Экологические проблемы и их решения

Устойчивость биосферы обеспечивается только в том случае, если скорость поглощения углерода биотой пропорциональна скорости его прироста в окружающей среде. Такое равновесие нарушено. Ситуация усугубляется снижением площади фотосинтеза из-за уничтожения лесов (например, в долине р. Амазонка) и сокращением массы фитопланктона в Мировом океане. При росте концентрации углекислого газа в атмосфере должен ускориться процесс роста биомассы, но учеными отмечено, что в начале прошлого века биота суши перестала поглощать избыток углерода из атмосферы и, более того, сама начала его выбрасывать. Нарушен признак стационарных систем — принцип Ле Шателье-Брауна: “При внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении ослабления эффекта внешнего воздействия”.

Еще один глобальный эффект — разрушение озонового слоя Земли. Озоновый слой — это воздух на высотах 7-18 км с высокой концентрацией озона O3, поглощающего губительное для живого ультрафиолетовое излучение (УФИ) Солнца. При его истощении возрастает поток УФИ на поверхности Земли, что будет приводить к поражению глаз и подавлению иммунной системы людей, снижению урожайности растений.

Основной причиной снижения концентрации озона считаются выбросы в атмосферу хлор- и фторсодержащих соединений: фреон из холодильной техники, распылители косметики (другая гипотеза — изменение магнитного поля Земли, обусловленное человеческой деятельностью). Реально наблюдаемый результат — “озоновые дыры” над Антарктидой (максимальное снижение концентрации озона — в 3 раза), над Арктикой, Восточной Сибирью и Казахстаном.

В последнее время, по мере усиления технической мощи человечества, процесс эволюции переносится в область минералов, изменяется состав почвы, воды и воздуха. Эволюция видов переходит в эволюцию биосферы. Например, участились мощные землетрясения. За первую половину XX века было отмечено 15 землетрясений мощностью свыше 7 баллов (погибли 740 тыс. чел.), а во второй половине — 23 (погибли более миллиона человек). В последние десятки лет землетрясения техногенного характера отмечены в несейсмических районах (Татарстан, Ставрополье). Увеличивается число мощных ураганов, цунами, тайфунов, катастрофических разливов рек (Рейн, Лена).

Интенсификация человеческой деятельности ведет к нарушению экосистем биосферы. Из 150 млн. км2 площади суши под прямым контролем человека (агропромышленные комплексы, города, полигоны, дороги, добыча ископаемых и т.д.) находится 28%. Это приводит к сокращению площади лесов (в начале эпохи земледелия площадь лесов составляла 75% суши, а сейчас — 26%, опустыниванию (средняя скорость — 2600 га/ч), обезвоживанию рек и морей.

Происходит отравление почвы “кислотными дождями”, загрязнение ее тяжелыми элементами и выбросами других вредных веществ. Нарастают эрозия почвы, потери ею гумуса, засоление. Ежегодно 20 млн. га земли теряют продуктивность в результате эрозии и наступления песков.

Мировой океан — важнейший регулятор процессов в биосфере и источник биоресурсов страдает от загрязнения нефтепродуктами. Их пленка нарушает фотосинтез, приводит к гибели икры, рыб, птиц и других животных. Ежегодно за счет утечек с судов, аварий и выноса реками в Мировой океан попадает 12-15 млн. т нефти, что приводит к суммарному загрязнению площади в 150 млн. км2 из общей — 361 млн. км2.

За 2000 лет нашей эры исчезло 270 видов крупных млекопитающих и птиц, а третья часть из них — за прошлый век (пиренейский горный козел, берберский лев, японский волк, сумчатый волк и пр.). Но каждый вид живого связан с другими видами, поэтому с исчезновением вида всегда происходит перестройка во всей системе. По прогнозам ученых, к концу текущего века в разных странах Европы и Америки исчезнет 50-82% сухопутных видов обитателей Земли.

Причины экологического кризиса.

В литературе в качестве причин кризиса рассматривается рост населения Земли и его научно-технической мощи. Это порождает иллюзию, что “разумное управление хозяйством”, экологическое образование, управление рождаемостью или Всемирное правительство смогут предотвратить развитие кризиса. Чтобы развеять это заблуждение, рассмотрим причины экологического кризиса, разделив их на три группы: научно-технические, биолого-психологические и социально-политические.

Основные причины деградации биосферы — чрезмерное изъятие живых и минеральных ресурсов планеты и ее отравление техногенными отходами человеческой деятельности.

Биосфера может сохранять устойчивость при изъятии примерно до 1% чистой первичной ее продукции. Как показали расчеты В.Б. Горшкова, производство биомассы во всей биосфере в энергетическом эквиваленте соответствует мощности 74 ТВт (74*1012 Вт), а человек забирает в свой антропогенный канал использования биопродукции свыше 16 ТВт, то есть 20%. Извлечение биопродукции из естественного кругооборота веществ разрушает системные связи в пищевых цепочках и обедняет видовой состав естественных биоценозов.

Таким образом, одна из причин и составляющих экологического кризиса состоит в примерно двадцати кратном превышении потребления человечеством продукции биосферы над допустимым для стабильных биосистем уровнем.

Под экологической катастрофой понимается природная аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человека, либо авария технического устройства, приводящая к неблагоприятным катастрофическим изменениям природной среды, массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу.

В последнее время в связи с разработкой теории устойчивого развития все чаще используется термин социально-экологическая катастрофа, под которой понимается событие, угрожающее жизнеспособности населения на той или иной территории, продуцируемое разными источниками риска.

Согласно современным научным представлениям, к социально-экологической катастрофе ведут следующие процессы:

истощение природных ресурсов («коллапс» промышленного и сельскохозяйственного производства);

генетическое вырождение населения в силу прямого или косвенного (через мутации болезнетворных микроорганизмов) воздействия химического загрязнения;

превышение экологической ёмкости региональных экосистем.

Таким образом, к понятию «экологическая катастрофа» могут быть отнесены:

разрушительные и необратимые изменения природных экосистем;

различные неблагоприятные последствия таких изменений для социума;

значительные нарушения территориальных комплексов населения и хозяйства с их природной и этнокультурной основой.

Территориальные комплексы населения и хозяйства могут при этом иметь разные размеры – от отдельного населенного пункта до государства и группы государств.

Система критериев оценки экологического неблагополучия может быть разделена на четыре группы, учитывающие следующие характеристики:

антропогенная нагрузка (воздействие);

негативные изменения окружающей природной среды;

реакция здоровья населения на изменения среды;

ухудшение условий хозяйственной и иной деятельности человека.

При определении экологического статуса конкретной территории эти критерии используют с учетом региональных природных, хозяйственных, исторических, этнических и других ее особенностей, а также географического положения территории (для учета влияния соседних территорий на состояние её природной среды).

Для экологических катастроф техногенного происхождения применяют следующую классификацию:

катастрофы, связанные с загрязнением природной среды;

катастрофы, связанные с механическими нарушениями природной среды;

катастрофы, связанные с потерей генофонда и биоразнообразия.

Существует целый ряд экологических катастроф, порождаемых чисто природными явлениями. По генезису они принадлежат к солнечно-космическим, климатическим и гидрологическим, геолого-геоморфологическим, биогеохимическим и биологическим. К наиболее типичным из них следует отнести ураганы, тайфуны, смерчи, шквалы, землетрясения, сели, оползни, обрушения, наводнения и др. Следует отметить, что часто техногенные экологические катастрофы возникают в результате природных. Например, это может быть разрушение АЭС вследствие землетрясения с последующим радиоактивным загрязнением природной среды.

На глазах всего одного поколения исчезает море. Исчезает Арал — праматерь многих народов, и спасти его может только человек.

Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем, во-вторых, создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями, мониторинг включает несколько основных процедур:

выделение (определение) объекта наблюдения;

обследование выделенного объекта наблюдения;

составление информационной модели для объекта наблюдения;

планирование измерений;

оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;

прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

5. Экология и здоровье. Устойчивое развитие общества и природы

В настоящее время число конкретных задач, которые необходимо решить для достижения санэпидблагополучия населения на территории Новосибирской области, велико, а средства всегда ограничены.

Одновременное осуществление всех необходимых оздоровительных и профилактических мероприятий не всегда возможно. Поэтому определение и реализация стратегий и технологий, позволяющих ранжировать проблемные вопросы и на этой основе устанавливать приоритеты в области охраны здоровья, является первостепенной задачей.

Внедрение и эффективное использование результатов социально-гигиенического мониторинга позволило выделить основные моменты.

1. Выделение приоритетной патологии - это 47 нозологических форм болезней, которые в течение десятилетнего периода имеют постоянную тенденцию роста, приводят к ранней инвалидности и смертности.
Выделены территории риска и возрастные периоды наибольшей нозочувствительности или активного формирования болезней, как для всей области в целом, так и отдельно, для каждой административной территории.

2. Определение приоритетных химических загрязняющих веществ, специфических для каждой административной территории. На сегодня разработан и утвержден список приоритетных химических загрязнителей, включающий в себя 13 веществ, высокотоксичных и кумулятивных. 7 из которых обладает канцерогенным действием. Определение данного списка позволило организовать систему лабораторного контроля за качеством и безопасностью атмосферного воздуха с включением химических веществ, являющихся приоритетными.

На основе данного аналитического материала разработаны и включены мероприятия по оценке влияния факторов окружающей среды на здоровье населения в областную целевую программу «Охрана окружающей среды Новосибирской области» на период 2004-2007 годы.

3. Выделены основные источники загрязнения: для городов -промышленные предприятия, автотранспорт; для районов области - предприятия ЖКХ, автотранспорт. Для каждой административной территории определены конкретные источники загрязнения атмосферного воздуха.
Совместно с научным центром клинической и экспериментальной медицины СО РАМН проведена научно-исследовательская работа по теме: «Оценка риска для здоровья населения города Новосибирска от выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух на примере предприятий теплоэнергетики», в выбросах которых содержится значительное количество взвешенных частиц и канцерогенных веществ, и именно эти предприятия вносят основной вклад в загрязнение окружающей среды.

4. Была рассчитана среднесуточная экспозиция химических веществ в восьми участках жилой застройки г. Новосибирска. Результаты расчетов среднегодовых концентраций показали, что прогнозируемые концентрации загрязняющих веществ не превышают ПДКсс. По величине экспозиции канцерогены, содержащиеся в выбросах ТЭЦ, распределились следующим образом. На территории всех исследуемых участках наблюдения ингаляционное поступление в организм в наибольшем количестве приходится на соединения никеля и свинца. В меньшем количестве (в 10-20 раз) - соединения кадмия и мышьяка. Ингаляционная экспозиция бензопирена занимает последнее место (в 30-100 раз меньше, чем никеля).

На сегодняшний день в городе Новосибирске индивидуальный ингаляционный канцерогенный риск от действия токсичных веществ содержащихся в выбросах ТЭЦ на различных участках жилой застройки составляет пренебрежимо малый уровень от 3,4*10"8 до 7,8*10"8 , т.е. минимальный. Подобный риск не требуют никаких дополнительных мероприятий по их снижению - это желательная величина риска.

С учетом проведенной работы была предложена организация постоянного динамического лабораторного контроля за концентрацией бензопирена, кадмия, никеля, свинца, мышьяка, взвешенных веществ в воздушной среде на исследованных территориях г. Новосибирска (в 8 рецепторных точках, указанных в данном проекте) для установления фактической концентрации химических загрязнителей. Запланировано проведение исследований влияния на здоровье населения выбросов в атмосферный воздух от автотранспорта и промышленных предприятий. Рассчитан канцерогенный риск от фактической концентрации 3-х химических веществ (сажа, бензопирен, формальдегид) за последние 10 лет в г. Новосибирске. Установлено, что за период с 1993 по 2002 годы в городе сохраняется средний канцерогенный риск (1,9*10"4), при котором необходимы динамический контроль и выявление источников канцерогенных веществ и возможных последствий неблагоприятного воздействия на здоровье.