Адаптация человека

     Загрязнение — один из важнейших лимитирующих факторов для человека. Эта проблема существует во всем мире, различаясь лишь в одном аспекте: в развивающихся странах (70% населения земного шара) хронические загрязнения и болезни связаны с испражнениями человека и животных, тогда как в богатых развитых странах (30% населения земного шара) агро-индустриальное химическое загрязнение выступило на первый план по сравнению с органическим. В дополнение к этому глобальное загрязнение воды и воздуха, порождаемое преимущественно развитыми странами, угрожает каждому.

     Чтобы справиться с загрязнением в локальном  и глобальном масштабе, необходим экосистемный (целостный) подход, поэтому реформы и решения в особенно критических областях могли бы указать путь к решению проблемы в целом.

     Распространены  классификации по типам среды (воздух, вода, почва и т. п.) и по загрязняющим факторам (свинец, углекислый газ, твердые отходы и т. д.).

     Два основных типа загрязнения

     К первому относятся стойкие (неразлагающиеся) загрязнения — вещества и яды, такие, как алюминиевые банки, соли ртути, фенольные соединения с длинной цепью, ДДТ, которые в естественной среде либо не разрушаются вовсе, либо разрушаются очень медленно. Иными словами, для этих веществ не существует природных процессов, которые могли бы их разлагать с такой же скоростью, с какой они вводятся в экосистему. Такие неразрушающиеся загрязнители не только накапливаются, но часто «биологически усиливаются» по мере прохождения в биогеохимических циклах и по пищевым цепям. Кроме того, они могут образовать другие ядовитые вещества, соединяясь с другими веществами окружающей среды. Единственный возможный способ «очистки» от таких загрязнителей — это их изъятие или экстракция из системы жизнеобеспечения окружающей среды, что сопряжено с большими расходами. Подобное изъятие возможно в космических кораблях, но удаление многих таких загрязнителей из биосферы практически невозможно. Очевидное и разумное решение состоит в том, чтобы запретить выброс в окружающую среду таких веществ (или хотя бы контролировать его так, чтобы избежать токсичного уровня) или прекратить производство таких веществ (т. е. найти легко деградирующие заменители).

     Второй  тип — это загрязнители, разрушаемые биологическими процессами, такие, как бытовые сточные воды, которые легко разлагаются естественным образом или на городских станциях по очистке сточных вод, где естественные процессы разложения и восстановления усиливаются. Иными словами, к этой категории относятся вещества, для которых существуют естественные механизмы переработки. К ней же можно отнести тепло или термальное загрязнение, так как оно рассеивается естественным путем.

     Проблемы  с разрушающимися загрязнениями  возникают тогда, когда их поступление в окружающую среду превышает ее способность разлагать или рассеивать их. Современные затруднения с обработкой сточных вод обусловлены в значительной степени тем, что города растут гораздо быстрее, чем очистные устройства. В отличие от загрязнения токсичными стойкими веществами проблема очистки загрязнений, поддающихся разложению, технически разрешима посредством сочетания механической и биологической обработки в полуестественных зонах переработки отходов. Существуют известные пределы общего количества органического вещества, которое может быть разложено на данной площади, а также всеобщее предельное ограничение для количества СО2, освобождаемого в атмосферу.

     Нестойкие загрязнители, несущие энергию (органическое вещество) или питательные вещества (фосфаты, карбонаты и т. п.), повышают продуктивность экосистемы, если поступают в умеренном количестве. При повышении поступления до критического уровня часто возникают резкие колебания, а дальнейшее увеличение поступления этих загрязнений приводит к стрессу — система в сущности оказывается отравленной «избытком благ». Быстрота, с которой в отсутствие должного контроля может произойти переход от хорошего к плохому, вносит дополнительные трудности в распознавание загрязнения и воздействие на него.

     Токсичные вещества с самого начала вызывают стресс и по мере увеличения их количества продуктивность подавляется все больше, однако и в этом случае при постоянном низком уровне их поступления в среду эффект будет трудно обнаружить.

     Этапы переработки отходов. Выделяют три стадии:

     предварительная (первичная) обработка — механическое отсеивание и осаждение твердых веществ (которые сжигают или закапывают);

     неполная (вторичная) обработка — биологическое  восстановление органического вещества;

     полная, или окончательная (третичная) обработка, которая состоит в химическом удалении фосфатов, нитратов, биогенных и других веществ.

     Стратегия обращения с отходами и контроля над ними. Человек располагает тремя возможностями избавления от отходов:

     сбрасывание без всякой обработки в ближайшее подходящее место (воздух, река, озеро, почва, океан);

     сбор  и обработка в определенной ограниченной зоне обработки отходов, где созданы  полуестественные экосистемы, которые выполняют большую часть работы по разложению и восстановлению;

     переработка в искусственных механических регенерационных системах.

     Первый  путь основан на теории «разбавление — решение проблемы загрязнения»; он был и остается главным способом удаления отходов, используемым почти повсеместно. Промышленные предприятия и города обычно расположены вдоль водных путей, что облегчает сбрасывание сточных вод.

     Второй  путь дает наиболее экономичный способ избежать всеобщего загрязнения окружающей среды достаточно разбавленными, но большими объемами отходов, которые так сильно ухудшили качество жизненного пространства человека и угрожают его здоровью.

     Для некоторых типов отходов, особенно в густонаселенных промышленных районах, необходимы абиотическая обработка и восстановление. Механическая обработка представляет собой, вероятно, единственный способ избавления от некоторых компонентов загрязнения воздуха, которые необходимо задерживать (или сокращать их количество) у самого их источника. Если же это технически невозможно, то следует найти замену порождающим эти загрязнения процессам.

     Регистрация и контроль загрязнения. Успех мероприятий по уменьшению загрязнений зависит не только от обработки и контроля, но также от эффективной регистрации и контроля (мониторинга) общего состояния окружающей среды.

     Контроль  осуществляется в двух основных формах:

     прямое измерение концентрации загрязнителей или ключевых веществ, таких, как кислород, содержание которых при загрязнении уменьшается;

     использование биологических показателей, которые  могут быть очень разными —  от микробиологических методов и  измерений ВПК до индикаторов  для целых сообществ.

     Очень часто сообщество может дать больше «информации» о тотальных эффектах загрязнения, чем измерение отдельных факторов. Важная экологическая задача — найти способы быстрого «прочтения» этой информации.

     Шумовое загрязнение представляет собой  еще одну серьезную угрозу качеству среды обитания человека. Если определить шум как «нежелательный звук», то шумовое загрязнение — это нежелательные звуки, «выбрасываемые» в атмосферу без учета возможных вредных последствий. Этот шум возрастает по мере увеличения сложности и информационной емкости систем всех видов. Так возникла новая проблема «электронного загрязнения», которая все возрастает по мере развития радиосвязи.

     Как сейчас стало ясно, сильный шум, вызываемый, например, многими промышленными установками и самолетами, продолжаясь долгое время, не просто беспокоит человека, но и постепенно ухудшает слух. Даже сравнительно несильный шум, например шум толпы, шум транспорта или звуки радио, мешает разговору людей, вызывает эмоциональный и поведенческий стресс и нарушает «домашний покой», который необходим человеку. В соответствии с этим звук нужно рассматривать как потенциально серьезный загрязнитель и сильную угрозу «здоровью» окружающей среды. Поэтому измерение, уменьшение, регуляция и ограничение в законодательном порядке шумового загрязнения следует поставить в один ряд с мероприятиями, которые проводятся по борьбе с «химическими» компонентами загрязнения воздуха.

     Влияние на человека меняется в зависимости  от частоты или высоты звука. Считается, что при одном и том же уровне звукового давления более высокие звуки кажутся «громче», чем более низкие звуки. На.пример, шум от реактивного самолета интенсивностью 100 децибел воспринимается большинством людей как вдвое более сильный и неприятный, чем шум от винтового самолета, имеющий такую же интенсивность. В первом случае в области высоких частот сосредоточено больше звуковой энергии.

     Воспринимаемая  людьми громкость выражается в единицах, называемых фонами. Это также относительная единица — 1 фон соответствует звуку интенсивностью 40 дб при частоте 1000 Гц; звуки интенсивностью 40 дб на частоте 5000 Гц кажутся вдвое громче, и, таким образом, эту громкость оценивают в 2 фона. По этой шкале 50 фон и выше при любой частоте слишком громки для комфорта. В общем интенсивность 50 дб (10—50 фон в зависимости от частоты) можно рассматривать как пороговый уровень, превышение которого небезопасно для уха. Значительно более слабый, чем этот физически опасный, уровень шума оказывает более тонкие воздействия и вызывает даже большее беспокойство. Серьезные затруднения при борьбе с шумом возникают при оценке комплексного шума, спектр которого занимает несколько октав, а именно такой шум чаще всего вызывает раздражение. Очень резкий звук может также нанести физический ущерб (разбитые окна и т. д.).

     Угроза  шума — еще одна дополнительная причина к тому, чтобы предоставить человеку большее жизненное пространство, чем то минимальное пространство, которое необходимо для обеспечения повседневных физиологических и психологических нужд. Необходимость зонального планирования, при котором промышленные предприятия, шоссейные дороги и т. п. отделены от жилых массивов, а также повышение внимания к техническим мерам борьбы с шумом совершенно очевидны.

     Еще более важное значение имеют законы, требующие обеспечения звуконепроницаемости при строительстве промышленных, административных и жилых зданий.

     Как и во всех прочих аспектах загрязнения, проблема возникает, когда какое-то благо оказывается в избытке. При этом обычно двумя величайшими преградами на пути к разрешению проблемы являются:

• неосведомленность общественности относительно существующей опасности;
• медлительность или бездействие, в основе которых лежит «сиюминутная» экономическая выгода.

      Тепловое  загрязнение. Локальные вредные воздействия теплового загрязнения на водные экосистемы таковы:

• повышение температуры воды часто усиливает восприимчивость организмов к токсичным веществам;
• температура может превысить критические величины для «степотермных» стадий жизненных циклов;
• высокая температура благоприятствует замене популяций обычной флоры водорослей менее желательными сине-зелеными;
• при повышении температуры воды животным нужно больше кислорода, а в теплой воде его содержание понижено.

     Загрязнение воздуха служит примером синергизма - некоторые загрязнители реагируют  друг с другом в окружающей среде  и образуют новые более ядовитые вещества, известные под названием  «фотохимического смога».

     Другие  фотохимические загрязнители, относящиеся  к группе многоядерных ароматических углеводородов, известны своими канцерогенными свойствами.

     Еще один опасный синергизм возникает  при адсорбировании SO2: на частичках загрязнения (пыли, золе и т. д.) попадая на влажные ткани (например, на слизистую дыхательных путей) или вступая в контакт с капельками влаги, он превращается в серную кислоту. Такое «кислотное» загрязнение опасно не только для здоровья; оно вызывает коррозию металлов и известняка, принося огромные убытки.

     Инсектициды. Объективное представление об очень  противоречивом предмете борьбы с вредителями  может дать рассмотрение того, что  учёные назвали «тремя поколениями  пестицидов»:

• пестициды растительного происхождения и неорганические соли;
• поколение ДДТ (хлорорганические, фосфорорганические и другие ядохимикаты с широким спектром действия);
• гормоны (биохимические препараты с узким спектром действия) и биологические методы борьбы (паразиты и т. п.).