганизмов-
гумификаторов подавляется. В результате запас плодородия в почве снижается.
Если минеральные удобрения вносятся невысокими дозамиодновременно с
органическими удобрениями (в первую очередь — с навозом), этого не
происходит. Гумус не разрушается, а питательные вещества удобрений
поступают в почвенный раствор и повышают урожай.
Сухое земледелие. Орошение, как и отвальная вспашка, ослабляет
жизнедеятельность микроорганизмов-гумификаторов и разрушает структуру
почвы. В южных районах России орошение вызывает вторичное засоление почвы.
Чтобы уменьшить площади орошаемых земель, выращивают засухоустойчивые
культуры, которые могут обходиться без полива. На орошаемых землях
выращивают только требовательные к влаге овощи (капусту, огурцы) или
многолетние травы в степных районах. Орошение на одном участке проводят не
более 2—3 лет, после чего почве дают отдых и выращивают культуры без
полива.
Использование легкой сельскохозяйственной техники. Тяжелые тракторы
уплотняют почву и разрушают ее структуру, и потому лучше использовать
легкие колесные тракторы. Часто для их прохода создают специальную колею:
при уходе за посевом (подкормка, культивация и т.д.) трактор проходит по
собственному следу. При этом почва уплотняется только под колеей. Применяют
также специальные широкопрофиль-ные шины, уменьшающие давление на почву, и
широкозахватные агрегаты, позволяющие обработать поле за меньшее число
проходов техники. Для уменьшения числа проходов совмещают разные агрегаты —
одновременно проводят рыхление почвы, посев и внесение удобрений.
ЖИВОТНОВОДСТВО
Одомашнивание животных произошло примерно в то же время, что и
введение в культуру растений, т.е. около 10 тысяч лет назад. Археологи
считают, что первыми были одомашнены овца, коза и собака. Крупный рогатый
скот и свинья в хозяйстве человека появились позже.
Сегодня сельскохозяйственные животные — важнейшие консументы
агроэкосистемы. В разных природных условиях разводят разные виды скота.
Для лесной зоны экологически более подходит крупный рогатый скот, в степной
зоне разводят свиней, в откорме которых большую роль играет зерно. Если
имеется много земель, непригодных для пашни (горные склоны, засоленные
почвы), оправдано овцеводство. В некоторых районах, где много естественных
пастбищ (Якутия, Башкортостан, Татарстан) развито коневодство. Лошади не
боятся суровой зимы, их круглый год можно содержать на подножном корме. Из
их молока получают кумыс. Высокими вкусовыми качествами отличается конское
мясо.
Соотношение между растениеводством и животноводством устанавливается с
учетом экологических требований. Для развития животноводства необходимы и
посевы, и естественные кормовые угодья. Если скота мало, то мало и
органических удобрений — навоза, и это плохо для растениеводства. Если
скота слишком много, происходит разрушение пастбищ или приходится отдавать
под кормовые культуры слишком много пахотных земель.
В агроэкосистемах, где развиты обе отрасли — растениеводство и
животноводство — два трофических уровня. Для повышения прибыльности
хозяйства нужно повышать эффективность перехода первичной биологической
продукции во вторичную, т.е. коэффициент биоконверсии, показывающий
эффективность переработки растительного корма в продукты животноводства —
мясо, молоко, яйца. В естественных экосистемах при переходе энергии с
одного трофического уровня на другой теряется около 90% энергии (чтобы
получить 1 тыс. калорий биомассы животных, нужно затратить примерно 10 тыс.
калорий биомассы растений). Отношение 1:10 — усредненное. Разные животные
при потреблении единицы растительных кормов производят неодинаковое
количество продукции. Этот показатель колеблется и у животных одного вида,
отличающихся по породе или возрасту, при разных условиях содержания.
Коэффициент биоконверсии определяют по количеству растительного белка,
необходимого для получения 1 кг животного белка. Чтобы получить 1 кг белка
говядины, нужно скормить корове 15—20 кг белка растений. Белок свинины
обходится в 2 раза дешевле — только в 10 кг растительного белка. Еще
дешевле белок яиц (на получение 1 кг белка яиц нужно 4—6 кг) и куриного
мяса бройлеров (6—8 кг белка в корме). Самый дешевый животный белок — в
молоке. Чтобы получить 1 кг такого белка, нужно всего 3—5 кг растительного
кормового белка. Высок коэффициент биоконверсии у рыб, что делает
экономически выгодным прудовое рыбоводство.
Эффективность биоконверсии можно повысить, улучшив рацион питания и
условия содержания животных. Так, в рацион коровы должны входить различные
элементы питания, в особенности белок. В 1 кормовой единице (1 кормовая
единица соответствует питательности 1 кг зерна овса) должно содержаться 125
г белка. Если в силосе или сене белка много, то корма корове требуется
меньше.
Повышается эффективность биоконверсии и при уменьшении затрат энергии
на сам процесс питания животных. Корова, например, ест не больше 8 часов в
сутки. Остальное время она отдыхает и пережевывает жвачку (размельчает то,
что было съедено на пастбище или из кормушки в стойле). Чтобы корова за 8
часов съедала достаточное количество травы, травостой на пастбище не должен
быть слишком низким (если высота травы ниже 10 см, корове неудобно
откусывать такие растения) или слишком высоким.
В зимнее время важно содержать коров в теплых помещениях. Если корове
будет холодно, то энергия пищи пойдет не на образование молока и прибавку
веса, а на согревание животного. Чем крупнее животное, тем легче ему
согреться: бык массой 500 кг переносит холод легче, чем теленок.
В разном возрасте биоконверсия у коров неодинакова: молодое животное
лучше набирает вес, у взрослого — привесы резко снижаются. Молоко корова
дает несколько лет примерно с одной и той же затратой кормов. Отсюда и два
типа содержания скота — мясной откорм, при котором животное содержат не
больше года, и молочное разведение, при котором корову доят в течение 5—7
лет.
Важный вопрос экологии животноводства — проблема стоков. Раньше, когда
фермы были небольшими, скоту подстилали солому, и навоз смешивался с ней.
Эта смесь легко перегнивала и была прекрасным удобрением. Теперь на
скотоводческих комплексах с тысячами голов скота применяют бесподстилочное
содержание животных — навоз смывают водой. Такой навоз называется ,
бесподстилочный его нельзя непосредственно использовать как удобрение. Он
убивает полезную микрофлору почвы, загрязняет ее болезнетворными бактериями
и засоряет семенами сорных растений, которые легко проходят через
пищеварительную систему животных.
Перед внесением бесподстилочного навоза на поля его подвергают
специальной обработке — компостируют с соломой или опилками и торфом,
перерабатывают в бродильных чанах. При брожении навоз обеззараживается и
образуется биогаз, которым можно отапливать ферму. Можно разбавлять навоз
водой и этим раствором поливать поля, где выращивают многолетние травы. Еще
лучше такой разбавленный навоз удобряет почву, если она покрыта равномерно
разбросанной соломой.
Чем больше скота на ферме, тем сложнее организовать переработку навоза
в удобрение и тем больше затраты на его транспортировку. Поэтому фермы с
поголовьем свыше 50 голов крупного рогатого скота и 200 — 300 голов свиней
экологически невыгодны.
В экологически правильно организованном хозяйстве скот является таким
же органичным элементом агроэкосистемы, как животные-консументы в
естественной экосистеме леса или целинной степи.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Сельскохозяйственное загрязнение, как и промышленное, наносит ущерб
экосистемам. Оно бывает нескольких типов.
Загрязнение воды стоками животноводческих ферм и скотооткормочных
комплексов. Хотя навоз прекрасное удобрение, если он неправильно
подготовлен к внесению на поля, он может нанести вред природным
экосистемам. Чтобы не загрязнять водоемы навозными стоками, строят
навозохранилища с бетонными стенами; фермы, расположенные рядом с реками и
ручьями, перемещают, чтобы снизить вероятность попадания загрязняющих
веществ в воду.
Загрязнение пестицидами и их остатками. Из за этого загрязнения
обедняется живое население почвы — снижается численность почвенных
животных, водорослей, микроорганизмов, в результате замедляются разложение
редуцентами органических остатков и возврат питательных элементов в
почвенный раствор. Остатки пестицидов могут попасть в воду (особенно при
орошаемом земледелии и выращивании риса), в атмосферу, в продукты питания.
Большая часть пестицидов и продуктов их неполного разложения токсична и
отрицательно влияет на здоровье человека.
Загрязнение почвы тяжелыми металлами. Этот вид загрязнений связан с
внесением фосфорных удобрений, в которых обычно бывает примесь тяжелых
металлов — кадмия, кобальта, цинка и др. Для предотвращения этого
загрязнения необходимо тщательно очищать удобрения на предприятиях, где их
производят, и постоянно контролировать содержание тяжелых металлов в
партиях удобрений и в почвах.Вдоль дорог на расстоянии до 100 м почвы могут
быть загрязнены свинцом, если автомашины используют этилированный бензин, в
котором содержится этот тяжелый металл.
Загрязнение почвы и продуктов питания нитратами. Опасными
загрязнителями продуктов питания нитраты становятся тогда, когда на каждый
килограмм веса человек потребляет более 5 мг нитратов в сутки. Попав с
продуктами в организм человека, они нарушают нормальную работу кровеносной
системы, что особенно опасно для детей грудного возраста. Нитраты вступают
в сложные комплексные 1соединения, называемые нитрозными. Нитрозные
соединения канцерогенны, т.е. могут стать причиной развития раковых
опухолей.
Чтобы в овощах не накапливались нитраты, нужно ограничивать применение
минеральных азотных удобрений и использовать их одновременно с
органическими удобрениями (навозом). Если концентрация нитратов в почвенном
растворе будет невысока, их содержание в овощах также не превысит норму.
Нитраты более активно накапливаются растениями при недостатке света. Нельзя
выращивать культуры с высокой способностью накапливать нитраты в тенистых
местах.
ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Экосистемы включающие промышленных предприятий входят в состав
городских экосистем, поэтому нельзя говорить об экологизации промышленности
без экологизации города. И поэтому в дальнейшем рассматривать
промышленность мы будем как составляющую города как и сельскохозяйственные
экосистемы, — антропогенные. Городские и сельскохозяйственные экосистемы
тесно связаны. В городах сельскохозяйственную продукцию перерабатывают на
молочных заводах, мясоконсервных комбинатах, кондитерских и прядильных
фабриках. Из города в село поступают сельскохозяйственные машины, горючее,
удобрения, пестициды, множество предметов, необходимых сельским жителям:
одежда, строительные материалы, электроприборы, химикаты и т.д. Наконец, из
города жители села получают информацию. В городах печатают газеты, там
работают радио- и телерадиокомпании.
Доля городского населения во всем мире постепенно увеличивается. В
среднем по России в городах сегодня проживает около 70% населения. В таких
индустриально развитых странах, как Япония, в городах живет до 80%
населения.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДСКИХ ЭКОСИСТЕМ
Городские экосистемы гетеротрофны, доля солнечной энергии,
фиксированная городскими растениями или солнечными батареями,
расположенными на крышах домов, незначительна. Основные источники энергии
для предприятий города, отопления и освещения квартир горожан (за
исключением теплоэлектроцентралей) расположены за его пределами. Это —
месторождения нефти, газа, угля, гидро и атомные электростанции. Кроме
того, чтобы накормить одного горожанина, требуется не менее 1 га
сельскохозяйственных угодий (включающих пашню, сенокосы и пастбища). В
России на одного горожанина приходится около 2 га сельхозугодий.
Собственное производство продуктов питания (теплицы, пригородные сады) в
городе незначительно.
Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть
которой человек использует для непосредственного употребления. Основную
часть воды тратят на производственные процессы и на бытовые нужды. Личное
потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом
промышленности на одного горожанина приходится до 1000 л в сутки.
Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном
состоянии — она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов,
сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. В ней могут
содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу
ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с
потоками весенней воды попадают в водные экосистемы.
Растения (продуценты) в составе городских экосистем растут в
лесопарках, парках, садах, на газонах, но их главное назначение — не
производство органического вещества (древесины, сена, съедобных плодов и
т.д.), а регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород,
поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли,
попадающих в нее при работе промышленных предприятий и транспорта. Растения
также имеют большое эстетическое и декоративное значение.
Животные в городе представлены не только обычными в естественных
экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей, трясогузка,
зяблик, славки; млекопитающие: полевки, белки и представители других групп
животных), но и особой группой городских животных — спутников человека. В
ее составе — птицы (воробьи, скворцы, ласточки, вороны, галки, голуби),
грызуны (крысы и мыши) и насекомые (тараканы, клопы, моль, мухи и др.).
Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках
(галки, вороны, воробьи). Это — санитары города. Разложение органических
отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы.
Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них
нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков
вещества и энергии человеку приходится брать на себя. Человек должен
регулировать как потребление городом энергии и ресурсов — сырья для
промышленности и пищи для людей, так и количество ядовитых отходов,
поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности
промышленности и транспорта. Наконец, он определяет и размеры этих
экосистем, которые в развитых странах, а в последние годы и в России,
быстро «расползаются» за счет загородного коттеджного строительства.
ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ СРЕДЫ
В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное
загрязнение. В экологии понятие «загрязнение» имеет более широкое значение,
чем в быту. Загрязнителями называют не только твердые, жидкие и
газообразные вещества, но и электромагнитное излучение, тепло, шум.
Химическое загрязнение атмосферы. Этот фактор относится к числу
наиболее опасных для жизни человека. В атмосферу попадают сотни веществ,
которые отсутствовали в природе. Наиболее распространенные атмосферные
загрязнители — сернистый газ (его выбрасывают городские ТЭЦ, работающие на
угле или мазуте, в которых много серы), оксиды азота, оксид углерода
(угарный газ), хлор, формальдегид, фенол, сероводород, аммиак и др. В
некоторых случаях из двух или нескольких относительно не опасных веществ,
выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут образоваться
ядовитые соединения. Экологи насчитывают около 2000 загрязнителей
атмосферы.
Главные источники загрязнения — тепловые электростанции. Менее опасны
станции, работающие на газе, более - на угле. Сильно загрязняют атмосферу
также котельные и домашние печи, которые топят углем, нефтеперерабатывающие
предприятия и автотранспорт.
Химическое загрязнение водоемов. Предприятия сбрасывают в водоемы
нефтепродукты, соединения азота, фенол и многие другие отходы
промышленности. При добыче нефти водоемы загрязняются засоленными водами,
нефть и нефтепродукты также разливаются при транспортировке. В России от
нефтяного загрязнения более всего страдают озера Севера Западной Сибири. За
последние годы возросла опасность для водных экосистем бытовых стоков
городской канализации. В этих стоках повысилась концентрация моющих
средств, которые микроорганизмы разлагают с трудом.
Пока количество загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу или
сбрасываемых в реки, невелико, экосистемы сами в состоянии справиться с
ними. Вредные вещества накапливаются в растениях, оседают на дне озер и
участков реки с медленным течением, их разлагают микроорганизмы. При
умеренном загрязнении вода в реке становится практически чистой через 3—10
км от источника загрязнения. Если загрязнителей слишком много, экосистемы
не могут с ними справиться и начинаются необратимые последствия. Вода
становится непригодной для питья и опасной для человека. Не годится
загрязненная вода и для многих отраслей промышленности.
Химическое загрязнение грунтовых вод. Токи грунтовых вод перемещают
промышленные загрязнения на большие расстояния, и не всегда можно
установить их источник. Причиной загрязнения может быть вымывание токсичных
веществ дождевыми и снеговыми водами с промышленных свалок. Загрязнение
подземных вод происходит и при добыче нефти современными методами, когда
для повышения отдачи нефтяных пластов в скважины повторно закачивают
соленую воду, поднявшуюся на поверхность вместе с нефтью при ее откачке.
Засоленные воды попадают в водоносные горизонты, вода в колодцах
приобретает горький вкус и оказывается не пригодной для питья. Этот тип
загрязнения грунтовых вод в Татарстане и Башкортостане приобрел опасные
масштабы.
Химическое загрязнение почв. Вы уже знаете о сельскохозяйственном
загрязнении почв удобрениями, пестицидами и в особенности примесями к
удобрениям (тяжелыми металлами). За химическое загрязнение почв
ответственны также промышленность и транспорт. Если автомобили используют
бензин, содержащий свинец, то почвы вдоль дорог загрязняются этим токсичным
металлом, выбрасываемым с выхлопными газами. Особенно сильно это
загрязнение в местах, где дорога идет на подъем: моторы работают напряженно
и сгорает больше топлива.
Почвы загрязняются серой при выпадании кислотных дождей (слабого
раствора серной кислоты, образовавшейся при взаимодействии сернистого газа
и атмосферной влаги). Из-за этих дождей увеличивается кислотность почвы,
что ухудшает рост многих растений, в особенности древесных. Снижают
кислотные дожди и урожаи сельскохозяйственных культур. В районах
нефтепромысла (в особенности на Тюменском Севере) особенно опасно
загрязнение почв нефтепродуктами при их добыче и траспортировке.
СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕДА ОТ ХИМИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Самые распространенные загрязнения — химические. Существует три
основных способа уменьшения вреда от них.
Разбавление. Даже очищенные стоки необходимо разбавлять в 10 раз (а
неочищенные — в 100—200 раз). На предприятиях сооружают высокие трубы,
чтобы выбрасываемые газы и пыль рассеивались равномерно. Разбавление —
малоэффективный способ уменьшения вреда от загрязнения, допустимый лишь как
временная мера.
Очистка. Это основной способ уменьшения выбросов вредных веществ в
окружающую среду в России сегодня. Однако в результате очистки образуется
много концентрированных жидких и твердых отходов, которые также приходится
хранить.
Замена старых технологий новыми — малоотходными. За счет более
глубокой переработки удается снизить количество вредных выбросов в десятки
раз. Отходы от одного производства становятся сырьем для другого (например,
из сернистого газа, выбрасываемого ТЭЦ, производят серную кислоту).
Чтобы заинтересовать предприятия в уменьшении выбросов в окружающую
среду, разрабатывают специальные экономические механизмы. Каждое
предприятие получает разрешение на выброс определенного количества отходов
и оплачивает нанесенный природе ущерб, а за дополнительное загрязнение
плата взимается в десятикратном размере.
За загрязнение среды к их виновникам — предприятиям и их руководителям
— в случаях особо опасных загрязнений могут быть применены как
экономические, так и уголовные санкции. Для оценки величины платы за
загрязнение и штрафов за превышение допущенной нормы выброса загрязняющих
веществ в воду и атмосферу или их попадания в почву и продукты питания
введена классификация загрязняющих веществ по вредности. Все вещества
разделены на 4 класса. К первому классу относят самые опасные вещества,
например, соединения ртути, ко второму — хлор, к третьему _ оксиды азота и
серы, к четвертому — оксид и диоксид углерода. Общее количество выбросов в
атмосферу или общий объем сточных вод недостаточно характеризует вред,
наносимый предприятием природе, ведь ущерб, наносимый веществами первого
класса вредности, в тысячи раз больше, чем от веществ четвертого класса.
Соответственно в сотни и тысячи раз различаются и размеры штрафов за
превышение допустимой нормы выброса.
Уровень загрязнения среды в России еще очень высок, и экологически
неблагоприятная обстановка, опасная для здоровья населения, сложилась почти
в 100 городах страны.
Некоторое улучшение экологической ситуации в России достигнуто в
основном благодаря улучшению работы очистных сооружений и падению
производства. Дальнейшего уменьшения выбросов ядовитых веществ в окружающую
среду можно добиться, если внедрить менее опасные малоотходные технологии.
Однако, для этого необходимо обновление оборудования на предприятиях, что
требует очень больших вложений и потому будет проводиться постепенно.
ЭКОЛОГИЗАЦИЯ НАУКИ
ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Абсолютно вредных веществ нет. Любой загрязнитель в невысокой дозе
практически безвреден. Такие типичные промышленные загрязнители атмосферы,
как оксиды углерода, серы и азота в невысоких концентрациях всегда
присутствовали в атмосфере. В воде и почве всегда есть тяжелые металлы.
Любая почва или горная порода обладают естественной радиоактивностью. Даже
при отсутствии поблизости (или вдали, ведь газообразные выбросы переносятся
на тысячи километров) предприятий, выбрасывающих в атмосферу азот,
некоторое его количество содержится в дождевой воде. Он появляется в
результате грозовых разрядов, при которых образуется аммиак. Очистка
атмосферы, воды или почвы от вредных веществ-загрязнителей — это снижение
их концентрации до величин, при которых они становятся безвредными. Такие
пороговые величины называются ПДК — предельно допустимые концентрации. Для
действенного контроля загрязнения атмосферы, воды или продуктов питания
необходимо знать ПДК всех основных загрязнителей.
Все предприятия делят на 5 групп (классов опасности) в зависимости от
вредности выбрасываемых веществ и степени их возможной очистки. У каждой из
этих групп своя ширина санитарно-защитной зоны вокруг предприятия, где
запрещается строительство (обычно в этой зоне размещают насаждения из видов
деревьев, устойчивых к загрязнению), от 1000 м (1-й класс опасности) до 50
м (5-й класс).
Для каждого предприятия, в зависимости от особенностей его отходов,
проектируются свои очистные сооружения. Чаще всего используют следующие
приемы очистки.
Механическая очистка. Жидкие стоки отстаивают, при этом оседают
твердые частицы. Кроме того, применяют песчаные и песчано-гравийные
фильтры, задерживающие более легкие взвешенные частицы, не осевшие в
отстойниках. В некоторых случаях применяют и центрифугирование, при котором
загрязняющие вещества извлекаются в гигантских сепараторах. Механически
отделяют нефтепродукты, которые всплывают на поверхность в отстойнике. Для
очистки газовых выбросов предприятия используют специальные пы-леосадочные
камеры и центрифуги (циклоны), матерчатые фильтры.
Химическая очистка. На стоки воздействуют химическими веществами,
переводя растворимые соединения в нерастворимые. Так, от кислот очищают
добавлением щелочи, а от щелочей, наоборот, добавлением кислот.
Установки для очистки газообразных выбросов очень дороги. Для того
чтобы уменьшить выбросы оксида и сероводорода, применяют ^щелочной дождь^,
через который пропускают насыщенные газами выбросы, в результате получают
соль и воду. В качестве поглотителей-фильтров используют также специальные
адсорбенты: активированный уголь, алюмогель, силикагель, смолы-иониты.
Физико-химическая очистка. При этой очистке электролизом превращают
сложные соединения в более простые и извлекают металлы, кислоты и другие
неорганические соединения. Для выделения наиболее опасных или ценных
загрязнителей, которые используют для дальнейшей переработки, применяют
ионообменные смолы, как губки впитывающие эти вещества.
Применяют также огневые методы очистки: распыленные стоки впрыскивают
в пламя больших горелок. Этот способ дорог, но позволяет «расколоть') даже
ядовитые соединения, не поддающиеся прочим химическим или биологическим
способам очистки. Например, огневым методом разлагают диоксины — очень
ядовитые вещества, которыми загрязнены воды и почвы в некоторых городах
России. Огневой метод применяют и при переработке бытовых отходов.
Биологическая очистка. В специально созданных экосистемах загрязнители
разрушаются или концентрируются микроорганизмами и мелкими животными.
Организмы могут накапливать и осаждать тяжелые металлы и радиоактивные
изотопы (особенно успешно это делают диатомовые водоросли).
Методы биологической очистки исключительно важны так как значительная
часть загрязнителей, которую не удается ни отфильтровать, ни извлечь
электролизом, — это растворенные в воде органические вещества.
ЭКОЛОГИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
Все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но
наиболее опасен для нее автомобильный транспорт. Сегодня в мире примерно
600 млн. штук автомобилей. В среднем каждый из них выбрасывает в сутки 3,5
— 4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу.
При использовании этилированного (с добавлением свинца) бензина этот
высокотоксичный элемент попадает в выхлопы.