WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 27 |

«СБОРНИК ЛУЧШИХ РЕФЕРАТОВ БАО-ПРЕСС РИПОЛ КЛАССИК Москва 2004 ББК 74.202.5 С54 С54 Сборник лучших рефератов / Э. В. Велик, Т.И. Водолазская, О.В. Завязкнн, М П. Ильяшенко, А.А. Ильяшенко, С.А. ...»

-- [ Страница 18 ] --

Фотохимический туман (смог) Фотохимический туман — это многокомпонентная смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. Основными компонентами смога являются озон,' оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисноп природы, которые в совокупности называются фотооксидантами. Фотохимический смог образуется в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и повышенной не менее суток инверсии. Устойчивая безветренная погода, которая обычно сопровождается инверсиями, нужна для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия возникают чаще в июне—сентябре и реже зимой. Во время продолжительной ясной погоды солнечная радиация становится причиной расщепления молекул диоксида азота И образует оксид азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом образуют озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота — в диоксид. Но эюго не случается. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи И образуют осколки молекул и избыток озона. Б результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительное количество озона. Начинается циклическая реакция, результатом которой становится постепенное накапливание озона. Этот процесс в ночное время прерывается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере скапливаются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние становятся источ 2. ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД Всякий водоем или водный источник соотнесен с окружающей его внешней средой. На него влияют условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Результатом этих влияний становится привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ — загрязнителей, ухудшающих качество воды. Обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в Ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, Экология органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды). В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может снизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов. 3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА Нефть и нефтепродукты Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость темно-коричневого цвета и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти — углеводороды (до 98%) — подразделяются на 4 класса: 1. Парафины (алкены) (до 90% от общего состава) устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью и воде. 2. Циклопарвфины (30—60% от общего состава) — насыщенные циклические соединения с 5—6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению. 3. Ароматические углеводороды (20—40% от общего состава) — ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов водорода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), полуциклические (пирен). 4. Олефины (алкены) (до 10% от общего состава) — ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь. Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-х годов в океан ежегодно поступало около 6 млн т нефти, что составляло 0,23 % мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод — все это становится причиной наличия постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. В период за 1962—79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн т нефти. За последние годы пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряет Неорганическое загрязнение Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод стали многообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них оказывается в воде вследствие человеческой деятельности. Тяжелые металлы впитываются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. К опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0—11,0) и способных изменять рН ЙОДНОЙ среды до значений 5,0 или выше 8,0, тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только а интервале рН 5,0—8,5. К основным источникам загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует отнести предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн т солей. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь собраны в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью существенно снижает первичную продукцию морских экосистем, сдерживая развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно сосредотачиваются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов, Органическое загрязнение Среди попадающих в океан с суши растворимых веществ большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценнвается в 300— 380 млн т/год. Сточные воды, которые содержат суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняет также проникновение света в глубь воды и замедляет процесс фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого 'количества кислорода. Вредное действие оказывают все вещества, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в веде. Поверхностно-активные вещества — жиры, масла, смазочные материалы — образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Возрастающее загрязнение водоемов и водостоков замечается во всех промышленных странах.

400 Биология ся 0,1 млн т нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн т/год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн т нефти. Попадая в.морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину. Нефтяная пленка видоизменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 1 — 10% (280 нм), 60— 70% (400 нм). Пленка толщиной 30—40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть формирует эмульсию двух типов: прямую — «нефть в воде> и обратную — «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные из капелек нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефти, которая содержит поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракции нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут оставаться на Поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Синтетические поверхностно-активные вещества Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, которые понижают поверхностное натяжение воды. Они являются составляющими синтетических моющих средств (CMC), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые' воды и морскую среду. CMC содержат полис') эсфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагент:-1 (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбокснметилцеллюлоза, силикаты натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивныв, катионоактизиые, амфотерпые и кеионогекныв. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионактивные ьещества. На их • долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение усло:з:-1Й бурения не-' фтяных' и тазовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется п составе пестицидов.

Пестициды Пестициды — это группа искусственно созданных веществ, которые используются для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды разделяются на следующие группы: инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды — для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды — для борьбы с сорными рас-' тениями. Установлено, что пестициды, уничтожая вредителей, причиняют вред многим полезным организмам И подрывают здоровье биоценозов, В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн т пестицидов попадает на мировой рынок. Около 1,5 млн т этих веществ уже пошло в состав наземных и морских экосистем эоловым И водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается возникновением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов., фунгицидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основные группы: хлорорганические, фосфорорганические И карбонаты. Хлорорганические инсектициды получаются путем хлорирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии позрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы — производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1,2 млн т полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) оказываются в окружающей среде в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во всех районах земного шара. Так, в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03—1,2 кг/л.

Канцерогены Канцерогенные вещества ~ это химически однородные соединения, проявляющие трансформируют уо активность и. способность порождать канцерогенные, терагэгенные (нару-. шение процессов эмбрионального развития) v ли мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированизс роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винил хлорид и, в особенности, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Максимальное количество ПАУ в современных донных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) найдено в тектонически активных зонах, которые подвержены глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПЛУ — это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.

Тяжелые металлы Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому несмотря на очистные мероприятия, содержание соединений тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасными являются ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс. т ртути. В составе атмосферной пыли содержится около ЭКОЛОГИЯ 401 12 тыс. т ртути, причем значительная часть — антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. т/год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами:, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно увеличивается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Минамато, причиной стали отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Минамата. Свинец — типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: а горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. гидробионтов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность придонной воды приводит к гибели от удушья малоподвижных формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.

Тепловое загрязнение Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий появляется в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях становится причиной повышения температуры воды в водоемах на 6—8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностного и донного слоев. Растворимость кислорода снижается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры увеличивается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Увеличивается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

Сброс отходов в море с целью захоронения (дампйнг) Многие страны, которые имеют выход к морю, совершают морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительнаго мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, попадающих в Мирозай океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды перерабатывать большое количество органических и неорганических веществ без особого ущерба для поды. Однако эта способность не может быть беспредельной. Поэтому дампйнг рассматривается как вынужденная мера. В шлаках промышленных производств находятся разносбразиые органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32—40% органических веществ;

0,56% азота;

0,44% фосфора;

0,155% цинка;

0,085% свинца;

0,001% ртути;

0,001% кадмия. Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно увеличивается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и нередко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух. — вода. Загрязняющие вещества, попадающие с раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах 4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ Почвенный покров Земли является важнейшим компонеитом биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, протекающие в биосфере. Важнейшее значение почв заключается в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет роль биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора разнообразных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому весьма важным становится изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменений под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.

Пестициды как загрязняющий фактор Открытие пестицидов — химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней является одним из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1 га почвы наносится 300 кг химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве и медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно заметно уменьшение их эффективности в результате развития резистентных рас вредителей и распространения «новых» вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов грозит глобальными катастрофами. Из громадного количества ьасеко 14- 402 БИОЛОГИЯ мых вредными будут только 0,3%, или 5 тыс. видов. У 250 видов обнаружена рсзистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрестной резистеиции, которое состоит л том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление напрямую связано с генетическими, физиологическими и биохимическими реорганизациями организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) отрицательно сказывается на качестве почвы. В связи с этим интенсивно исследуется судьба пестицидов в почвах и возможности их обезвреживать химическими и биологическими методами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой длительностью жизни, которая измеряется неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом еще не решена. Кислотные дожди Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего — это возрастающая кислотность атмосферных осадков и почвенного покрову Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво;

они быстро истощаются, и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только..юдкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками виды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное пидкисление грунтовых вод. Кислотные дожди начинаются в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу, передвигаются на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращается в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде «кислых дождей*, на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Причиной возникновения кислотных дождей могут быть сжигание сланцев, нефти, углей, газа в промышленности, сельском хозяйстве и даже быту. В результате хозяйственной деятельности человека почти в два раза увеличилось поступление в атмосферу окислов серы, азота, сероводорода и оксида углерода. Безусловно, что все это сказывается на повышении кислотности атмосферных осадков, грунтовых и наземных вод. Чтобы решить эту проблему, важно увеличить объем систематических представительских измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.

ИСЧЕЗНЕТ ЛИ ЧЕЛОВЕК КАК ВИД?

План 1 Вмешательство человека в устойчивую экологическую систему. 2. Взаимодействие человека и биоты. 3. Влияние экономики на естественную среду обитания.

1, ВМЕШАТЕЛЬСТВО ЧЕЛОВЕКА В УСТОЙЧИВУЮ ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ Впервые ученые пришли к выводу о том, что люди могут исчезнут как вид благодаря собственным «усилиям», исследуя последствия предполагаемого ядерного конфликта. Когда его угроза исчезла, человечество успокоилось. Однако следует учитывать, что энергия взрыва всех термоядерных зарядов меньше энергии, которая вырабатывается энергетическими установками мира всего лишь в течение года. Каждый год" человек пытается что-то преобразовать на своей планете. Это и перемещение гигантских масс вещества, нарушение огромных участков девственной поверхности суши, ведущее к исчезновению многочисленных видов животных и растений. Все больше нарастает радиоактивный фон. Люди замечают, что окружающая среда очень быстро изменяется, но до сих пор верят в сказки, что могут создать идеальный социальный строй, в котором человечество и природа смогут жить в согласии. Даже в настоящее время представления человечества сводятся к пониманию того, что оно неправильно ведет хозяйство, но это можно исправить благодаря технологическому вмешательству. Многие исследователи почему-то придержи ваются мнения, что изменения, происходящие в окружающей среде, яоляются непрерывным, «гладким* процессом. Но очень часто сама природа пытается продемонстрир )зать, насколько хрупки границы, после преодоления которых начинаются катастрофические разрушения. Теперь нужно определиться, какой же этап проходит сегодня человечество: это только нача ло пути, состояние перед кризисом или наступившая катастрофа? В последнее время на исправление ситуации были брошены колоссальные средства, и все же желаемого результата добиться не удалось. Катастрофические изменений не прекращаются, а кажется, наоборот, еще больше нарастают. Каждый год ситуация усугубляется новыми катаклизмами. Это может свидетельствовать о неправильности выбранных методов или о недостаточности средств, а может быть, о том и другом вместе. Чтобы улучшить состояние окружающей среды, необходимы баснословные суммы. К примеру, чтобы США удалось сократить выбросы углекислого газа на 50% переходя с угольных электростанций па атомные, необходимо не менее 50 трлн долларов. Следует учитывать, что на протяжении 38 лет каждые 2,5 дня нужно будет устанавливать один реактор. Ученые подсчитали, что в Западной. Европе для контро Экология ля и очистки индустриальных отходов в конце XX века требовалось 120 млрд долларов, а в США — 200 млрд. Такие затраты очень велики. К тому же искусственное поддержание стационарного состояния окружающей среды на какомто локальном участке требует дополнительного потребления энергии, а это приведет к ухудшению е остальной части биосферы. Получается, что псе меры, с помощью которых человечество пытается себя обезопасить, неэффективны. Нет никакого другого источника, кроме биосферы и ее ресурсов, который бы смог поддерживать жизнь. На данном этапе наше хозяйство внутри биосферы выступает в роли особой системы синтеза и разложения вещества, причем человек взял на себя функции только синтеза (производство), а функции разложения предоставил природе. Однако существенная часть вырабатываемых вешеств чужда природе и не поддается разложению, к тому же ассимилирующая емкость биосферы, несомненно, исчерпана. Человечеству мешает жить в гармонии с природой еще один стереотип. Люди вырабатывают слишком большое количество отходов. К ним можно отнести и рассеяние тепловой энергии любым промышленным, транспортным или коммунальным объектом, и воду, которая используется практически в любой технологии, и, собственно говоря, любой конечный продукт, который отправляется на свалку через месяц или же несколько веков. Человек как биологический вид является консументом. Он использует продукцию биоты (совокупность всех растений и животных), а его технологии становятся инструментом, с помощью которого ему удается потреблять значительно больше продукции биоты, чем позволено естественными законами. И из-за этого нарушается баланс в природе. 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА И БИОТЫ Основным принципом, который характеризует устойчивость биосферы, будет следующий: скорость чистого поглощения углерода биотой соразмерна приросту углерода в окружающей среде. Уже в начале прошлого века биота суши прекратила поглощать избыток углерода в атмосфере. Самым ужасным является тот факт, что она сама стала вырабатывать углерод. Тем самым изменения окружающей среды все более возрастают, и, следовательно, биота и окружающая среда стали очень неустойчивы. Биосфера, по всей вероятности, может возместить любые изменения, совершаемые человеком, при условии, если потребление первичной биологической продукции (фотосинтез) не превосходит 1% (современная доля потребления человеком — 10%). При этом не играет роли, эксплуатируется ли 1% суши, на которой до конца искажена биота, или 10% суши, где искажение биоты равняется 10%. Механизм, который применяет биота для того, чтобы стабилизировать себя саму и окружающую среду, лежит в конкуренции. До тех пор пока этот механизм употреблялся в рамках естественных потоков энергии, все было в порядке. Но когда человек сформировал новый, дополнительный поток, все большая часть продукции биоты стала потребляться в интересах только одного вида — homo sapiens — в ущерб остальным. Вся история биосферы доказывает, что ее развитие было направлено ко все большей устойчивости. Вероятно, у биоты есть механизмы вытеснения тех видов, которые нарушают эту устойчивость. Человек навряд ли будет исключением. 14* О том, что геном человека постепенно распадается, свидетельствуют данные роста генетических заболеваний. К ним в первую очередь следует отнести психические и врожденные нарушения. По всей вероятности, как раз с этим связано распространение алкоголизма и наркомании, снижение иммунного статуса организма человека, возникновение новых болезней. То, что обычно относят к «экологическим* заболеваниям, т. е. непосредственно связанным с загрязнениями окружающей среды, является лишь частью проблемы. Существуют глубинные механизмы, которые ведут к распаду генома, но пока они еще не ощущаются человеком. В конце XX века человечество столкнулось с недостатком не продовольственных или технологических ресурсов, а экологического ресурса, который обеспечивал бы стабильность окружающей среды, ресурса хозяйственной емкости биосферы. Развитые страны, за исключением Канады, уже давно разрушили свои естественные экосистемы. Этот фактор не учитывается при заключении международных соглашений, которые касаются платы за те или иные нарушения природной среды. Возникает вопрос: почему же до сих пор сохранились государства, нарушившие естественные законы природы? Объясняется это тем, что возмущения, ими производимые, частично ассимилируются океаном и участками суши, где сохранились первозданные условия обитания. Туда стекаются все загрязнители. Сохранились естественные условия "только в России, 'Канаде,'Австралии, Бразилии, Китае и Алжире.'Выходит, что все остальные страны живут за счет экологического ресурса этих стран. Наилучшие условия остались на территории Бразилии, с огромным куском тропического леса в Амазонии, и России, с ее самым большим в мире массивом лесов и ветландов (болот и переувлажненных земель). 3. ВЛИЯНИЕ ЭКОНОМИКИ НА ЕСТЕСТВЕННУЮ СРЕДУ ОБИТАНИЯ Многие до сих пор не поняли, что рыночная экономика не в состоянии обеспечить экологическую безопасность. Известно, что в США разрушение естественной природы шло гораздо быстрее, чем в Европе. Уже в начале XX пека она была практически разрушена. Если не брать в расчет Аляску, то нетронутой сохранилось только порядка 4% территории. Собственно рыночная экономика обеспечивает максимальную скорость и эффективность использования природных ресурсов, а значит, и скорейшее разрушение окружающей среды. Поэтому развитые страны обязаны взять на себя основную долю вины за сложившуюся ситуацию. ЕЭС, США, Канада и Япония вырабатывают более 2/3 мирового валового продукта, обеспечивают 2/3 мировой торговли, являгэтел крупнейшими потребителями ресурсов, особенно энергетических, и производят 3/4 массы глобальных загрязнителей. 15% населения Земли, проживающих в этих странах, потребляют 1/3 удобрений, 1/2 производимой в мире энергии, 2/3 всех металлов, половину продовольствия и более 2/3 деловой древесины. И все же рыночная экономика продолжает ориентироваться на экономический рост, хотя такая стратегия приводит к экологическим катастрофам. Между тем, 23% населения планеты являются очень бедными, среди них 400 млн не имеют дома. Абсолютное число обездоленных людей в мире постоянно растет. Чтобы хоть както поправить их положение, надо на порядок увеличить добычу сырья, доставку свежей воды, производство продуктов.

404 Биология Все больше в условиях экологического кризиса люди убеждаются в ценности нетронутой природы. Очень скоро это смогут понять все. Ныне человечеству ни в коем случае нельзя поддаться искушению получить сиюминутную выгоду, необходимо сохранить свой естественный фундаментальный потенциал. Освоение новых территорий не повысит благосостояние народа, л только сделает богаче небольшую группу людей. Необходимо также учитывать тот факт, что все неосвоенные участки природы являются стабилизаторами окружающей среды, помогают ее очистке и восстановлению. Человечеству стоит остановиться и прекратить осваивать природу, тем самым постоянно уничтожая ее, нарушая естественный баланс. Человечество давно перешагнуло порог устойчивости, следовательно, необходимо вернуться назад — к развитию без экономического роста. Об этом сейчас говорят многие ученые во всем мире. Восстановить нарушенную биоту очень сложно, даже после прекращения хозяйственной деятельности. Естественные сообщества складываются сотни лет, но способность к регуляции окружающей среды, по всей вероятности, возобновляется гораздо быстрее — на протяжении нескольких десятилетий. Так что даже при сохранении энергопотребления, поддерживающего жизнь современного населения, есть вероятность остановить глобальное разрушение, при условии сокраш.ония освоенных площадей суши сначала примерно до 40%, а затем до 20% (без учета Антарктиды). Программа эта всецело выполнила, если ввести большой международный налог, сравнимый с величиной ВНП, для государств, не желающих или не способных урезать освоенные территории. Л странам, имеющим или готовым обеспечить необходимый процент девственной природы, необходимо выплачивать крупные дотации.. Это не исключает сокращение населения Земли. Численность его не должна превышать 1—2 млрд человек. Этот процесс, можно растянуть на несколько столетий, чтобы это не было очень болезненным. Чтобы обеспечить устойчивость окружающей среды, человечество обязано сменить стереотипы, цели экономики, характер.поведения и свою этику. Если это не под силу людям, то биота сделает это сама, пытаясь разрушить человечество и не пожалев для этого часть самой себя. Если же человеку суждено исчезнуть как виду, то нет смысла надеяться па восстановление. Палеонтологи много раз доказывали, что исчезнувшие виды не возрождаются. Валовой национальный продукт (ВНП), являющийся основным показателем.экономического роста, представляет собой рыночную стоимость всех конечных товаров и услуг, произведенных за 1 год. Сейчас лишь немногие задумываются о существовании нежелательных «валовых национальных побочных продуктов», к которым относятся загрязнение воды и воздуха, автомобильные свалки, шум, перенаселение и т. д, Получается, что ВНП завышает уровень нашего материального благосостояния, так как бросовые издержки, связанные с его производством, и настоящее время из объема совокупного производства не вычитаются. На данном этапе объем ВНП обратно пропорционален загрязнению окружающей среды. Общественность подняла вопрос о загрязнении окружающей среды промышленными предприятиями только в 60-х годах XX в. Стали возникать группы бдительности, такие как «Сьерра-клаб» и «Друзья Земли*;

законодатели тоже забеспокоились и начали принимать различные меры по охране окружающей среды. И США был издан закон, который пытался регулировать деятельность в сфере маркетинга. Это «Закон и национальной политике з области окружающей среды», учрежденный в 1969 году. Он включал в себя основные положе ния, касающиеся установления корм национальной политики в области окружающей среды, и учреждение Совета по проблемам качества воды, который был преобраз пан в 1870 г. в Управление по охране окружающей среды. Все изменения окружающей среды сказызаются и на товарах, которые фирмы производят и предлагаю' рынку. В своей деятельности фирмы все больше стремятся принять во внимание тот факт, что люди разнятся по своему отношению к миру природы. Некоторые ощущают себя во власти природы, другие живут в гармонии с ней, а третьи пытаются подчинить ее себе. Замечена продолжительная тенденция подчинения природы человеком с помощью науки и техник к и его сера в изобилие природных ресурсов. Однако а последнее время ЛЮДИ все чаще стали понимать хрупкость природы и ограниченность се ресурсов, стали осознавать, что человечески деятельность может погубить природу или же нанести ей вред. Ныне любовь к природе приводит к росту популярное! у. путешествий в жилых фургонах, пешего туризма, водных прэгулок и рыбной ловли. Бизнесмены тут же ответили на возрастающие потребности человечества новым выпуском туристского снаряжения, палаток и прочих принадлежностей для любителей отдыха на природе. Организаторы поездок предлагают все больше маршрутов по местам, которых еще не коснулась человеческая деятельность. Производители продукт- п питания начали расширять рынки «натуральных?* продуктов, таких как натуральные изделия из хлебных злаков, нат} ральное мороженое, продукты для лечебного питания. Реклама пищевых продуктов подается на естественном для них природном фане. Вода и воздух кажутся неисчерпаемыми видами природных ресурсов, однако некоторые группы защит! иков окружающей среды видят угрозу и для них. Эти группы ратуют за запрещение продажи отдельных препаратов в аэрозольной упаковке, поскольку они могут нанести вред слою озона в атмосфере. А с водой в ряде районов мира прсслемы возникли уже сегодня. Использование возобновляемых ресурсов, таких как лес и продовольствие, требует осторожности. Чтобы сберечь почву и обеспечить достаточное количество лесоматериалов для удовлетворения спроса в будущем, фирмы, ксторые занимаются лесоразработками, должны восстанавливал ь насаждения на вырубленных площадях. Обеспечение продовольствием может стать немалой проблемой, поскольку размеры сельскохозяйственных угодий ограничены и все больше земель отводится под жилищное строительство и для коммерческого использования. Серьезная проблема появляется в связи с истощением таких не воз обновляемых рссурсии, как нефть, каченный уголь И другие полезные ископаемые. На сегодняшний день, по всей вероятности, уже чувстоуегся нехватка платины, золота, цинка и свинца. К концу XX столетия даже при росте цен дефицитными стали серебро, олово и уран. При сохранении нынешних уровней потребления к 2025 i. могут исчерпаться запасы и других полезных ископаемых. Даже если будет в наличии исходное сырье, деятельность фирм, которые используют дефицитные полезные ископаемые, может осложниться и вызвать увеличение расходов. А пере дожить эти издержки па плечи потребителя будет, по всей вероятности, нелегко. Фирмы, которые занимаются научноисследовательскими и изыскательскими работами, могут ел Экология части решить эту проблему, открыв новые ценные источники сырья и создав новые материалы. Самая серьезная проблема обеспечения экономического развития возникнет в связи с одним из невозобновляемых видов природных ресурсов — нефтью. Экономика ведущих промышлскно развитых стран мира во многом зависит от поставок нефти, и до тех пор, пока не будут обнаружены экономически выгодные заменители этого энергоносителя, нефть будет играть господствующую-роль в мировой политике и экономике. Высокая стоимость нефти стала причиной лихорадочных поискоз альтернативных энергоносителей. Опять стал популярным каменный уголь, проводятся исследования по изысканию практических путей использования солнечной, ядерной, ветровой н прочих видов энергии. Только п области использования солнечной энергии сотни фирм предлагают оборудование для обогрева жилых помещений и прочих целей. Промышленная деятельность практически постоянно вредит состоянию природной среды. Следует учитывать удаление отходов химических и ядерных производств, опасный уровень содержания ртути в водах морей и океанов, содержание ДДТ и других химических загрязнителей в почве и про? дуктах питания, а также засорение среды бутылками, изделиями из пластмасс и прочими упаковочными материалами, не поддающимися биохимическому разложению".. Озабоченность широких масс населения открыв-ает'перед чутко реагирующими на обстановку фирмами хороший маркетинговый потенциал. Формируется емкий рынок. средств по борьбе с загрязнением, таких как скрубберы и агрегаты, которые работают по технологии -рециркуляции исходных материалов. Ищутся альтернативные способы производства и упаковки товароз без нанесения вреда окружающей среде.

ХЛОРФТОРУГЛЕВОДОРОДАМИ (ХВУ) В 1985 г. специалистами по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы был представлен шокирующий факт: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-ВеЙ с Антарктиде за период с 1977 по 1984 г. снизилось на 40%. Другие исследователя не замедлили подтвердить эти выводы. Они даже пошли дальше. Им удалось доказать, что область пониженного содержания озспа BLJXOдит за пределы Антарктиды, а по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т. е. значительную часть нижней стратосферы. Самолетный антарктический озонный эксперимент стал наиболее внимательным исследованием озонного слоя над Антарктидой. На протяжении всего времени его проведения учеными из 4 стран были собраны детальные сведения об области пониженного содержания озона и о проходящих в ней химических процессах. Для этого исследователям пришлась несколько ргз подниматься в эту область. Этим был доказан тот факт, что в полярной атмосфера существует озонная «дыра». В самом начале SO-х гг. подобная дыра была найдена над Арктикой благодаря измерениям спутника «Нимбу с-7». Утешал лишь тот факт, что она была значительно меньше, к тому же падение уровня озона в ней было не так велико — около 9%. По подсчетам ученых, в среднем содержание озона на Земле с 1979 по 1990 гг. упало на 5%. Это открытие обескуражило не только исследователей, но и широкие массы населения. Из него явственно следовало, что тот слой озона, который окружает нашу планету, находится с большей опасности, чем предполагалось ранее. Утончение этого слоя может привести к серьезным последствиям для человечества. Содержание озона в атмосфере менее 0,0001%, однако именно озон полностью поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение солнца с длиной волны 1<280 нм и значительно ослабляет полосу УФ-Б с 280<1<315 нм, наносящие серьезные поражения клеткам живых организмов. Падение концентрации озона на 1% приводит в среднем к увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности земли на 2%. Эта оценка подтверждается измерениями, проведенными и Антарктиде (правда, из-за низкого положения солнца, интенсивность ультрафиолета в Антарктиде все еще ниже, чем в средних широтах). По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако из-за большей, чем у у-излучения, длины полны он нс способен проникать глубоко в ткани, н поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул, что может вызвать рак кожи, в особенности быстротекущую злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сейчас во всем мире заметен рост числа заболевания раком кожи, однако значительное количество других факторов (например, возросшая популярность загара, приводящая к тому, что люди больше времени проводя? на солнце, получая таким образом большую дозу УФ облучения) не позволяет однозначно утверждать, что в этом повинно уменьшение содержания озона. Жесткий ультрафио-. лет плохо поглощается водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем. Эксперименты показали, что планктон, обитающий в приповерхностном слое, при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть полностью. Планктон находится в основании пищевых цепочек практически всех морских экосистем, поэтому без преувеличения можно сказать, что практически вся жизнь в приповерхностных слоях морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но при увеличении дозы могут пострадать и они. Если содержание озона в атмосфере значительно уменьшится, человечество легко найдет способ защититься от жесткого УФ излучения, но при этом рискует умереть от голода. Запишем образование озона с помощью уравнения: О 2 +О-Ю 3 Атомарный кислород, который необходим для этой реакции, на высоте более 20 км. образуется путем расщепления 406 Биология кислорода благодари воздействию ультрафиолетового излучения с 1<240 нм. Фотоны ниже этого уровня практически не проникают. Таким образом возникают атомы кислорода благодаря фотодиссоциации двуокиси азота, фотонами мягкого ультрафиолета с 1<400 нм. NO3+h-»NO+O Молекул г. озона начинают разрушаться, когда они попаг дают на частицы аэрозолей или на поверхность земли, но основной стик озона определяют циклы каталитических реакций в газовой фазе: YO+Q->Y+O3. где Y=NO, ОН, Cl, Вг. Еще в конце 1960-х годов были впервые высказана мысль о том, что существует опасность разрушения озонного слоя. Тогда считалось, что главную опасность-для атмосферного озона представляют выбросы водяного пара и оксидов азота (NOx) из двигателей сверхзвуковых транспортных самолетов и ракет. Следует однако заметить, что сверхзвуковая авиация шла вперед знач ительно менее бурными темпами, чем предполагалось. На данном этапе в коммерческих целях применяется только «Конкорд*, который совершает псего лишь несколько рейсов в неделю, летая между Америкой и Европой. Военные самолеты представлены исключительно сверхзвуковыми стратегическими бомбардировщиками, такими как В1-В или Ту-160, и разведывательными самолетами типа SR-71. Подсчитано, что это не может представлять серьезной опасности для озонного слоя. Выбросы оксидов азота с поверхности земли как результат сжигания ископаемого топлива и массового производства н применения азотных удобрений также предполагает определенную опасность для озонного слоя. Следует добавить, что оксиды азота не являются стойкими, поэтому достаточно легко разрушаются в нижних слоях атмосферы. Ракеты сейчас тоже запускают не часто. Однако хлоратные твердые топлива, которые используются в современных космических системах, например в твердотопливных ускорителях «Спейс-Шаттл» или «Ариан», могут причинять серьезный локальный ущерб озон. ному слою D районе запуска. В 1974 г. М. Молима и Ф. Роуленд из Калифорнийского университета в Ирвине доказали, что хлорфторуглероды (ХФУ) могут вызывать разрушение озона, С этого времени так называемая хлорфторуглеродная проблема стала одн"ой из главнейших в изучении загрязнений атмосферы. Хлорфторуглероды уже более 60 лет применяются как хладагенты в холодильниках и кондиционерах, пронеллеиты — для аэрозольных смесей, пено образующие агенты — в огнетушителях, очистители для электронных приборов при химической чистке одежды, при производстве пенопластиков. Было время, когда их считали идеальными химическими веществами для практического применения, потому что они неактивны и очень стабильны, что подразумевает нетоксичность. Как это ни странно, как раз их инертность становится опасной для атмосферного озона. В тропосфере ХФУ не могут быстро распадаться подобно большей части окислов азота. В итоге ХФУ поПадают в стратисферу, верхняя граница которой лежит На высоте порядка 50 км. Когда же молекулы этих соединений поднимаются до высоты около 25 км, где концентрация озона наивысшая, на них очень сильно воздействует ультрафиолетовое излучение, которое не может опуститься ниже из-за экранирующего действия озона. Ультрафиолет разрушает стабильные в обычных условиях молекулы ХФУ, и они распадаются на компоненты, обладающие высокой реакционной способностью, в частности, атомный хлор. Благодаря этому ХФУ имеют возможность переносить хлор с поверхности земли через тропосферу и нижние слои атмосферы (где менее инертные соединения хлора разрушаются) в стратосферу, где находится наибольшая концентрация озона. Следует заметить, что хлор при разрушении озона действует подобно катализатору: в ходе химического процесса его количество не уменьшается. Из-за этого выходит, что один атом хлора может разрушить до 100 000 молекул озона, прежде чем будет дезактивирован или вернется в тропосферу. На данный момент выброс ХФУ в атмосферу исчисляется миллионами тонн, однако если даже полнопью прекратить производство и использование ХФУ, невозможно будет достичь немедленного положительного результата. Действие попавших в атмосферу ХФУ будет чувствоваться в течение нескольких десятилетий. Учеными подсчитано, что время действия в атмосфере для самых распространенных ХФУ фреон11 (CFC13) и фреон-12 (CF2Cl2) составляет 75 и 100 лет соответственно. Оксиды азота могут разрушить озон, хотя, тем не менее, могут и реагировать с хлором. К примеру: О3+С!-*С1О+О3 С1О+Ш->Ш г +С1 NOa->NO+O О 2 +0-Ю 3 В результате такой реакции содержание озона не изменяется. Гораздо более значительной будет другая реакция: CIO+NO2->C1ONO2 Хлористый нитрозил, который образуется в результате подобной реакции, в данном случае становится своеобразным резервуаром хлора. Хлор, что в нем находится, становится неактивным и не в состоянии вступать в реакцию с озоном. В итоге подобная молскула-резерьуар поглощает фотон либо вступает в реакцию с различными молекулами, чтобы высвободить хлор. При этом ока даже может покинуть стратосферу. Подсчеты подтверждают, что при отсутствии в стратосфере оксидов азота озон разрушался бы намного ыстрее. Вторым значимым резервуаром хлора б/цет хлористый водород НС1, который образуется при реакции атомарного хлора и метана СН"4 В результате таких страшных аргументом большая часть стран решила принять меры, которые направлены на сокращение производства и использования ХФУ. Уже t 1978 г. в США запретили использование ХФУ в аэрозолях. Однако в других областях это ограничение не действовало. Б сентябре 1987 г. 23 ведущими странами мира была подписана в Монреале конвенция, которая обязывала их снизить потребление ХФУ. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны были к 1999 г. снизить потребление ХФУ до половины уровня 1986 г. Для использования в качестве пропеллепта в аэрозолях уже найден хороший заменитель ХФУ — пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, однако, в отличие от них, огнеопасна. И все же подобные аэрозоли массово npov зводятся многими странами. Это не обошло и Россию. Чуть напряженнее обстановка с холодильными установками. Они являются вторыми по величине потребителями фреонов. Беда о том, что ЭКОЛОГИИ из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения;

и это является главным в холодильниках и кондиционерах. Самым оптимальным из известных на сегодня заменителем фреонов является аммиак, однако он токсичен и к тому же уступает ХФУ по физическим параметрам. Хорошие результаты получены для полностью фторированных углеводородов. Многие страны начали разработки новых заменителей, и ими уже достигнуты обнадеживающие практические результаты. Однако полностью эта проблема еще не решена. Фреоны по-прежнему востребованы, поэтому еще рано говорить о стабилизации уровня ХФУ в атмосфере. Существуют данные сети Глобального мониторинга изменений климата. Они сообщают, что в фоновых условиях — на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных районов — концентрация фреонов равна 11 и 12, и в настоящее время растет со скоростью 5—9% в год. И даже содержание в стратосфере фотохимических активных соединений хлора на данный момент в 2— 3 раза выше, если сравнивать его с уровнем 50-х годов, до массового запуска производства фреонов. Современные ученые предполагают, что прогнозы относительно сильного уменьшения содержания озона в атмосфере при условии сохранения нынешнего уровня выброса ХФУ были слишком пессимистичны. Следует учитывать, что озоновая дыра над Антарктидой по большей части является следствием метеорологических процессов. Озон может образовываться исключительно при наличии ультрафиолета, которого нет во время полярной ночи. Во время зимнего периода над Антарктидой возникает устойчивый вихрь, который не дает богатому озоном воздуху проникать до средних широт. Из-за этого к началу весны даже маленькое количество активного хлора может нанести глобальный ущерб озонному слою. Такого вихря нет над Арктикой, благодаря чему в северном полушарии нет такого глобального падения концентрации озона. Многие исследователи придерживаются мнения, что на процесс разрушения озона оказывают влияние полярные стратосферные облака. Эти облака опять же чаще наблюдаются над Антарктидой» чем над Арктикой. Они образуются во время зимнего периода в тот момент, когда при отсутствии солнечного света и в условиях метеорологической изоляции Антарктиды температура в стратосфере падает ниже -80°С. Ученые предполагают, что соединения азота конденсируются, замерзают и остаются связанными с облачными частицами и поэтому лишаются возможности вступить в реакцию с хлором. Правдоподобным является и другое предположение:

облачные частицы способны катализировать распад озона и резервуаров хлора. Это подтверждает тот факт, что ХФУ способны вызвать заметное понижение концентрации озона только в специфических атмосферных условиях Антарктиды, а для заметного эффекта в средних широтах концентрация активного хлора должна быть намного выше. К тому же во время разрушения озонного слоя жесткий ультрафиолет начнет проникать глубже в атмосферу. Это подтверждает, что образование озона будет происходить по-прежнему, но только немного ниже, в области с большим содержанием кислорода. Но в таком случае озонный слой в.большей мере будет подвержен воздействию атмосферной циркуляции. Пусть мрачные первоначальные выводы на сегодняшний момент пересмотрены, это не может означать, что проблема исчезла. Подтвердилось только то, что не существует немедленной опасности. Известно одно: при современном уровне выброса ХФУ в атмосферу возможны очень серьезные биосферные нарушения уже во второй половине XXI в, Вывод неизбежен: необходимо сокращать использование ХФУ. Человек постоянно воздействует па природу. Его воздействие постоянно увеличивается и уже на сегодняшний день достигло такого уровня, когда биосфера может понести непоправимый ущерб. Уже не раз было, что те вещества, которые вроде бы казались совершенно безобидными, на самом деле превращались в настоящую катастрофу. Еще лет двадцать назад никто не предполагал, чтр самый обыкновенный аэрозольный баллончик является немалой опасностью для нашей планеты. К большому сожалению, ученые не всегда могут вовремя предсказать, насколько серьезно повлияет то или иное соединение на биосферу. И все же в случае с ХФУ это было возможно сделать, потому что те химические реакции, с помощью которых описываются процессы разрушения озона ХФУ, очень просты и всем давно известны. Однако и после формулировки в 1974 г. проблемы ХФУ единственной страной, которая предприняла хотя бы какие-то меры по сокращению производства этого вещества, стали США. Но и эти меры были недостаточны. Нужна была более серьезная демонстрация опасности ХФУ, чтобы в мировом масштабе можно было принять меры. Тем не менее, даже после того, как была обнаружена озоновая дыра, ратифицирование Монреальской конвенции одно время находилось под угрозой. Хочется верить, что проблема ХФУ поможет человечеству с большим вниманием и осторожностью относиться ко всем веще ствам, которые попадают в результате жизнедеятельности человека в биосферу.

408 Биология ЗАПАСЫ ПРЕСНОЙ ВОДЫ И ПРОБЛЕМА ЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ План 1. Водная среда. 2. Пресная вода. 3. Загрязнение водоемов.

1. ВОДНАЯ СРЕДА Основными характеристиками XX и начала XXI веков является интенсивный рост населения Земли и развитие урбанизации. Возникли и по-лрсжнему возникают города-гиганты, где население превышает 10 млн человек. Постоянное развитие, промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства стали причиной того, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер. Однако стали предприниматься и активные меры по охране окружающей среды. Это стало возможным благодаря внедрению ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов, благодаря уменьшению загрязнения воздушной среды и водоемов. Охрана окружающей среды стала одной из самых главных проблем. Чтобы ее решить, привлечены многочисленные специалисты, связанные с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, являющихся источником загрязнения воздушной и водной среды. К водной среде относятся поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды сконцентрированы в основном в Мировом океане и составляют 1 млрд 375 млн кубических километром — около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) занимает 361 млн квадратных километров. Это ориентировочно в 2,4 раза больше площади суши, территории, которая занимает 149 млн квадратных километров, Вода и океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд кубических километров) имеет постоянную соленость ©коло 3,5% и температуру, примерно равную 3,7'С. Заметные различия в солености и температуре можно наблюдать только в поверхностном слое воды, а также о окраинных и особенно в. морях Средиземноморского бассейна. Содержание растворенного кислорода в воде значительно снижается нп глубине JO—60 метров. Подземные воды могут быть солеными, солоноватыми ^меньшей солености) и пресными. У существующих геотермальных вод повышенная температура (более 30"С). Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытолых нужд необходима пресная вода, количество коiopoii составляет всею лишь 2.7% общего объема воды на Земле, примем очень малая ее доля (всего 0,36%) находится в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной ирды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, которые расположены в основном в районах Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс кубических километров. Кроме того, может исполкюоаться часть подземных вод, составляющая 13 тыс. кубических километров. Если невозможно достать пресную воду, то используют соленую поверхностную или педземную виду, пытаясь ее опреснить или гиперфильтровать: под большим перепадом давлений пропускают воду через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому сейчас ученых заинтересовало предложение, ксторое предполагает использовать в качестве источника пресной воды пресноводные айсберги (или их части), которые с этой целью будут буксировать по воде к берегам, не имеющим пресной воды, а потом организовывать их таяние. По лредварительным расчетам, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемким по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией. Важным свойством водной среды является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впрочем, некоторые из них, например, коклюш, ветрянка, туберкулез перелаются и через воздушную среду. В целях борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетке десятилетием питьевой воды.

2. ПРЕСНАЯ ВОДА Благодаря вечному круговороту воды существуют пресные водные ресурсы. Как результат испарения появляется гигантский объем воды, доходящий до 525 тыс. км3 в год. 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних морей — Каспийского, Аральского и др.;

остальная часть испаряется на суше, причем половина — благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой воды толщиной приблизительно 1250 мм. Часть ее снова выпадает с осадками в океан, а часть перс Е ОСИТСЯ ветрами на сушу и здесь питает реки а озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солниа и отбирает примерно 20% этой энергии. Пресная вода составляют всего 2% гидросферы, но эти запасы неизменно возобновляются. Скорость возобновления и обусловливает доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресной воды — 85% — сконцентрирована во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена ;

-десь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, приблизительно за 10—12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение IJIH человечества имеют пресные воды рек. Реки издавна считались источником пресной воды. Однако в наше время они стали переносчиками отюдов. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и Экология океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных i-ооружениЙ не соответствует росту потребления воды. Даже самая совершенная очистка, включая биологическую, не гарантирует, что исчезнут все источники загрязнения. Подсчитано, что все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такую воду опять можно употреблять только после многократного разбавления чистой природной водой. И тут человеку важно знать соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек. Подсчитано, что на все виды водопользования тратится 2200 км3 воды в год. Чтобы разбавить стоки, используется практически 20% ресурсов пресной воды мира. Ученые подсчитали, что ежегодно на разбавление сточных вод необходимо 30—35 тыс. км 1 пресной воды. Это приведет к тому, что ресурсы мирового речного стока будут практически исчерпаны. 10 км3 речной, воды стекаются в 1 км очищенной воды. Хотя количество пресной воды не снижается, однако качество резко ухудшается. Пресная вода теперь уже не годится для употребления. Чтобы остановить катастрофическое снижение качества пресных вод, человек обязан изменить направленность своих действий' Следует как можно быстрее изолировать природный водный цикл от антропогенного. Это предполагает переход на замкнутое водоснабжение, на малоотходную или даже безотходную технологию, которая будет сопровождаться резким снижением объемов потребления воды и очищенных вод. Запасы пресной воды по-прежнему велики. И все же нельзя забывать, что в результате нерационального водопользования или загрязнения они могут истощиться в любом из районов мира. 1С сожалению, количество таких мест увеличивается, при этом охватываются целые географические районы. 20% городского и 75% сельского населения мира не удовлетворяют своих потребностей в пресной воде. Регионы разнятся гр объему потребляемой ими воды, на который сильно влияет уровень жизни населения. Этот объем колеблется от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Многое зависит и от экономического развития географического района. Известно, что канадская промышленность использует 84% всего водозабора, в то время как Индия только лишь 1%. Самыми водоемкими отраслями промышленности являются сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. Они потребляют практически 70% всей воды, которая используется в промышленных производствах. Средняя цифра потребляемой промышленностью воды составляет около 20%. Основным потребителем воды следует признать сельское хозяйство. Оно требует порядка 70—80% всей пресной воды. Орошаемое земледелие охватывает лишь 15 — 17% площадей сельскохозяйственных угодий, но дает половину всей продукции. Около 70% хлопчатника выращивается на полях благодаря орошению. Суммарный сток рек СНГ за год — около 4720 км. Однако вызывает озабоченность то, что водные ресурсы распределены крайне неравномерно. В самых густонаселенных районах, где обитает порядка 80% населения, хорошо развиты промышленность и сельское хозяйство, водные ресурсы составляют всего около 20%.... В зависимости от колебаний климата меняется И сток рек. К тому же, человек сказал свое ноское слово в этом процессе. Сельское хозяйство использует реки и для растительной массы, потому что при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические соединения. В итоге большая часть воды не возвращается в реки. Из-за постоянного загрязнения во многих странах значительна сокращаются запасы пресных вод. 3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЕМОВ Сточные воды от промышленных предприятий обычно загрязняют пресные водохранилища Это же касается и населенных пунктов, которые тоже загрязняют воду. Б результате этого загрязнения полностью меняются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи)* Возникают плавающие вещества, которые находятся па поверхности воды;

на дне оседает осадок. Состав воды полностью меняется: увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др. Также происходит изменения в качественном и количественном бактериальном составе, возникают болезнетворные бактерии. Такая вода непригодна для питья. Она даже не годится для технических нужд и, конечно же, рыболовного хозяйства. Общие условия впуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы обусловливаются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После впуска сточных вод возможно небольшое ухудшение качества воды в водоемах, но это не должно заметно отражаться на era жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей. За выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы обязаны наблюдать санитарно-эпидемиологические станции и бассейновые управления. Существуют нормативы качества воды в водоемах. Известно два вида водопользования. К первому относятся участки водоемов, которые используются в качестве источника для централизованного или нецентрализованного хозяйственнопитьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. Ко второму виду относят участки водоемов, которые важны для купания, спорта и отдыха населения, а также те водоемы, что расположены а черте населенных пунктов. Только органы Государственного санитарного надзора имеют право относить водоемы к различным видам водопользования, учитывая перспективы использования водоемов. Нормативы качества воды распространяются на створы, расположенные на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования. Непроточные водоемы имеют такие створы на 1 км в обе стороны от пункта водопользования. Сейчас уделяется много внимания вопросам предупреждения и устранения загрязнения прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, которые обязаны обеспечиваться при спуске сточных вод, касаются не только районов водопользования в отведенных границах, но и створов на расстоянии 300 м в стороны от этих границ. Содержание вредных веществ в море, во время использования прибрежных районов морей в качестве приемника произвол 410 Биология стенных сточных вод, должно находиться в соответствии с нормами ПДК, которые установлены по санитарно-токсикологическому, общесанитариому и органолептическому лимитирующим показателям вредности. Море на данном этане не является исключительно источником водоснабжения. Оно также рассматривается как лечебно-оздоровительный, культурно-бытовой фактор. Загрязняющие вещества, которые стекаются в реки, озера, водохранилища и моря, нарушают установившееся равновесие Бодны.х экологических систем. Водные источники, благодаря природным процессам, которые в них протекают, могут иногда частично или даже в полной мере восстановить чистоту воды. Однако это чревато появлением вторичных продуктов распада загрязнений, которые очень отрицательно влияют на качество воды. Самоочищением воды водоемов называется совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, которые ведут к восстановлению первоначального состояния водного объекта. В сточных водах большинства промышленных предприятий содержатся загрязняющие вещее: на, поэтому их спуск в городскую водоотводящую сеть не рекомендуется. Все сточные воды, которые выпускаются в водоотводящую сеть, не должны нарушать работу сетей и с юружений. Руководители предприятий обязаны следить за гзм, чтобы воды не оказывали разрушающего действия на (материал труб и элементы очистных сооружений. Также волы не могут содержать более 500 мг/л взвешенных и веглывающих веществ. Они ис;

должны содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться па стенках труб, содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси;

с одержать вредные вещества, препятствующие биологическс v очистке сточных вод или сбросу в водоем. Не рекомендую ся температура более 40 °С. Сточные воды, являющиеся отходами производства и не удовлетворяющие этим требованиям, необходимо предварительно очищать. И только после этого их мож.п сбрасывать п городскую водоотводяшую сеть.

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГИДРОСФЕРУ План 1. Потребление воды в мире. 2. Стоки промышленных и сельскохозяйственных производств. 3. Нефтяные пятна. 4. Влияние загрязнения воды на животный и растительный мир.

1. ПОТРЕБЛЕНИЕ ВОДЫ В МИРЕ Невозможно представить себе жизнь без воды. Однако человек властно вторгается в природные хранилища, уничтожает все вокруг себя, загрязняет воду, такую необходимую для него жа самого. Очень мало осталось на Земле рек в их первозданном виде. И все это из-за равнодушного отношения человека к природе, в частности, к водоемам. Он загрязняет атмосферу, откуда все загрязняющие вещества неизбежно возвращаются на поверхность Земли. К тому же сточные воды от промышленных производств и от населения стекаются в те же реки, озера, различные водоемы. Достается и подземным водам, которые не успевают переработать отходы. Все это возвращается к человеку в виде питьевой воды и продуктов питания. Какой же состав воды? Следует заметить, что вода никогда не бывает свободной от примесей. В ней содержатся различные газы и соли, взвешенные твердые частички. Даже пресная в нашем понимании вода содержит растворенные соли около 1 г на 1 л. Запас пресной воды не иссякает благодаря непрекращающемуся круговороту водь:. Объем испаряющейся воды до 525 тыс. км в год, 86% от этого объема приходится на соленые воды Мирового океана. Остальная часть испаряется на суше. Каждый год происходит испарение большого слоя воды, толшина которого достигает ояэло 1250 мм. Часть этой воды в качестве осадков попадает снова и океан, остальная часть с помощью ветров переносится ьа сушу. Здесь она проливается дождем в реки и озера, питает подземные воды и ледники. Энергией Солнца подпитынаатся природный дистиллятор, который присваивает около 20% этой энергии. Пресные роды составляют всего 2% гидросферы, однако они постоянно возобновляются. Как раз это и дает возможность человеку иметь запасы пресной воды. 85% запасоа пресной воды находится во льдах полярных зон и ледников. Здесь скорость водообмена гораздо меньше, чем в океане. Она равна 8000 годам. Подсчитано, что поверхностные воды могут возобновиться практически в Я 00 pars быстрее, чем в океане. Скорость обновления рек еще ныше — '0—12 суток. Поэтому для человека большую роль играют именно запасы пресных под рек.

Экология 2. СТОКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВ Испокон веков реки считались главным источником пресной воды. Однако в результате вмешательства человека они вес больше загрязняются отходами. Эти отходы по различным руслам стекают в моря и океаны и в виде сточных вод возвращатся в реки и водоемы использованная речная вода. В настоящий момент очистные сооружения не могут стопроцентно удовлетворить промышленные производства. Но все не так просто. Даже если провести самую совершенную очистку, практически все неорганические растворенные вещества и около 10% органических загрязняющих веществ сохраняются в так называемых очищенных водах. Эти воды можно будет использовать только при многократном разбавлении чистой природной водой. Поэтому человеку важно знать точное соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек. Подсчитано, что на все виды водопользования расходуется 2200 км3 воды в год. Чтобы разбавить стоки, необходимо практически 20% ресурсов пресных вод мира. Учеными было подсчитано, что к 2000 г. должны были сократиться нормы водопотребления, однако реальность доказала, что по-прежнему человечеству необходимо порядка 30—35 тыс. км3 пресной воды, чтобы иметь возможность разбавить сточные воды. Это говорит о том, что вскоре ресурсы мирового речного стока будут практически исчерпаны. Известно, что вроде бы количество пресной воды не становится меньше, но обратный процесс происходит с качеством воды. В итоге ее невозможно употреблять для питья. Многие районы не в полной мере обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части СНГ, Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана и некоторые другие районы Средней Аяни, юг Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней Азии, Саян и Дальнего Востока. Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных вод значительно уменьшаются из-за загрязнения. Загрязняющие вещества делят на несколько классов в зависимости от их природы, химического строения и происхождения. Органические материалы попадают из бытовых, сельскохозяйственных или промышленных стоков. Их разложение происходит под действием микроорганизмов и сопровождается потреблением растворенного в воде кислорода. Если кислорода в воде достаточно и количество отходов невелико, то аэробные бактерии довольно быстро превращают их в сравнительно безвредные остатки. В противном случае деятельность аэробных бактерий подавляется, содержание кислорода резко падает, развиваются процессы гниения. При содержании кислорода в воде ниже 5 мг на 1 литр, а в районах нереста — ниже 7 мг, многие виды рыб гибнут. Болезнетворные микроорганизмы и вирусы находятся в плохо обработанных или совсем не обработанных канализационных стоках населенных пунктов и животноводческих ферм. Попадая в питьевую соду, патогенные микробы и вирусы являются возбудителями различных эпидемий, таких как вспышки сальмонеллеза, гастроэнтерита, гепатита и др. Развитые страны в данный период могут с облегчение вздохпуть: они практически избавились от распространения эпидемий через общественное водоснабжение!. Однако существует опасность заражения через пищевые продукты, например, овощи, которые выращиваются на полях, удобряемых шламами (от нем. Schlamme — буквально «грязь*») после очиетки бытовых сточных вод. Водные беспозвоночные, например, устрицы или другие моллюски, живущие в зараженных водоемах, очень часто становились причиной вспышек брюшного тифа. Питательные элементы, в основном соединения азота и фосфора, попадают в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. Повышение содержания нитритов и нитратов в поверхностных и подземных водах становится причиной загрязнения питьевой воды и развития некоторых заболеваний, а рост этих веществ в водоемах порождает их усиленную эвтрофиксщию (повышение запасов биогенных и органических веществ, из-за чего бурно созревают планктон и водоросли, поглощая весь кислород в воде). Разновидностью неорганических и органических веществ являются соединения тяжелых металлов, нефтепродукты, пестициды (ядохимикаты), синтетические детергенты (моющие средства), фенолы. Они поступают в водоемы с отходами промышленности, бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. Многие из них D водной среде либо вообще не разлагаются, либо этот процесс слишком медленный, поэтому эти вещества способны накапливаться в пищевых цепочках. Одним из последствий урбанизации является увеличение донных осадков. Число их в водоемах непрерывно растет по причине эрозии почв, которые образуются из-за неправильного ведения сельского хозяйства, вырубки лесов и загруженности речных стоков. Вес это становится причиной возникновения экологического дисбаланса водных систем и оказывает отрицательное действие на донные организмы. Подогретые сточные воды являются источником теплового загрязнения. Увеличение температуры природных вод становится причиной изменения естественных условий для обитающих в водах организмов, а также уменьшает количество растворенного кислорода, меняя при этом скорость обмена веществ. В итоге большая часть всех обитателей водоемов погибает, многие прекращают свое развитие. Если бы вернуться на несколько десятилетий назад, то можно было бы заметить, что загрязненных вод не так уж много. Они составляли лишь малую часть от большого количества чистой воды. В наше время картина гораздо страшнее: загрязненной воды все больше, а чистой — все меньше. 3. НЕФТЯНЫЕ ПЯТНА Самым распространенным явлением на сегодняшний момент является нефтяное загрязнение Мирового океана. Нефтяная пленка непрестанно находится на 2—4% водной поверхности Атлантического и Тихого океанов. Каждый год в моря сбрасывают порядка 6 млн т нефтяных углеводородов. Половина этого количества является результатом транспортировки и разработки месторождений на шельфе. Континентальное нефтяное загрязнение попадает в океан через речной сток. Реки мира каждый год переносят в морские и океанические воды более 1,8 млн т нефтепродуктов. В море нефтяное загрязнение бывает различных форм. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а 412 Биология при разливах толщина нефтяного покрытия первоначально может составлять несколько сантиметров. Постепенно формируется эмульсия нефти в йоде или воды в нефти. Потом появляются комочки тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые могут длительное время плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно кормятся рыбы и усатые киты. Вместе с ними они глотают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь насыщаются нефтью и становятся непригодны для употребления в пищу из-за неприятного запаха и вкуса. - Все компоненты нефти токсичны для морских организмов. Нефть влияет па структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении трансформируется соотношение видов и снижается их разнообразие. Быстро формируются микроорганизмы, которые питаются нефтяными углеводородами, а биомасса-этих микроорганизмов ядовита для многих морских жителей. Уже известно, что очень опасным является продолжительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти. При этом постепенно снижается первичная биологическая продуктивность моря. К неприятным побочным действиям нефти можно отнести следующее. Ее углеводороды могут растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких как пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью скапливаются п приповерхностном слое и еще более отравляют его. В ароматической фракции нефти находятся вещества, мутагенной н канцерогенной природы, например бензпиргн. Сейчас есть множество подтверждений тому, что бензпирен является причиной мутагенных эффектов загрязненной морской среды. Ом активно циркулирует по морским пищевым цепочкам и оказывается в пище людей. Наибольшие количества нефти сконцентрированы в тонком приповерхностном слое морской воды, который играет значительную роль для различных сторон ЖИЗНИ скеана. В нем находится множество организмов, этот слой играет роль «детского сада»-для многих популяций. Поверхностные нефтяные пленки расстраивают газообмен между атмосферой и океаном. Происходят большие изменения в процессах растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, преображается отражательная способность (альбедо) морской поды. Хлорированные углеводороды, которые широко применяются для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяй• ства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу попадают в Мирооой океан. ДДТ и его производные, полихлорбифенилы п другие устойчивые соединения этого класса сейчас выявляются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику. Они достаточно легко растворяются в жирах,.поэтому концентрируются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Это ксенобиотики, т. с. вещества, являющиеся полностью искусственными. Они не разлагаются, постепенно накапливаясь в Мировом океане. Эти вещества очень токсичны.. Известно их влияние на кроветворную систему, они подавляют ферментативную активность и сильно влияют на наследственность. Речные стоки сносят в океан и тяжелые металлы, которые являются очень токсичными. Общая величина речного стока равна 46 тыс. км3 воды в год. Вместе с ним с Мировой океан попадает до 2 млн т свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т ртути. Самыми загрязненными оказываются прибрежные поды и внутренние моря. Атмосфера тоже оказывает заметное влияние на загрязнение. Известно, что примерно 30% ртути и 50% свинца поступает в океан через атмосферу. Особенно опасной для морской среды является ртуть. Токсичная неорганическая ртуть в результате микробиологических процессов становится сильно токсичной формой органической ртути. Накопленные благодаря биоаккумуляции в рыбе или в моллюсках соединения метилированной ртути становятся источником прямой угрозы жизни и зло ровыо людей, Ртуть, кадмий, свинец, медь, цинк, хром, мышьяк и другие тяжелые металлы не только накапливаются в морских организмах, отравляя тем самым морские продукты питания, но и оказывают самое отрицательное действие на обитателей моря. Коэффициент накопления товелчных металлов, т. е. концентрация их на единицу веса в морских" организмах по отношению к морской воде, кол;

блется в широких пределах — от сотен до сотен тысяч, в зависимости от природы металлов и видов организмов. Эти коэффициенты изображают, как накапливаются вредные вещества и рыбе, моллюсках, ракообразных, планктс: пых и других организмах. "Масштабы загрязнения продуктов морс Г: и океанов настолько велики, что во многих странах определены санитарные нормы на содержание в них тех или других вредных веществ. Следует заметить, что при концентрации ртути в подл только в 10 раз большей ее естественного сод: ржания, загрязнение устриц уже превышает норму, которая установлена в некоторых странах. Это лишний раз убеждает в том, что близок тот предел загрязнения морей, через который нельзя будет перешагнуть без вредных последствий для кизни и здоровья людей.

4. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ НА ЖИВОТНЫЙ И РАСТИТЕЛЬНЫЙ МИР Загрязнения очень опасны. Но в первую счередь они являются опасными как paj для обитателей ВОДОЕМОВ. Известно, что первоначально критические нарушения в функционировании живых организмов под действием загрязняющих веществ появляются на уровне биологических аффектов. Как только клетки изменили свой химический состав, моментально нарушаются процессы дыхания, роста и размножения живых организмов. Как следствие, возникают мутации и канцерогенез. Далее нарушаются движения и ориентация в морской воде. На морфологическом уровне происходят изменения в виде различных патологий внутренних органов: изменение размеров, развитие уродливых форм. Часто эти явления молено наблюдать, если происходит постоянное загрязнение водоемов. Есе это сказывается на состоянии отдельных популяций, на их взаимоотношениях. Так начинаются экологические последствия загрязнения. Существенным показателем нарушения состояния экосистем становится изменение числа высших таксонов — рыб. Значительно изменяется фотосинтезируюшее действие в целом. Увеличивается биомасса микроорганизмов, фитопланктона, зоопланктона. Это становится характерными признаками ензтрофикации морских водоемов, особенно они значительны зо внутренних морях, морях закрытого типа, В Каспийском, Черном, Балтийском морях за последние 10—20 лет йиомагса микроорганизмов выросла почти и Экология 10 раз. В Японском море большие беды несут «красные приливы». Это очередное следствие эвтрофикации, при которой бурно созревают микроскопические водоросли, а затем исчезает кислород в воде, погибают водные животные и образуется огромная масса гниющих остатков, отравляющих не только море, но и атмосферу. Загрязнение Мирового океана становится причиной постепенного снижения первичной биологической продукции. Но подсчетам ученых, она снизилась на данный период на 10%. В связи с этим уменьшается и ежегодный прирост других обитателей моря. Сейчас неизвестно, что же ожидает в будущем наш Мировой океан, да и все важнейшие реки нашей планеты. Ученые делают неутешительные прогнозы. Они предполагают, что рост загрязнения Мирового океана будет увеличиваться, примерно в 1,5—3 раза. А в результате будет ухудшаться экологическая обстановка планеты. Мы можем достичь порога, если будет постоянно повышаться концентрация токсических веществ. И следствием будет деградация естественной экосистемы. Ученые подсчитали, что первичная биологическая продукция океана способна уменьшиться во многих крупных районах планеты примерно на 20—30% по сравнению с настоящей ситуацией. В настоящее время ученые нашли тот путь, благодаря которому человечество сможет избежать экологического тупика. Этот путь связан с безотходными и малоотходными технологиями, а также с превращением отходов в полезные ресурсы. Однако для этого нужно время.

В. И, ВЕРНАДСКИЙ: УЧЕНИЕ О НООСФЕРЕ План 1. Жизнь и путь в науке В. И. Вернадского. 2. Философские подходы к естествознанию. 3. Основные положения учения о ноосфере. 4. Переход биосферы в ноосферу: прогноз и реальность.

1. ЖИЗНЬ И ПУТЬ В НАУКЕ В. И. ВЕРНАДСКОГО Владимир Иванович Вернадский родился в 1863 году в Петербурге, в семье профессора политической экономии, яркого представителя русской либеральной интеллигенции XIX века. Спустя пять лет Вернадские переехали в Харьков, где Владимир вплотную общался со своим двоюродным дядей \1, М. Короленко, который оказал заметное влияние на формирование личности будущего ученого. Вернадский учился в Петербургской классической гимназии, которая считалась по тем временам одной из лучших в России. Здесь особо ценились иностранные языки, философия, история. Впоследствии Вернадскому'удалось самостоятельно освоить несколько европейских языков. Будущий ученый увлекался литературой, предпочтительно научной, причем читал ее на пятнадцати языках. Некоторые свои статьи он в дальнейшем писал на французском, английском и немецком языках На всю жизнь у Вернадского сохранилась любовь к философии и истории. После окончания гимназии Вернадский продолжал обучение на физико-математическом факультете Петербургского университета. Преподавателями там были люди с мироными именами: Менделеев, Бекетов, Сеченов, Бутлеров. И все же самое большое: влияние на будущего ученого оказал преподаватель минералогии Докучаев. Хотя в годы учебы Вернадский увлекался также и геологией, кристаллографией и историей.

Вернадский искренне поддерживал учение Толстого. Хотя здесь и существовали определенные противоречия. Толстой разуверился в науке, которая, по его мнению, не могла помочь человеку найти смысл жизни, обосновать высокие моральные принципы. Вернадский не разделял такие мысли Толстого. Ученый был уверен в научных знаниях, и именно основываясь на логическом анализе фактов и правдивых сведений о человеке, пытался открыть многие загадки бытия. По окончании университета в 1885 году Вернадского назначили хранителем Минералогического кабинета Московского университета. В это время ученый много ездит, работает в химических и кристаллографических лабораториях, участвует в геологических экспедициях. В 1897 году Вернадский защищает докторскую диссертацию и назначается профессором Московского университета. В 1906 году его избирают членом Государственного совета от Московского университета. Два года спустя он становится экстраординарным академиком. По инициативе и под председательством Вернадского в 1915 году была создана комиссия по изучению естественных производительных сил России при Академии наук. В конце 1921 года Вернадский учредил Б Москве Радиевый институт и был назначен его директором. В 1926 году выходит из печати его знаменитая работа «Биосфера», после чего он пишет множество исследований о природных водах, круговороте веществ и газах Земли, о космической пыли, геометрии, 414 Биология проблеме времени а современной науке. Но главной для него всегда была тема биосферы — области жизни и геохимической деятельности живого вещества. Не дожив всего несколько месяцев до завершения Великой Отечественной войны, Вернадский скончался. Ему далось пережить три революции и две мировые войны. За время его жизни происходили грандиозные научные открытия. Наука всегда была для Вернадского самым важным делом его жизни. Он был замечательным специалистом во многих областях, однако отдавал предпочтение изучению природы. Подобно многим естествоиспытателям, которым удалось добиться выдающихся успехов в специализированных областях наук, Вернадский на склоне лет пришел к своим философским построениям, видя в них естественное обобщение фундаментальных принципов, лежащих в основе мироздания. Однако среди всех известных ученых-естествоиспытателей он заметен не только новаторством и глубиной идей, но и их поразительной современностью. Центральной идеей Вернадского стала идея о центральной роли человека, его разума во Вселенной. Он словно возродил мысли наших древних философов. Идеи Вернадского поначалу недооценивались его собратьями. Одной из причин стали удивительные достижения науки, которая завершила свое триумфальное шествие созданием А. Эйнштейном в 1916 г, общей теории относительности. Многие ученые пытались нидеть в человеке только лишь талантливого наблюдателя природы, который способен раскрыть ее тайны и постоянно совершенствовать свои знания, Вернадскому же удалось увидеть в человеке умелого творца природы, призванного, в конце концов, занять место у самого штурвала эволюции. Вернадскому очень долго пришлось отстаивать свои взгляды, пока наконец, им не была обоснована идея о переходе биосферы в ноосферу как о закономерном и неизбежном этапе развития материи. 2. ФИЛОСОФСКИЕ ПОДХОДЫ К ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ Центральной идеей, проходящей через все творчество Вернадского, стало единство биосферы и человечества. Вернадский в своих работах по естествознанию показывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Круг вопросов, затрагиваемых Вернадским в своих работах, достаточно широк. Но везде ученый стремился найти то главное, что, по его мнению, в глобальном масштабе имеет отношение к устройству окружающего пространства. Ил всего частного он пробовал выделить то общее, что смогло бы прояснить картину мира, в центре которого находится человеческий разум. Во время изучения «мертвого вещества», кристаллов и Минералов Вернадский сумел уловить цельность, а не неоднородность мира (пространства). Он не опирался па общие рассуждения, а пытался осмыслить конкретные научные данные кристаллографии. Вернадский полагал, что кристалл — это особая активная среда, особая форма пространства, Если сказать другими словами, то можно преподнести это таким образом: не существует однородного пространства мира (всеобщего эфира), а имеется множество его форм, состояний. Кристалл — одно из состояний, которому свойственна неоднородность физических свойств в разных направлениях. Аналогично Вернадский стремился увидеть историческую роль минералов. Он находил, что минералы являются остатками тех химических реакций, которые совершались в разных точках земного шара. Эти реакции происходят в соответствии с известными законами, которые, по.всей видимости, состоят в тесной связи с общими изменениями, какие претерпевает Земля как планета. Вернадский хотел связать эти разные фазисы Земли с общими законами небесной механики. На основании этих скупых данных в виде осколков различных элементов он пытается понять, как р:кщиваются планеты и космос. Вернадскому удавалось проникнуть в глубины вещества, обнаружить в явлениях видимого мира скрытые соответствия, вызванные взаимодействием атомов. Радиоактивные элементы, сила атомной энергии, по мнению Вернадского, обусловливают особенности поведения нещества земной коры в глубоких горизонтах. А на поверхности планеты решающее значение в геохимических процессах имеют живые организмы и энергия Солнца. Земне* кора, каменный покров планеты, обладает сравнителы-о небольшой мощностью — в среднем около тридцати километров. И все же именно здесь, в земней коре, происходят мощные круговороты веществ, направляемые и движимые, с одной стороны (с поверхности планеты), лучистой энергией Солнца, с другой (из глубин) — энергией радиоактивного распада атомов. Живые существа задерживают часть солнечной энергии, которая достигает поверхности планеты. Земные растения поглощают солнечные лучи, переводя в процессе фотосинтеза лучистую энергию в энергию синтеза сложных органических соединений. Вернадский представил живые организмы как особую геохимическую силу. Ученый не был согласен с тем, что вес живые существа — паразиты, питающиеся соками Земли. Он был уверен, чти некоторая часть химических элементов планеты находится в состоянии рассеяния. Для них не имеет значения энергия связи, молекулярная. Главной у них является атомная энергия. Но главная масса элементов земной коры сосредоточивается в виде месторождений полезных ископаемых, мощных пластов и рудных тел. Значит, имеются какие-то силы, которые определяют накопление химических элементов и противодействуют их рассеиванию. Одна из главных сил такого рода, по мнению Вернадского — жиные существа. При жизни Вернадского вакуумом считали отсутствие в данном объеме каких-либо частиц (атомов, молекул, ионов газа). Но ученый не был с этим согласен. Он был уверен, что вакуум — это не пустота с температурой абсолютного нуля, а активная область максимальной энергии нам доступного Космоса. Эти размышления подтверждает гипотеза о самопроизвольном рождении атомов в космическом вакууме. С ее помощью можно объяснить некоторые природные явления, однако это требует отказа от закона сохранения энергии (точнее, ничтожных по величине отклонений от закона). И все же никто не мешает предположить, что эта энергия, сконцентрированная R вакууме, имеет принципиально другую природу С начала XX века стали доминировать понятия о едином и неразделимом пространстве-времени. Но если предположи п., что пространство и время — части единого целого, то нельзя делать научные выводы о времени, не обращая внимания ип пространство. Все особенности пространства скалываются так или иначе на времени. В конце концов, появляется вппрпс Экология охватывает ли пространство-время всю научную реальность? Есть ли явления вне пространства-времени? По мнению Вернадского, такими объектами могут быть кванты — мельчайшие неделимые порции энергии. Естествовед подмечает реальные объекты, зависимые от времени, обязательно преображающиеся, как бы медленно ни протекали аналогичные модификации. Эти метаморфозы чаще всего нельзя свести к механическому перемещению. Скорее это «внутренние» преобразования, которые остаются вне внимания физиков, развивающих свои представлении о пространств е-в реме ни на основе теории относительности. Вернадский выделил принцип единства пространства-времени. У геологических объектов имеются разнообразные свойства, структурные особенности. Одно из проявлений такой разнородности — реальные различные кристаллические пространства. В их пределах материя организована по-разному (атомы, молекулы), по-разному выражается симметрия. Подлинное пространство планеты очень неоднородно, мозаично... Такая формулировка по старинке предполагает разделение пространства и времени. А если научно аргументировано их единство, то надлежит говорить о мозаичности пространства-времени. Когда мы изучаем структуру различных видов реального пространства, как утверждает Вернадский, необходимо иметь в виду вероятность структурных особенностей времени для каждого такого вида. Время — всеобъемлющая категория. Не существует ни одного реального объекта вне времени, как, впрочем, нет времени вне реальных объектов Изучая кристаллы и минералы, Вернадский проводил, прежде всего, научный анализ, анализировал и систематизировал отдельные объекты своеобразной структуры и химического состава. Проблема времени требовала главным образом синтеза знаний. И не пытаясь прервать аналитические исследования, Вернадский переключался на обобщения. Вернадский не пошел по пути большинства геологов. Он, сочетая научный анализ и синтез, рассматривал судьбу кристаллов и минералов нераздельно от жизни земной коры, атмосферы, природных вод. Ученый представлял себе минералы подвижными, динамичными структурами, которые подвластны, как и все в природе, времени (тогда как минералы и кристаллы согласно старым традициям представлялись ученым неподвижными геометрическими фигурами, не имеющими истории, то есть находящимися «вне времени»). Поэтому он не мог не отметить роль жизни на Земле. Таким образом, Вернадский ставил в один ряд живую и неживую природу как участников единого геологического процесса, то есть он выявлял глубинные взаимосвязи органического и неорганического миров. 4 Вернадский представлял биосферу особым геологическим телом, строение и функции которого обусловливаются особенностями Земли (планеты Солнечной системы) и космоса. А живые организмы, популяции, виды и все живое вещество — это формы, уровни организации биосферы. Развивая учение о биосфере, Вернадский сделал следующие выводы (биогеохимические принципы). Он был уверен, что биогенная миграция химических элементов в биосфере хочет себя максимально проявить. Вовлекая неорганическое вещество в «вихрь ЖИЗНИ!', в биологический круговорот, жизнь может со временем проникать в прежде недоступные ей области планеты и усиливать свою геологическую активность. Этот биогеохимический принцип Вернадского доказывает высокую приспособляемость живого вещества, а также пластичность, изменчивость вп времени. Есть еще один результат. Вернадскому удалось связать учение о биосфере с любыми проявлениями деятельности человека. Все мы, люди, являемся неразрывной частью живого вещества, приобщенные к его бессмертию, необходимой частью планеты и космоса, продолжатели деятельности жизни, дети Солнца. Но в идеях о космическом «управлении» земными процессами или о разумных силах во Вселенной (тем более о Мировом Разуме) ничего оригинального для Вернадского не было. Он писал, что вся ноосфера находится вне космических просторов. Если расшифровать мьхель ученого, то получится, что человечество не является придатком Вселенского Разума, а только лишь его частью. Для Вернадского было очень существенно отметить роль мысли, знаний в развитии планеты. Мысль нацеливает деятельность человека. Вернадский рассматривал человеческую деятельность как геологический фактор, во многом определяющий дальнейшее развитие Земли. Для Вернадского человек являлся прежде всего носителем разума. Ученый был уверен, что разум будет доминировать на планете и разумно ее преображать, не нанося ущерба природе и людям. Он доверял человеку, верил в его добрую волю. А человеческий разум являлся для Вернадского своеобразным космическим явлением, естественной и закономерной частью природы. Природа сотворила разумное создание, постигая таким образом себя. Поэтому возникновение в учениях Вернадского идей о ноосфере целиком закономерно. Рассматривая любой вопрос, ученый уделял большое внимание разуму в глобальном его проявлении. Получается, что сфера разума, область господства человеческой мысли — это особая стадия в истории Земли. Казалось бы, все ясно. И все-таки Вернадскому не вполне нравились подобные формулировки. Он продолжал раздумывать о ноосфере и в последний год своей жизни испытывал не только удовлетворение от сознания верности своих идей, но и серьезные сомнения. В его статье «Несколько слов о ноосфере» есть такие слова: «Мысль не есть форма энергии. Как же может она изменить материальные процессы? Вопрос этот до сих пор научно не разрешен». В самом деле, у ноосферы есть странное свойство: оставаясь областью мысли, разума, она вместе с тем деятельно участвует в реорганизации планеты. Вернадский чувствовал необходимость выделить в биосфере царство разума, которое со временем охватывает всю область жизни и выходит в космос. Иногда кажется странным, что он неизменно подчеркивает, утверждает идею ноосферы, не упоминая о сфере человека или человечества, об эпохе человека. Тогда не появилось бы никаких недоуменных вопросов о роли разума в преобразовании природы: ведь человек объединяет в себе два мира, две «сферы* — мир мыслей, разума и мир действия, работы. Мысль человеческая неотделима от деятельности мозга. Мозг человека оформлялся в процессе трудовой деятельности и сам, в свою очередь, управлял работой человеческого организма. Разум аналогичен источнику света: он освещает все вокруг. Отсветы разума сберегают творения человека: отшлифованный камень или кость, искусственно выведенные растения или животных, строения, игрушки, одежду, поля, леса... Однако нужно заметить, что создания человека - это еще и его чувства, воля, умения;

сила, сноровка. С помощью одного лишь напряжения ума нельзя сдвинуть с места даже спичку. Разум играет роль организатора, руководи^ 416 Биология теля, провидца. Он абсолютно необходим, но в то же время его недостаточно для того, чтобы изменить материальные процессы. Самым сажным является тот факт, что главной отличительной чертой человека является разум, который многократно увеличивает возможности людей. 3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ УЧЕНИЯ О НООСФЕРЕ Единства биосферы и человека Главной темой учения о ноосфере стала тема единства биосферы и человечества. Вернадский в своих работах показывает корни этого единства, рассматривает значение организованности биосферы в развитии человечества. Это дает возможность понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу. В основе учения Вернадского о ноосфере лежит идея о том, что человек не является самодостаточным живым существом, существующим по своим законам, он существует внутри природы и является се частью. Это единство является следствием функциональной неразрывности окружающей среды и человека. Эту неразрывность Вернадский пытался показать с точки зрения биогеохимии. Человечество само по себе является природным явлением и вполне закономерно, что воздействие биосферы может оказывать влияние не только на среду жизни, но и на образ мысли. Однако и человек, в свою очередь, оказывает влияние на природу, И это влияние становится все более заметным. Это можно доказать с помощью того факта, что в последнее время заметно активизировались планетарные геологические силы. Из-за этого процесс эволюции переходит в область минералов. Заметно меняются почвы, воды и воздух. Получается, что эволюция видов сама по себе стала геологическим процессом, так как в процессе эволюции возникла новая геологическая сила. Можно сделать вывод о том, что геологической силой является совсем не Homo Sapiens, а его разум, научная мысль социального человечества. В «Философских мыслях натуралиста» Вернадский писал о том, что в последние тысячелетия можно наблюдать интенсивный рост влияния одного видового живого вещества — цивилизованного человечества - на изменение биосферы. Именно под влиянием человеческого труда и научной мысли биосфера становится ноосферой - обретает новое состояние. Мы одновременно наблюдатели и исполнители полного изменения биосферы. Следует заметить, что преобразование окружающей среды с помощью научной человеческой мысли посредством организованного труда, не является стихийным процессом. Корни этого покоятся в самой природе и были заложены еще миллионы лет назад в ходе естественного процесса эволюции. Поэтому можно сделать вывод, что высказывания о самоистреблении человечества, о крушении цивилизации не имеют под собой веских оснований. Было бы очень странно, если бы научная мысль — порождение естественного геологического процесса — противоречила бы самому процессу. Мы стоим па пороге коренных изменений в окружающей среде: биосфера посредством переработки научной мыслью переходит з новое эволюционное состояние — ноосферу. Заселяя все уголки нашей планеты, опираясь на государственно-организованную научную мысль и на -зе порождение — технику, человек сформировал в биосфере новую биогенную силу, которая поддерживает размножение и дальнейшее заселение различных частей биосфзры. Причем вместе с расширением области жительства человечество начинает представлять все более сплоченную массу, так как развивающиеся средства связи — средства передачи мысли — опоясыл-шт весь земной шар. Человек наконец-то реально увидел, что он житель планеты и может и должен мыслить и действовать з новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, :емьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Все это он может делать в планетном аспекте только в области жизни — в биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно, закономерно связан, и уйти из которой не может. Его существование является ее функцией, Он находится с ней постоянно и так же постоянно ее изменяет. Это очень похоже на то, что в первый раз человечество живет в условиях единого геологического исторического процесса, который охватывает всю планету одновременно. Для XX в. было характерно мнение, что все протекающие на планете события являют собой одно целое. И что удивительно, каждый день несет тому подтверждение, крепко связывая социальные, научные и культурные предпосылки. В результате многочисленных изменений ;

з биосфере французский геолог Тейяр де Шарден сделал вывод о переходе биосферы — в настоящее время — в новое состояние — ноосферу. В этом состоянии мощной геологической силой являются как раз совместное влияние человеческш-о разума и направляемой им работы. Это совпадает со временем заселения человеком планеты, с периодом экономическо] о объединения всего человечества, когда, кроме того, благодаря успехам в технике связи научная мысль становится единым целым. В итоге: 1. Человек, каким он представляется в природе, как всякое живое существо, является определенной функцией бипсферы, в обусловленном ее пространстве-времгни. 2. Человек во всех его проявлениях является частью биосферы. 3. Прорыв научной мысли стал возможен благодаря всему прошлому биосферы. По всей видимости он имеет эволюционные корни. Ноосфера — это биосфер-i. переработанная научной мыслью, подготавливающейся всем прошльш планеты, а не кратковременное и переходящее геологичеткое явление. Вернадский много раз подчеркивал, что цивилизация не может оборваться или уничтожиться, так как это большое природное явление, которое отвечает исторически, вернее, геологически сложившейся организованности биосферы. Вернадский был уверен в неизбежности возникновения ноосферы, которая возможна благодаря постоянной эволюции биосферы и историческому развитию человечества.

Наука как основной фактор ноосферы Вернадский очень необычно подходил к науке. Ученый представлял ее как геологическую и историческую силу, кото • рая изменяет биосферу и жизнь человечества. Наука является тем основным звеном, благодаря которому углубляется един ство биосферы и человечества. Особое место Вернадский отводит пауке XX столетия, Как раз в зто премч отмечается cv небывалый рнсцвог. свопо Экология рода взрыв научного творчества. Наука становится вселенской, мировой наукой, охватывающей всю планету. Вернадский акцентирует внимание на гуманистическом содержании науки, на ее роли в решении задач человечества, на ответственности ученых за применение научных открытий. Наука — создание человечества и должна служить на благо человечества. Так что наука, по Вернадскому, — это социальное всечеловеческое образование, в основе которого лежит сила фактов, обобщений и, бесспорно, человеческого разума. С каждым годом заметны изменения биосферы Земли благодаря науке;

она меняет условия жизни, геологические процессы, энергетику планеты. Таким образом, и сама научная мысль является природным явлением. Когда возникает новая геологическая сила, научная мысль, то резко возрастает влияние живого вещества в эволюции биосферы. Биосфера, перерабатываясь научной мыслью Homo Sapiens, переходит в свое новое состояние — в ноосферу. История всей научной мысли является историей создания в биосфере новой геологической силы — научной мысли, ранее отсутствующей. И этот процесс закономерен как всякое природное явление. Нужно подчеркнуть неразрывную связь формирования ноосферы с ростом научной мысли, которая является первой необходимой предпосылкой этого формирования. Создание ноосферы возможно только при наличии этого условия. Изменения, происходящие на планете на сегодняшний день, очень важны. Мы сейчас реально можем увидеть преобразование науки. А вот биогенный эффект работы научной мысли смогут увидеть лишь наши потомки, потому что он окончательно установится только спустя сотни лет. Возникновение разума и результат его деятельности — организация науки — является важнейшим фактом в развитии планеты, быть может, даже превосходящим все, что возможно было наблюдать до настоящего времени. Научная деятельность сейчас стала обладать такими чертами, как быстрый темп, охват больших территорий, глубина исследований, мощность проводимых преобразований. Это дает возможность предвидеть научное движение, размаха которого в биосфере еще не было. Но еще более серьезное изменение совершается сейчас в основной методике науки. Здесь в результате вновь открытых областей научных фактов стали одновременно изменяться сами основы нашего научного познания, понимания окружающего. Такими совершенно неожиданными стали научные факты о неоднородности Космоса, как и неоднородности нашего познания. Вернадский считал, что нынче необходимо распознавать три реальности: реальность в области жизни человека, то есть наблюдаемую реальность;

микроскопическую реальность атомных явлений, не наблюдаемую человеческим глазом;

реальность в глобальном космическом масштабе. Человек является неотделимой частью биосферы;

он в ней живет и только ее и ее объекты может изучать непосредственно с помощью своих органов чувств, Осе остальное он может исследовать только с помощью своего разума. Получается, что научная мысль человечества, функционируя только в биосфере, в ходе своего проявления в конце концов преобразует ее в ноосферу, геологически охватывает ее разумом. Лишь теперь стало допустимым научное выделение биосферы, которая является основной областью знания, из окружающей реальности. Из всего вышесказанного необходимо сделать-надлежащие выводы: 1. Научное творчество человека является силой, изменяющей биосферу. 2. Это изменение биосферы становится неизбежным процессом, сопровождающим научный рост. 3. В то же время это изменение биосферы - стихийный природный процесс, совершающийся независимо от человеческой воли. 4. Вхождение в биосферу нового фактора ее изменения человеческого разума — это природный процесс перехода биосферы в ноосферу. 5. Непрерывно совершенствуясь, наука может продвинуться все дальше в изучении окружающей среды. Науки геохимия и биогеохимия возникли, чтобы продолжить исследования и целостно рассмотреть явления организованности биосферы, взаимосвязи живого и неживого вещества. Эти науки имеют также первостепенное значение для изучения единства биосферы и человечества. Тем самым геохимия и биогеохимия объединяют науки о природе и науки о человеке. В центре такой интегрированной науки, по мнению Вернадского, находится учение о биосфере. В современных условиях очень важной задачей является возрождение идей биосферного естествознания, продолжение научной разработки проблем биогеохимии.

Задачи по созиданию ноосферы Процесс перехода биосферы в ноосферу - процесс сознательный. Здесь имеет место целеустремленная деятельность, творческая работа. Вернадский считал стоящие перед человечеством задачи по созданию ноосферы задачами огромной важности, В связи с этим он был уверен, что суждения о возможности крушения цивилизации беспочвенны. Вернадским были намечены перспективы развития человечества. Непрерывность развития цивилизации Вернадский обосновывает следующими тезисами: 1. Человечество пытается создать ноосферную оболочку Земли, псе больше упрочивая свои связи с биосферой. Человечество становится вселенской категорией. 2. Человечество в своем развитии становится единым целым в результате того, что интересы всех без исключения становятся государственной задачей. 3. Постепенно начинают решаться глобальные проблемы человечества, такие как сознательное регулирование размножения, продление жизни, победа над болезнями. 4. Перед человечеством стоит задача распространения научного знания. Уверенность в будущем основывается на все возрастающем значении совместных общечеловеческих действий в развитии человечества. Вернадский, несомненно, не мог предугадывать современную остроту глобальных проблем мирового развития. Но и они лишь увеличивают значение совместного решения задач по организации ноосферы, ведущихся в сознательном направлении. Одной из основных проблем формирования организованности ноосферы становится вопрос о месте и роли науки в жизни общества, о влиянии государства на развитие научных исследований. Вернадский предлагал образовать единую (.на государственном уровне) научную человеческую мысль, которая являлась бы ргшагошкм фактором в ноосфере" и создавала бы 418 Биология для последующих поколений лучшие условия жизни. Самыми главными вопросами, которые необходимо решить на этом пути, являются;

вопрос о спланированной деятельности людей, направленной на овладение природой, и правильное распределение богатств, а также идея о государственном объединении усилий человечества. Первый из вопросов непосредственным образом связан с сознанием единства и равенства всех людей, единства ноосферы. Идеи Вернадского очень созвучны нашему времени. Особенно важным на сегодняшний день представляется сознательно урегулировать процесс созидания ноосферы. Вернадский также очень хотел искоренить войны из жизни человечества. Он много внимания уделял демократическим формам организации'научной работы, образования, распространения знаний среди народных масс. 10. Продуманная система народного образования и увеличение благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. И. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворит, лее материальные, эстетические и духовные потребности численна возрастающего населения. 12. Исключение войн из жизни обществ. Важно проследить, насколько реально ныполнимы яти условия в современном мире. 1. Заселение человеком всей планеты. Это условие впплощено в жизнь. На Земле уже не существует мест, где йы человек не побывал. 2. Резкое преобразование средств связг В обмена между странами. Это условие также можно отнести к выполненным. С помощью радио и телевидения люди в мгновение ока узнают о событиях в любой точке земного шара. Средства коммуникации неизменно улучшаются, прогрессируют, возникает такой потенциал, о котором совоем недавно даже и не мечтали. Еще совсем недавно средства телекоммуникации были представлены только телеграфом, телефпном, радио и телевидением, о которых упоминал еще Вернадский. Также было возможным передавать данные от одного компьютера к другому при помощи модема, который, подключался к телефонной линии, бумажные документы передавались с помощью факсимильных аппаратов. И лишь в последнее время развитие глобальной телекоммуникационной компьютерной сети Интернет стало н* залом настоящей революции в человеческой цивилизации которая входит сейчас в эру информации. В 1968 году Министерство обороны США обеспокоилось, что большая 1асть их компьютеров была объединена в специальную сеть, целью которой было способствование научным исследованиям в военно-промышленной сфере. Изначально эта сеть должна была быть устойчива к частичным повреждениям;

любая часть сети может исчезнуть в любой момент. И в этих условиях всегда должно было быть возможным установить связь между компьютером-источником и компьютером-приемником информации (станцией назначения). Разработка проекта такой сети и его реализация были поручены ARPA Advanced Research Projects Agency — Управлению передовых исследований Министерства обороны. Через пять лет напряженной работы такая сеть была сформирована и получила название ARPAnet. В течение первых десяти лет компьютерные сети разиивались незаметно, их услугами пользовались исключительно специалисты по вычислительной и военной технике. Но когда стали развиваться локальные сети, которые объединяли компьютеры в пределах одной какой-либо организации, возникла необходимость объединить локальные сети различных организаций. Порой предпринимались попытки применять с этой целью уже готовую сеть ARPAnet, но чиновники Министерства обороны этого не хотели. Однако жизнь требовала быстрых реиений, вследствие этого за основу будущей сети сетей Интернет взяли структуру уже существующей сети ARPAnet Б 1973 году было устроено первое международное подключение — к сети подключились Англия и Норвегия. И все же настоящей причиной резкого роста сети Интернет в конце 80-х годов стали усилия NSF (National Science Foundation — Национальный научный фонд США) и других академических организаций и научных фондов всего мира по подключению научных 4. ПЕРЕХОД БИОСФЕРЫ В НООСФЕРУ: ПРОГНОЗ И РЕАЛЬНОСТЬ Вернадский, проанализировав геологическую историю Земли, пришел к выводу, чти наблюдаемый переход биосферы В новое состояние — ноосферу — происходит под действием новой геологической силы, научной мысли человечества. И все же в трудах Вернадского трудно найти законченное и непротиворечивое толкование сущности материальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних работах ученый упоминал о ноосфере в будущем времени (она еще не настала), в других — в настоящем (мы входим в нее), а иной раз связывал формирование ноосферы с возникновением человека разумного или с появлением промышленного производства. Следует учитывать и тот факт, что, будучи минералогом, Вернадский, описывая геологическую деятельность человека, Не употреблял понятий «ноосфера* и даже «биосфера». Идею формирования на Земле ноосферы он наиболее детально пытался разработать в своей незавершенной работе «Научная мысль как планетное явление*, но по преимуществу, с точки зрения истории науки. Итак, чем же является ноосфера;

утопией или реальной стратегией выживания? Труды Вернадского дают возможность найти обоснованный ответ на поставленный вопрос, поскольку в них представлен ряд конкретных условий, которые необходимы для становления и существования ноосферы. Вот эти условия: 1. Заселение человеком всей планеты. 2. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. 3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. 4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. 5. Расширение границ биосферы и выход в космос. 6. Открытие новых источников энергии. 7. Равенство людей всех рас и религий. 8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. 9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли.

Экология учреждений к сети. Рост и развитие сети Интернет, совершенствование вычислительной и коммуникационной техники идет сейчас;

подобно тому, как идет размножение и эволюция живых организмов. Если раньше сетью могли пользоваться исключительно исследователи в области информатики, государственные служащие и подрядчики, то теперь практически любой желающий может получить к ней доступ. И здесь явно видно воплощение мечты Вернадского о благоприятной среде для развития научной работы, популяризации научного знания, об интернациональности науки. Ранее для появления в свете научной работы необходимы были годы, а сейчас любой ученый, имеющий доотуп к сети Интернет, может представить свой труд, например, в виде так называемой WWW странички (World-Wide Web — «Всемирная паутина*») на обозрение всем пользователям сети. Он может, показать не только текст статьи и рисунки (как на бумаге), но и подвижные иллюстрации, а иногда и звуковое сопровождение. Сейчас сеть Интернет — это мировое сообщество около 30 тысяч компьютерных сетей, которые взаимодействуют между собой. Население Интернет уже составляет почти 30 миллионов пользователей и около 10 миллионов компьютеров, к тому же количество узлов каждые полтора года удваивается. 3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. Это условие постепенно выполняется. Созданная после Второй мировой войны Организация Объединенных наций (ООН) стала гораздо более устойчивой и действенной, чем Лига наций, существовавшая в Женеве с 1919 г. по 1946 г. 4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. Это условие практически выполнено, хотя именно преобладание геологической роли человека в ряде случаев стало причиной тяжелых экологических последствий. Объем горных пород, который извлекается из глубин Земли всеми шахтами и карьерами мира, на данный момент практически в два раза превосходит средний объем лав и пеплоч, выносимых ежегодно всеми вулканами Земли. 5. Расширение границ биосферы и выход в космос. В последних своих работах Вернадский не считал, что границы биосферы постоянны. Он постоянно акцентировал снимание на расширении их в прошлом как результате выхода живого вещества па сушу, появления высокоствольной растительности, летающих насекомых, а позднее летающих ящеров и птиц. В процессе перехода в ноосферу границы биосферы должны расширяться, а человек должен выйти в космос, Предсказания Вернадского сбылись. 6. Открытие новых источников энергии. Это условие выполнено, но, к несчастью, имеет трагические последствия. Атомная анергия давно освоена и в мирных, и в военных целях. Человечество (а точнее, политики), очевидно, не готово ограничиться мирными целями, более того — атомная (ядерная) сила вошла в наш век как военное средство и средство устрашения противостоящих ядерных держав. Вопрос об использовании атомной энергии очень беспокоил Вернадского еще более полувека назад. В предисловии к книге «Очерки и речи*» он пророчески писал о том, что неизвестно, сумеет ли человек правильно воспользоваться полученной силой, которую ему дает атомная энергия. Могущество нового источника энергии очень опасно. Чтобы развивать международное сотрудничество в области мирного использования атомной энергии, в 1957 году ойразп вано Международное Агентство по Атомной Энергии (МАГАТЭ), объединявшее к 1981 году 111 государств. 7. Равенство людей всех рас и религий. Это условие постепенно достигается. Решительным шагом для установления равенства людей различных рас и вероисповеданий стало разрушение колониальных империй в конце XIX века. 8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. Это услоние достигнуто во всех странах с парламентской формой правления. 9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли. В странах СНГ трудно говорить о выполнении этого условия. Ведь не так давно наука здесь была под немалым гнетом определенных философских и политических построений. Сейчас наука от таких давлений свободна, однако из-за тяжелого экономического положения многие ученые поставлены перед необходимостью зарабатывать себе на жизнь не научным трудом, другие покидают эти страны. 10. Продуманная система народного образования и увеличение благосостояния трудящихся. Благодаря этому условию создастся реальная возможность не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. 11. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. Это условие, особенно в странах СНГ, пока не выполняется, и все же первые шаги в направлении разумной реорганизации природы во второй половине XX века стали осуществляться. В современный период на базе экологических идей интегрируются науки. Вся система научного знания становится фундаментом для экологических задач. Об этом также упоминал Вернадский, пытаясь построить единую науку о биосфере. Экологизация западного сознания совершалась, начиная с 70-х годон, формируя условия для возникновения экофильной цивилизации. На данном этапе экстремистская форма зеленого движения оказалась там уже не нужной, потому что стали работать государственные механизмы регулирования экологических проблем. В СССР до 80-х годов было принято считать, что социалистическое хозяйствование препятствует угрозе экологического кризиса. В период перестройки этот миф развеялся, активизировалось движение зеленых. Но в современный период политическое руководство переориентировалось в основном на решение экономических проблем, в то время как проблемы экологии были отодвинуты на задний план. В мировом масштабе для разрешения экологической проблемы в условиях роста населения планеты нужно быть способными решать глобальные проблемы, что в условиях суверенитета различных государств выглядит сомнительным. 12. Исключение войн из жизни общества. Вернадский считал это очень важным условием для создания и существования ноосферы. Но оно до сих пор не выполнено и пока неясно, может ли быть выполнено. Доказано, что налицо вес те конкретные признаки, все или почти вес условия, на которые указывал В. И. Вернадский для тот, чтобы отличить ноосферу от имевшихся ранее состояний биосферы. Она образуется постепенно, и, по всей вероятности, никогда нельзя будет точно предсказать год или даже десятилетие, с которого переход биосферы в ноосферу можно будет считать завершенным.

420 Биология Са-м Вернадский, видя разрушительные результаты хозяйствования человека на Земле, считал их некоторыми издержками. Он глубоко верил в человеческий разум, гуманизм научной деятельности, торжество добра и красоты. Ноосферу поэтому нужно считать символом веры, идеалом разумного человеческого вмешательства в биосферные процессы под влиянием научных достижений. роды и докалывается сущностное единство биосферы и челО' вечества. Судьба нашей планеты и судьба человечества - лто единая судьба. Становление этапа ноосферы Верна декм:! связывает с действием многих факторов;

единством биос f: еры и человечества, единством человеческого рода, планетарным характером человеческой деятельности и ее соизмеримостью с геологическими процессами, развитием демократических форм человеческого общежития и стремлением к миру пародов планеты, небывалым расцветом («взрывом») науки и техники. Обобщая данные явления, ставя в неразрывную связь дальнейшую эволюцию биосферы с развитием человечества, Вернадский и вводит понятие ноосферы. Следует иметь в виду, что задача сопорения биосферы — это задача сегодняшнего дня. Если Ч( ловечествп объединит свои усилия, утвердит новые ценное™ сотрудничества и взаимосвязи всех народов мира, то она влглпе разрешим.'!

Заключение Идеи Вернадского шли впереди времени. Также это относится и к учению о биосфере, ее переходе в ноосферу. В настоящее время, когда необычайно обострились глобальные проблемы современности, становятся понятны пророческие слова Вернадского о том, что необходимо думать и действовать в планетном - биосферном — аспекте. Именно в наше время разваливаются иллюзии технократизма, покорения при Валеология ВЕЩЕСТВА План 1. Катастрофическое влияние наркомании. 2. Действие наркотиков, 3. Группы наркотиков.

1. КАТАСТРОФИЧЕСКОЕ ВЛИЯНИЕ НАРКОМАНИИ В наше время злоупотребление наркотическими средствами и незаконная торговля ими во многих странах стали просто катастрофическими. По официальным сведениям, в США, Германии, Франции, Англии, Швеции ежедневно умирают люди от злоупотребления наркотическими и психотропными веществами. Не обошла наркомании стороной и подростков. Наркомания во многом является следствием существующих в странах социальных условий: безработицы, неуверенности в зантрашием дне, ежедневных стрессов, тяжелых нервно-психических состояний. Все это дает повод уйти от реальности в мир иллюзий с помощью наркотического дурмана. С каждым годом растет число наркоманов. Их численность дошла до ужасающей цифры — т.зиллиард. Ежегодно умирают больше тысячи потребителей наркотиков (основная причина — передозировка принимаемого наркотического средства). Несмотря на то, что злоупотребление наркотиками стало одной из важнейших мировых проблем совсем недавно, в двадцатом веке, опыт употребления людьми наркотических веществ измеряется тысячелетиями. Первые исторические записи о далеком прошлом рода человеческого содержат данные о том, чтп практически все народы, начиная с доисторического периода, употребляли наркотики растительного происхождення по причине их необычных свойств — менять установившиеся взгляды на мир и иллюзорно исполнять желания, том самым укрепляя Repy человека в могущество сверхъестс(мненпых сил.

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 27 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.