Социально-экологические проблемы природно-техногенных систем

Кафедра охраны труда и окружающей среды КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМ» ПРЕЛИКОВА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА, кандидат социологических наук, доцент кафедры ОТиОС ЮЗГУ ЛЕКЦИЯ 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННОЙ СИСТЕМЫ (ПТС) 1.1 Определение термина «природно-техногенная система» Термин «природно-техногенная система» широко употребляется в научно-технической литературе и ряде нормативных документов (см. СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства»). Вместе с тем, его официальное определение в настоящее время отсутствует. Мы будем рассматривать ПТС следующим образом: природно-техногенная система (ПТС) – это совокупность природных, природно-техногенных и техногенных объектов, условия существования которых взаимозависимы и взаимообусловлены. Очевидно сходство этого определения с определением понятия «окружающая среда», данного в статье 1 Федерального закона «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 г. N7-ФЗ (окружающая среда – совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов). Однако существует три принципиальных различия между содержанием данных терминов: 1) ПТС – это не набор компонентов природной среды и объектов различного генезиса в окружающем нас мире, это конкретная система, состоящая из взаимосвязанных элементов; эта система имеет определённые границы и структуру; 2) под понятием техногенный объект мы понимаем объект, являющийся продуктом именно технической деятельности, а не деятельности человека вообще или результат его жизнедеятельности, т.е. термины «техногенный объект» и «антропогенный объект» не рассматриваются как синонимы; 3) понятие природный объект понимается нами более конкретно – мы подразумеваем под ним элемент среды естественного происхождения, в т.ч. живые организмы, возникшие в процессе естественной эволюции. Таким образом, природно-техногенные системы – это любые формы взаимосвязанного сосуществования природных и технических объектов, а также природно-техногенных объектов – объектов, возникших в процессе их взаимодействия. Следует подчеркнуть принципиальное различение между содержанием понятий «природно-техногенная система» и «природно-техногенный объект»: природно-техногенная система – это динамичная система, в отличие от неё природно-техногенный объект – это фрагмент окружающей среды, её структурный элемент, образовавшийся в результате совокупного воздействия природных и техногенных факторов. В научной литературе употребляется близкий по своему содержанию термин «природно-техногенная геосистема» (ПТГС). Геосистема – это базовое понятие геоэкологии, которая изначально рассматривалась как система, формирующаяся на основе ландшафта. Поэтому, как правило, под ПТГС понимают подвергшийся техногенной трансформации (техногенезу) участок какой-то территории, соответствующий по площади элементам ландшафтной структуры. В отличие от этого под понятием «природно-техногенная система» подразумевается весь спектр систем, возникших и развивающихся под воздействием процессов техногенеза, от временных скоплений воды на асфальтобетонных покрытиях до трансформированных акваторий Мирового океана. 1.2 Механизмы образования природно-техногенных систем Существует два основных механизма образования ПТС. 1. ПТС формируются в результате преобразования человеком природной среды, в ходе различных видов технической деятельности, т.е. деятельности, осуществляемой с применением специально созданных для этой цели орудий и средств. В совокупности процессы и явления трансформации среды обозначаются термином «техногенез». Формы техногенеза не менее разнообразны, чем обусловливающие его виды человеческой деятельности. Но, как бы ни была велика степень техногенной трансформации, практически всегда какая-то часть компонентов природной среды продолжает существовать и в новых условиях. Более того, человек, изменяя окружающую среду, по мере возможности сохраняет её пригодной и для своего собственного существования. Не уничтоженные техногенезом компоненты природной среды, в т.ч. живые организмы, вступают во взаимодействие с внедренными в неё новыми техническими элементами. Формируются образования смешанного происхождения (природно-техногенные объекты). В результате на участке ранее существовавшей естественной экосистемы возникает новая система – природно-техногенная (рис. 1А). Рис. 1. Основные механизмы образования природно-техногенных систем 2. Возможен и иной механизм образования ПТС. Адаптационный потенциал живых организмов настолько велик, что позволяет им проникать и развиваться в различных видах оборудования и сооружениях, создаваемых человеком. Подобный механизм образования ПТС можно обозначить как «инвазионный» (от лат. invasio – нашествие, нападение) (рис. 1Б). Некоторые из организмов-вселенцев или «инвайдеров», в массовом количестве поселяясь в технических узлах и конструкциях, затрудняют их эксплуатацию и становятся причиной значительных материальных ущербов. Эти явления получили название «биологические помехи» или «биопомехи». В других случаях организмы, заселяя технические объекты, вызывают разрушение их материалов, т.е. вызывают «биопровреждения». Масштабный и хорошо известный пример инвазионной ПТС – это заброшенная стройплощадка, интенсивно зарастающая рудеральной растительностью. И несколько неожиданный пример. Микроорганизмы-инвайдеры способны существовать даже на внешних узлах космических аппаратов, вокруг которых могут образовываться тонкие газовые оболочки, обозначаемые термином «собственные внешние атмосферы» (СВА). Питательным субстратом для существующих в этих условиях организмов служат технические масла и другие органические вещества, оседающие на поверхность космических аппаратов. Эти системы, состоящие из биологических объектов и среды, способной поддерживать их жизнедеятельность, также следует рассматривать как особый вид ПТС. 1.3 Структурно-функциональная организация ПТС Любая ПТС включает набор структурных элементов (материальных объектов различного генезиса) и функциональные связи, обусловливающие их системное единство. Рассматривая структурно-функциональную организацию подобных систем, следует обратить особое внимание на необходимость непредвзятого и многостороннего подхода к их восприятию. На практике анализ состояния ПТС нередко носит односторонний характер и заключается в констатации ухудшения экологических условий в результате техногенных воздействий. Вместе с тем, существует и обратные связи, значимость которых в современном мире неуклонно возрастает (рис. 2). Рис. 2. Взаимозависимость условий существования основных элементов природно-техногенных систем Растёт спрос на продукцию, произведённую на объектах, функционирующих в экологически чистых условиях. Повышается озабоченность людей воздействием неблагоприятной среды на здоровье, обозначаемая термином «экологический страх». Протестные настроения, причиной которых является существование техногенных элементов ПТС (рассматриваемые населением как источники загрязнения), затрудняют работу предприятий, которым они принадлежат. Руководящие кадры становятся всё более заинтересованы в положительном экологическом имидже своей организации, а её персонал – в благоприятных для здоровья условиях на рабочих местах. Это всё чаще заставляет производственные организации предпринимать меры по улучшению состояния окружающих их природных и природно-техногенных объектов. Природно-техногенные элементы ПТС могут выполнять различные функции, в том числе использоваться в качестве мест массового отдыха – «резортов». Их рекреационный потенциал может снизиться в результате воздействия техногенных объектов. Но условия в них могут также ухудшиться и в том случае, когда расположенные рядом природные объекты деградируют и теряют возможность очищать воздушную среду от загрязнителей. Например, создаваемый вокруг населённого пункта городского типа пояс зелёных насаждений (природно-техногенный объект) может утратить свои оздоровительные свойства, если примыкающий к нему лесной массив (природный объект) будет уничтожен. Однако характер связи между природными и природно-техногенными объектами также не однозначен. Например, многие природно-техногенные объекты могут оказывать неблагоприятное воздействие на природные элементы ПТС. На занятых ими участках иногда происходит массовое развитие нежелательных организмов (вредителей, паразитов и др.), которые затем мигрируют на участки сохранившейся природной среды. Некоторые из этих организмов могут негативно воздействовать и на техногенные объекты, становясь источниками биопомех и биоповреждений. Таким образом, исследование ПТС должно концентрироваться не на анализе её отдельных элементов, а на изучении ее структурно-функциональной структуры, исключающей априорное разделение элементов системы на «хорошие» и «плохие». 1.4 Природно-техногенная система – структурно-функциональная единица биотехносферы В ходе освоения человеком ресурсов нашей планеты всё больше естественных экосистем превращается в ПТС. Развитие глобальных техногенных процессов уже привело к тому, что биосфера Земли трансформируется в биотехносферу. Иными словами, вся биосфера в целом превращается в ПТС планетарного масштаба, состояние которой уже во многом зависит от последствий производственной деятельности человека, например, от «парникового эффекта». Таким образом, масштабы ПТС весьма разнообразны. Выделяют несколько иерархических уровней ПТС: - объектный (элементарный); - локальный; - зональный; - ландшафтный; - региональный (национальный); - межрегиональный; - глобальный. Системы более низкого уровня являются элементами ПТС более высокого уровня. Например, существование функциональных связей между локальными ПТС и ландшафтными ПТС позволяет рассматривать их как элементы региональной системы. Появление простейших ПТС на поверхности космических аппаратов в околоземном пространстве указывает на то, что уже в ближайшем будущем может появиться новый, более высокий уровень этих систем. На рисунке 3 представлены иерархические уровни ПТС. Рис. 3. Иерархические уровни ПТС 1.5 Виды природно-техногенных систем Несмотря на бесконечное разнообразие ПТС, среди них можно выделить три основных вида: 1) стихийные; 2) регулируемые; 3) управляемые. Примером стихийной ПТС может являться водно-болотный массив, образовавшийся у выхода городской ливневой канализации (рис. 4). В большинстве случаев развитие таких ПТС идёт путём деградации окружающей среды. Рис. 4. Стихийные ПТС Рис. 5. Регулируемые ПТС Рис. 6. Управляемые ПТС Состояние регулируемых ПТС контролируется с помощью специальных инженерно-технических систем. К ним можно отнести пополняемые из системы городского водопровода благоустроенные городские водные объекты вместе с комплексом функционирующих на них гидротехнических сооружений (рис. 5). Управляемая ПТС – это система, состоянием которой можно манипулировать, создавая в ней условия благоприятные для жизни человека. К подобным ПТС относятся системы, формирующиеся на основе крупных гидроэлектростанций (рис. 6), которые в результате экологической оптимизации превращаются в регуляторы условий окружающей среды регионального масштаба. Они способны поддерживать экологически оптимальные параметры стока реки и уровня грунтовых вод, защищают прилегающие территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (наводнений, засух, аварийных разливов токсичных загрязнителей). 1.6 Наука о природно-техногенных системах Изучение ПТС находится на начальном этапе. Большинство опубликованных ранее работ носит описательный характер, фиксирующий лишь наличие данного феномена. Целенаправленное изучение процесса формирования ПТС, возможности их оптимизации и практического использования для управления состоянием окружающей среды почти не проводилось. До сих пор не существует и специальной отрасли знаний, предметом которой являлось бы исследование ПТС и разработка методов управления ими. Вместе с тем необходимость этой науки уже назрела и можно сформулировать её базовые принципы, которыми являются: системность, междисциплинарность и синкретичность. Системность подразумевает выделение элементов ПТС и установление связей между ними, что позволяет рассматривать их совокупность как единое целое, обладающее эмержентностью (иными свойствами). Новое научное направление должно формироваться как междисциплинарное, включающее помимо экологических исследований элементы различных областей знаний, исследующих различные аспекты процессов и явлений, обусловливающих техногенез окружающей среды. Его можно обозначить как «системную техноэкологию» – науку, создающую методологические основы управления техногенезом окружающей среды, гармонично сочетающую комплексное решение экологических, социальных, технических и экономических проблем. Становление нового научного направления также требует выработки синкретического взгляда на основы осуществляемой деятельности. Синкретичность, в данном понимании, – это отказ от противопоставления техническим задачам – целей и путей решения природоохранных проблем. Изменение в этом вопросе сначала научного, а впоследствии и массового сознания является необходимым условием реализации провозглашенного ООН принципа «устойчивого развития». ЛЕКЦИЯ 2 ГЛОБАЛЬНЫЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ Главной социально-экологической проблемой в мире является резкое изменение климата. С помощью множества опросов и исследований было установлено, что так считают более 50% людей во всем мире. Такое явление серьезно влияет на здоровье нашей планеты и является причиной множества других проблем, например, новых засух, наводнений и многих других экстремальных явлений. При этом большинство людей готовы изменить свой образ жизни, чтобы исправить ситуацию и сохранить окружающую среду. Помимо изменения климата, существуют и другие глобальные социально-экологические проблемы, которые представляют наибольшую угрозу для жизни на планете в общем, и для людей в частности. 2.1 Изменение климата Изменение климата – это колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Глобальное потепление, наблюдаемое в настоящее время, происходит из-за повышения концентрации парниковых газов в атмосфере Земли. Его не объяснить естественными циклами, оно связано в первую очередь с человеческой деятельностью: сжиганием ископаемого топлива – нефти, угля и газа – на электростанциях и в двигателях внутреннего сгорания, сокращением площади лесов, том числе из-за пожаров, разложением органических отходов на свалках, сельским хозяйством, особенно животноводством. Если остановить повышение температуры не удастся, то планету ждут последствия, представленные ниже. Природные катаклизмы Климатические пояса сдвинутся, изменения погоды станут более резкими (сильные морозы, сменяющиеся внезапными оттепелями зимой, рост числа аномально жарких дней летом). Увеличится частота и сила аномальных явлений, таких как засухи и наводнения. Связь между изменением климата и возникновением стихийных бедствий доказали американские ученые, которые обнаружили следы потепления при изучении тропических циклонов в Тихом океане, необычно высоких летних температур в Европе, Китае, Южной Корее и Аргентине, а также лесных пожаров в американском штате Калифорния. Климатические изменения послужили также катализатором засухи в Африке и на Ближнем Востоке, снежных бурь в Непале и проливных ливней, вызвавших наводнения в Канаде и Новой Зеландии. Непригодные для жизни территории Некоторые страны из-за повышения влажности и высокой средней температуры к 2100 году могут стать непригодными для жизни. Согласно исследованию американских ученых, в группу риска попадают Катар, Саудовская Аравия, Бахрейн, ОАЭ и другие страны Ближнего Востока. По расчётам климатологов, при текущем темпе роста выбросов парниковых газов уже к 2070 году средняя температура воздуха в странах Персидского залива может составить 74-77 °С. Это сделает территории непригодными для жизни людей. Исключение могут составить крупные мегаполисы с развитой системой кондиционирования. Однако и в них люди смогут выходить из дома лишь по ночам. Удар по биологическому разнообразию По мнению учёных, мы находимся в середине шестого по счёту в истории Земли массового вымирания видов. И на этот раз данный процесс вызван действиями человека. Если потепление климата не остановить, многие экосистемы, виды живых существ, которые в них входят, станут менее разнообразными, менее насыщенными. Существуют прогнозы исчезновения до 30-40% видов растений и животных, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они смогут приспособиться к этим изменениям. Нехватка питьевой воды, голод и эпидемии Эксперты ООН предупреждают, что потепление отрицательно скажется на урожайности, особенно в слаборазвитых странах Африки, Азии и Латинской Америки, что приведёт к продовольственным проблемам. По данным ученых, к 2080 году число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на 600 млн. человек. Другим важным последствием климатических изменений может стать нехватка питьевой воды. В регионах с засушливым климатом (Центральная Азия, Средиземноморье, Южная Африка, Австралия и т.п.) ситуация ещё более усугубится из-за сокращения количества осадков. Голод, нехватка воды, а также миграция насекомых может привести к увеличению эпидемий и распространению в северных районах таких тропических болезней как малярия и лихорадка. Изменения климата могут коснуться не только здоровья людей, но также повысить риск политических разногласий и конфликтов за доступ к водным и продовольственным ресурсам. Повышение уровня мирового океана Одним из самых ощутимых следствий потепления климата станет таяние ледников и повышение уровня Мирового океана. Миллионы людей на побережье погибнут от частых наводнений или будут вынуждены переселиться, предсказывают аналитики ООН. По мнению экспертного сообщества, повышение уровня моря в XXI веке составит до 1 м (для сравнения – в ХХ веке оно была на уровне 0,1-0,2 м). В этом случае наиболее уязвимыми окажутся низменности, прибрежные территории и небольшие острова. Первыми в зону риска попадают Нидерланды, Бангладеш и малые островные государства, такие как Багамы, Мальдивы. Значительные территории могут быть затоплены в таких странах, как Россия, США, Великобритания, Италия, Германия, Дания, Бельгия, Ирак, Таиланд и Вьетнам. Серьезный ущерб грозит Китаю, где около 140 млн. человек могут лишиться крова, и Японии, где может затопить дома более 30 млн. человек – четвертой части населения страны. Предполагаемые последствия для РФ Климат в России также заметно меняется. Чаще наблюдаются резкие изменения погоды, аномально высокие и аномально низкие температуры. По данным Минприроды РФ, в нашей стране с 1990 по 2010 год количество природных катастроф, таких как паводки, наводнения, сели и ураганы, возросло почти в четыре раза и продолжает увеличиваться примерно на 6-7% в год. По оценке Всемирного банка, ежегодный ущерб от воздействия опасных гидрометеорологических явлений на территории России составляет 30-60 млрд. рублей. По расчетам Росгидромета, в России средняя годовая температура растёт в 2,5 раза быстрее, чем во всём мире. Наиболее активно потепление идёт в северных районах РФ. Так, в Арктике к концу XXI века температура может вырасти на 7°С. Уже к середине XXI века средняя температура зимой на всей территории России может увеличиться на 2-5 °С. Повышение летних температур будет менее выраженным и составит 1-3 °C к середине столетия. Глава Росгидромета считает, что потепление климата для России несёт не только риски, но и преимущества. Угрозы, связанные с потеплением: — рост повторяемости, интенсивности и продолжительности засух в одних регионах, экстремальных осадков, наводнений, случаев опасного для сельского хозяйства переувлажнения почвы - в других; — повышение пожароопасности в лесах и на торфяниках; — нарушение привычного образа жизни коренных северных народов; — деградация вечной мерзлоты с ущербом для строений и коммуникаций; — нарушение экологического равновесия, вытеснение одних биологических видов другими; — увеличение расходов электроэнергии на кондиционирование воздуха в летний сезон для значительной территории страны. Положительные изменения: — потепление в Арктике увеличит продолжительность навигации по Северному морскому пути и облегчит освоение нефтегазовых месторождений на шельфе; — сократится отопительный сезон, и, соответственно, снизится расход энергии; — северная граница земледелия сместится на север, благодаря чему вырастет площадь сельскохозяйственных угодий, особенно в Западной Сибири и на Урале. По мнению ученых, полностью предотвратить изменения климата человечеству вряд ли удастся. Однако международное сообщество способно сдержать рост температуры, чтобы избежать необратимых последствий экологии. Для этого необходимо ограничить выбросы парниковых газов, развивать альтернативную энергетику и разработать стратегию снижения рисков из-за потепления. 2.2 Водный кризис Только 2,5% всей воды в мире является пресной. Из них доступен только 1%. Это касается и вод, сконцентрированных в ледниках, и вод заснеженных районов. У современной цивилизации есть реальный доступ менее, чем к 0,001% воды планеты. Причины дефицита пресной воды следующие:  Загрязнение воды – большинство источников воды в сельской местности сильно загрязнены из-за плохой санитарии и отсутствия очистных сооружений. Общие уровни глобальных загрязняющих веществ оказывают негативное влияние на питьевую воду.  Избыток грунтовых вод – чрезмерное использование грунтовых вод в сельскохозяйственных отраслях ведёт к снижению урожайности и потери воды. Более 70% пресной воды используется для выращивания сельскохозяйственных культур, и большая часть расходуется впустую из-за протекающих труб и плохой техники полива.  Чрезмерное и неправильное использование воды приводит к тому, что больше воды тратится впустую, ведёт к усилению кризиса. Например, производство одного гамбургера (полный цикл) требует до 2500 л воды.  Заболевания. Большое количество доступных подземных вод в наиболее пострадавших частях света поражено болезнетворными бактериями по причине ненадлежащей очистки воды.  Изменение климата – меняются естественные условия испарения воды и мест выпадения осадков.  Неправильное и нерациональное использование приводит к ненужной трате чистой воды каждый день, а также к чрезмерному использованию в областях, где не требуется так много воды.  Коррупция – должностные лица, от которых зависит принятие необходимых решений, чтобы помочь нуждающимся, не делают этого, лоббируют интересы крупного капитала.  Нехватка учреждений. В наименее развитых странах нет учреждений, которые могли бы консультировать по вопросам очистки и рационального использования воды, что приводит к неправильному управлению и обращению с отходами.  Отсутствие инфраструктуры – бедные регионы часто не имеют средств или образования для постройки надлежащей инфраструктуры, необходимой для эффективного обращения отходов.  Потеря подземных вод. Из-за изменения климата расширение и развитие человека ведёт к потере подземных вод во всём мире.  Несправедливые цены на воду. В районах крайней нищеты часто приходится платить большие ставки, чтобы покупать чистую воду. Те, у кого нет денег, должны пить из нечистых источников или луж на обочине. Все эти причины как по одиночке, так и в комплексе приводят к тому, что кризис ресурсов пресной воды уже не одно десятилетие наблюдается локально в отдельных регионах планеты. Нехватка пресной воды негативно сказывается и на окружающей среде, а именно: -Повышенная солёность из-за плохой очистки воды и санитарии. Это приводит к тому, что больше воды становится небезопасным для питья. -Загрязнение химическими и другими веществами. Рост водорослей, вызванный чрезмерным содержанием отходов жизнедеятельности человека в грунтовых водах, приводит к тому, что они становятся не безопасным для питья с высоким содержанием нитратов. -Утрата пойм из-за человеческого расширения приводит к высыханию русел рек и утрате среды обитания для многих биологических видов. -Высыхание русел рек из-за сельскохозяйственной деятельности приводит к потере среды обитания и снижению доступа к воде для бедных регионов. -Оседание, вызванное потерей грунтовых вод, приводит к оползням и провалам. Все эти последствия можно предупредить, если направить усилия развитых стран на устранение причин. Зачастую деятельность государств, от которых зависят такие решения, ограничивается какими-то локальными действиями, не оказывающими существенного влияния на проблему. Главный путь решения проблемы чистой пресной воды – это грамотная экологическая дисциплина. Она включает и внедрение новых технологий, и тотальную переработку отходов, и контроль численности населения, и многие другие методы. Результат их внедрения – избыток чистой пресной воды для всего человечества. 2.3 Загрязнение окружающей среды Загрязнение окружающей среды – это внесение в ту или иную экосистему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, превышающих круговорот веществ, потоки энергии и информации. Вредному воздействию подвергается человек и всё, что его окружает. Чаще всего особо выделяют следующие объекты загрязнения окружающей среды: воздух; почвенный слой; вода. Основные виды загрязнения окружающей среды Физическое - вызывает изменение характеристик окружающего пространства. К ним относится тепловое, шумовое или радиационное загрязнения. Химическое - предусматривает попадание посторонних примесей, способных изменить химический состав. Биологическое. Загрязнителями считаются живые организмы. Механическое. Имеется в виду загрязнение мусором. Все загрязнители в наиболее общем виде можно разделить на две группы: 1) природные; 2) антропогенные. Причины загрязнения окружающей среды изредка могут быть частью естественных природных явлений. За редким исключением, естественные загрязнения не приводят к губительным последствиям и легко нейтрализуются силами самой природы. Останки мёртвых растений и животных перегнивают, становясь частью почвы. Выход газов или полиметаллических руд тоже не оказывает существенного разрушительного воздействия. За многие тысячи лет, еще до появления человечества, природа выработала механизмы, способствующие противодействию таким загрязнителям и эффективно с ними справляющиеся. Конечно, существуют естественные загрязнения, создающие серьезные проблемы, но это скорее исключение, чем правило. Например, знаменитая Долина Смерти на Камчатке, расположенная возле вулкана Кихпиныч. От него сильно страдает местная экология. Там периодически происходят выбросы сероводорода, вызывающие загрязнение окружающей природной среды. В безветренную погоду это облако убивает всё живое. Но, всё-таки, основная причина загрязнения – это человек. Наиболее интенсивно оно происходит в результате деятельности человека. Оно называется антропогенным и требует более пристального внимания, чем природное. Чаще всего понятие загрязнения окружающей среды связывают именно с антропогенным фактором. Основные типы загрязнений окружающей среды, связанные с деятельностью человека Аэрозоли Аэрозольное загрязнение окружающей среды и экологические проблемы человечества вызывают производственные факторы. Сюда относятся пыль, туман и дым. Аэрозоли нарушают работу дыхательной системы, оказывают канцерогенное и отравляющее воздействие на организм человека. Катастрофическое загрязнение атмосферы производят металлургические комбинаты, теплостанции, горная индустрия. Последняя воздействует на окружающее пространство на самых разных технологических этапах. Проведение взрывных работ приводит к значительному выбросу в воздух большого количества пыли и оксида углерода. Отвалы горных пород тоже вызывают загрязнение атмосферы. Является примером ситуация в угледобывающих районах. Там рядом с шахтами располагаются терриконы, под поверхностью которых постоянно происходят невидимые химические процессы и горение, сопровождаемые выделением вредных веществ в атмосферу. При сжигании угля тепловые электростанции загрязняют воздух оксидами серы и другими примесями, присутствующими в топливе. Ещё одним опасным источником аэрозольных выбросов в атмосферу является автомобильный транспорт. Количество автомобилей ежегодно возрастает. Принцип их действия основан на сжигании топлива с неизбежным выбросом продуктов горения в воздух. Если кратко перечислить основные причины загрязнения окружающей среды, то автотранспорт будет в первых строках данного списка. Фотохимический туман Такое загрязнение воздуха более известно как смог. Он образуется из вредных выбросов, на которые оказала воздействие солнечная радиация. Она провоцирует химическое загрязнение окружающей среды соединениями азота и другими вредными примесями. Полученные соединения негативно воздействуют на дыхательную и кровеносную системы организма. Значительное загрязнение воздуха смогом может вызвать даже смертельный итог. Повышенная радиация Радиационные выбросы могут происходить во время аварийных ситуаций на атомных электростанциях, при проведении ядерных испытаний. Кроме того, небольшие утечки радиоактивных веществ возможны в процессе исследовательских и других работ. Тяжёлые радиоактивные материалы оседают в почву и вместе с подземными водами способны распространяться на дальние расстояния. Лёгкие материалы поднимаются вверх, разносятся вместе с воздушными массами и выпадают на земную поверхность вместе с дождем или снегом. Радиоактивные примеси способны накапливаться в человеческом организме и постепенно разрушать его, поэтому они представляют особую опасность. Неорганические загрязнители Отходы, образующиеся в процессе эксплуатации заводов, фабрик, шахт, рудников, транспортных средств, выбрасываются в окружающую среду, загрязняя её. Домашний быт также является источником загрязнителей. Например, ежедневно тонны моющих средств попадают через канализацию в почву, а затем в водоёмы, откуда через водопровод снова возвращаются к нам. Мышьяк, свинец, ртуть и прочие химические элементы, содержащиеся в бытовых и производственных отходах, с большой вероятностью попадут в наш организм. Из почвы они попадают в растения, которыми питаются животные и люди. Вредные вещества, не попавшие из водоёмов в канализацию, могут попадать в организм вместе с морской или речной рыбой, употребляемой в пищу. Некоторые водные организмы обладают способностью очищать воду, но из-за токсичного действия загрязнителей или изменения pH водной среды они могут погибать. Органические загрязнители Главный органический загрязнитель – это нефть. Как известно, она имеет биологическое происхождение. История загрязнения окружающей среды нефтепродуктами началась задолго до появления первых автомобилей. Ещё до того, как её начали активно добывать и перерабатывать, нефть из источников на дне морей и океанов могла попадать в воду и загрязнять её. Но некоторые виды бактерий способны быстро поглощать и перерабатывать небольшие нефтяные пятна, пока они не принесли вреда морской фауне и флоре. Аварии нефтяных танкеров и утечки при добыче приводят к массовому загрязнению водной поверхности. Существуют многочисленные примеры подобных техногенных катастроф. На поверхности воды образуется нефтяные пятна, покрывающие обширную площадь. Бактерии не способны справиться с таким количеством нефти. Данный загрязнитель убивает все растения и животных, обитающих в прибрежной зоне. Особенно страдают рыба, водоплавающие птицы, морские млекопитающие. Их тела покрываются тонкой, липкой пленкой, забивая все поры и отверстия, нарушая обмен веществ. Птицы теряют способность летать из-за того, что их перья слипаются. В таких случаях природа сама справиться не в состоянии, поэтому люди должны бороться с загрязнением окружающей среды и сами устранять последствия утечки нефтепродуктов. Это глобальная проблема, и пути её решения связаны с международным сотрудничеством, ведь ни одно государство не в состоянии найти способы справиться с ней в одиночку. Кислотные дожди Хозяйственная деятельность человека вызвала возникновение феномена кислотных дождей. Некоторые вредные вещества, попадая в атмосферу, вступают в реакцию с влагой и образуют кислоты. Из-за этого вода, выпадающая в виде дождя, имеет повышенную кислотность. Она может отравлять почву и даже вызывать ожоги кожи. Вредные вещества смешиваются с подземными водами, попадая в итоге в организм человека и вызывая различные заболевания. Тепловые загрязнители Сточные воды могут являться загрязнителем, даже если они не содержат посторонних примесей. Если вода выполняла функцию охлаждения, то она возвращается в водоём нагретой. Повышенная температура сточных воды способна повысить температуру в водоёме. Даже незначительное повышение может нарушить баланс экосистемы и привести к гибели некоторых биологических видов. Шум На протяжении всей своей истории человечество было окружено разнообразными звуками. Развитие цивилизации создало шумы, которые способны нанести серьёзный ущерб здоровью человека. Особенно значительный вред причиняют звуки, издаваемые транспортными средствами. Шум может мешать ночному сну, а днём раздражать нервную систему. Если человек регулярно подвергается воздействию громких звуков, для него велик риск преждевременного старения и смерти. Борьба с загрязнением окружающей среды Как бы странно это ни звучало, но загрязнение и охрана окружающей среды – дело одних и тех же рук. Человечество довело планету до состояния экологической катастрофы, но только человек способен её спасти. Главной причиной современного экологического состояния планеты являются различные загрязнения. Рассмотрим три способа борьбы с загрязнением окружающей среды: -возведение очистных сооружений; -высадка лесов, парков и других зелёных насаждений; -контроль и регулирование численности населения. На самом деле таких способов и методов гораздо больше, но они не приведут к высоким результатам, если не бороться с причиной. Нужно не только заниматься очисткой, но и решить вопрос, как предотвратить загрязнение окружающей среды. Как утверждает русская народная мудрость, чисто не там, где метут, а там, где не сорят. Решение проблем загрязнения окружающей среды будет эффективнее, если сделать выгодным бережное отношение к природе, предоставлять налоговые льготы предприятиям, строго соблюдающим нормы экологической безопасности. Применение штрафов к предприятиям-нарушителям упростит решение проблемы загрязнения окружающей среды. Использование более экологически чистых источников энергии – это также предотвращение загрязнения окружающей среды. Проще фильтровать сточные воды, чем потом очищать от примесей водоём. 2.4 Перенаселение планеты Перенаселение планеты – один из видов демографического кризиса, при котором отмечается избыточное количество населения относительно средств существования или спроса на трудовую силу. Демографическая проблема с каждым годом становится всё серьезнее в планетарном масштабе. Увеличение количества людей может стать причиной социальных взрывов и экологической катастрофы. Перенаселение Земли – явление относительное. Оно зависит от того, насколько экономически развит и обеспечен ресурсами регион проживания данной группы населения, насколько возможно расширение среды деятельности, пополнение средств существования. Вероятность перенаселения анализируется несколькими методами: 1. Простой метод. Отношение числа людей к площади проживания. 2. Регенеративный. Отношение активности потребления ресурсов к скорости возобновления этих ресурсов (не учитываются ресурсы, необходимые для поддержания и восстановления экосистем). По подсчётам, согласно этому методу, глобальным перенаселением будет считаться количество людей, превышающее 25 млрд. 3. По возможностям развития. Отношение активности увеличения населения к скорости экономического и социального развития, при котором возможно нахождение новых ресурсов, обеспечение потребительской базы. Исходя из факторов, вызывающих ресурсный дефицит, выделяют виды перенаселения: Абсолютное. Характерно для стран с низким уровнем техники и технологий. Из-за истощения ресурсов становится проблематичным поддержание полноценной жизнедеятельности растущего населения. Относительное. Характерно для развитых стран. Обусловлено неправильной координацией механизмов социального и экономического развития. Отмечается избыток трудовой силы, причём нередко без роста населения. Проблема перенаселения планеты обусловлена следующими факторами: Религиозными особенностями на данной территории. Религии преимущественно воспитывают антропоцентричный взгляд. Человек – венец природы. Чем в большем количестве он населяет планету, тем лучше. В некоторых верованиях считается, что только божественная сущность может даровать и отнимать жизнь. Культурными и социальными особенностями, поддерживающими традиционные семейные ценности, многодетность. Разработаны и продолжают разрабатываться меры, позволяющие решить проблему перенаселения: 1. Стимулирующая политика. В государстве проводятся реформы, позволяющие ослабить воздействие традиционных семейных ценностей. Осуществляются мероприятия, повышающие интерес граждан (особенно молодых женщин) к получению образования и построению карьеры, снижающие потребность к заключению ранних браков, к многодетности. Легализуются аборты. 2. Ограничивающая политика. Яркий пример – Китай. В этой стране ввели закон, по которому семейные пары вынуждены платить штраф за появление на свет второго ребенка. В результате демографический прирост заметно упал: 30% в 1970-х и 10% в 1990-х годах. А в Индии в 1970-е годы проводилась стерилизация в принудительном порядке. Также более и менее успешно борются с перенаселением посредством ограничений в Пакистане, Индонезии, Бангладеше. 3. Программы рационального использования ресурсов. Развитые страны активно переходят на альтернативные источники энергии, которые могут быть не менее эффективными, чем тепловые. В Германии, Англии, Испании развивают ветровую энергию. Во многих странах изобретают топливо из отходов пищевого и сельскохозяйственного производства. Мировое сообщество призывает к справедливому и рациональному распределению ресурсов. Если какое-то государство производит энергию в избытке, то оно может поделиться с испытывающей дефицит страной. 4. Охрана экосистем. Расширение старых и открытие новых заповедников и национальных парков – важнейшая мера сохранения природы при усилении негативного воздействия человека. Также проводится политика сокращения сельскохозяйственных угодий, возобновления лесных и прочих природных ландшафтов. Но эта мера требует осторожного проведения, чтобы не возник дефицит обеспеченности продовольствием. 5. Политика планирования семьи. В развитых государствах рождаемость ограничивается экономическим ростом, занятостью населения, возможностью строить карьеру и получать образование, доступностью абортов и контрацепции. Известно, чем богаче народ, тем позже создаются семьи, тем меньшее количество детей планируют. 2.5 Изменение генофонда Изменение генофонда популяций – это сигнал о существенном изменении окружающей среды. Генетическое разнообразие обеспечивает правильное развитие популяции и делает её устойчивой к неблагоприятным факторам окружающей среды и патогенам. Непосредственной причиной снижения генетического разнообразия является уменьшение количества особей в популяции. Гены передаются из поколения в поколение случайным образом. Чем больше количество особей имеет данный аллель (форма гена, содержащая информацию о том или ином варианте развития контролируемого им признака), тем больше вероятность того, что он будет передан потомкам и закреплён в популяции. С другой стороны, если конкретный аллель спорадически (случайным образом) встречается в популяции, высока вероятность его исчезновения из генофонда. Следовательно, только достаточно большая популяция гарантирует передачу разнообразного генетического материала следующим поколениям. У большого количества особей также больше шансов на появление мутаций и получение новых аллелей генов, имеющих адаптивное значение. Важной причиной снижения генетического разнообразия является исчезновение местных подвидов или разновидностей диких организмов, а также появление всё большего числа отобранных, генетически однородных разновидностей сельскохозяйственных культур и пород животных. С исчезновением диких разновидностей исчезают все уникальные аллели, которые были в их генотипе и обуславливали адаптацию к местным условиям окружающей среды. Когда каспийский тигр вымер, все аллели, специфичные для этого подвида, не встречающиеся у других подвидов тигра, исчезли. В девятнадцатом веке вытеснение старых сортов картофеля новыми привело к потере гена, определяющего устойчивость этого растения к фитофторозу, что привело к исчезновению этого овоща и сильному голоду, опустошающему население Ирландии. Каждый вид имеет своё место и выполняет определённую функцию в экосистеме. Если он умирает, экосистема становится менее стабильной. Живые организмы влияют друг на друга. Они связаны друг с другом, в том числе пищевыми отношениями, благодаря которым в природе происходит круговорот материи и поток энергии. В настоящее время наблюдается резкое сокращение биоразнообразия, а вместе с ним и генофонда популяций. Потеря большего количества видов снижает шансы на выживание. Наиболее важными факторами, способствующими снижению биоразнообразия, являются: -исчезновение местообитаний и экологических коридоров; -приток чужеродных инвазивных видов; -изменение климата; -загрязнение окружающей среды; -чрезмерная эксплуатация живых ресурсов; Ежегодно вымирает от 5 000 до 50 000 видов растений и животных. Это в 100-1000 раз больше, чем процесс естественного вымирания без влияния человеческой цивилизации. Нужно помнить, что умирают не только крупные и впечатляющие виды, такие как рысь, тигр, жираф или ныне вымерший черный носорог, но и маленькие, незаметные виды. Виды изменения генофонда: 1. Естественные, в результате взаимодействия разных популяций, болезней, изменения климата; 2. Антропологические – генофонд популяций сокращается в результате чрезмерной эксплуатации ресурсов организмов, например, чрезмерного вылова рыбы или охоты. Чтобы предотвратить утрату биоразнообразия, принимаются активные меры защиты. Одни из них заключается в восстановлении условий среды обитания для нормального функционирования экосистем, поддержки природных процессов, которые были нарушены, или восстановления популяции. Остальные – обеспечивают связь между разделёнными фрагментами среды обитания, создавая новые или соединяя нарушенные экологические коридоры. Поддержание этой взаимосвязанности всегда следует рассматривать в трех пространственных масштабах: -местном (популяция вида); -региональном (связи между популяциями); -континентальном (вся область распространения вида). Некоторые меры, которые население может самостоятельно предпринять для защиты генофонда популяций: -ограничить потребление, покупать столько продуктов, сколько можно использовать; -выбирать местные продукты и те, производство которых не оказывает негативного воздействия на биоразнообразие (например, избегать пальмового масла); -не приносить из отпуска сувениры из исчезающих растений и животных; -отказаться от аккуратно подстриженной лужайки в пользу разноцветной поляны; -выращивать местные виды растений, особенно те, которые дружелюбны к насекомым, птицам и мелким млекопитающим; -беречь старые деревья, аллеи и сажать новые; -если кормить птиц, делать это ответственно, не кормить их хлебом; -не вводить чужеродные виды в окружающую среду; -выбирать место для отдыха, учитывая, не вредит ли присутствие человека окружающей природе; -узнать об инвазивных чужеродных видах, угрожающих природе, и не вводить их в культуру; -перейти от пластика к многоразовым изделиям; -сортировать отходы; -экономить воду и электричество; -собирать дождевую воду, которую можно использовать, например, для полива сада. 2.6 Урбанизация Урбанизация – это процесс увеличения доли городского населения, роли городов, распространение городского образа жизни и городской культуры. Существует 2 типа урбанизации: 1. В развитых странах этот процесс стабилизировался и началась дезурбанизация. Урбанизация идет «вглубь», выражаясь в новых формах расселения. 2. В развивающихся странах темпы роста населения очень высоки – примерно 3,5% в год. Главная движущая сила – сельские мигранты, урбанизация идет «вширь». По темпам роста эти страны опережают развитые более чем в 2 раза. Процесс урбанизации противоречив. С одной стороны, в городе больше возможностей для образования, творчества, предпринимательства, выше уровень здравоохранения. В селе продолжительность жизни в среднем ниже, здесь проживает 75% бедных. С другой стороны, для города характерно обострение многих социальных, экономических, экологических и др. проблем. Последние 25 лет преимущества жизни в городах развивающихся стран стали сокращаться. Сюда выталкиваются беднейшие слои, это обостряет социальные бедствия: безработицу, бездомность, нищету, голод, наркоманию, преступность и т.д. В этих странах около 100 млн. горожан не имеют крова, во многих городах до 80% населения живут в трущобах или самовольно захваченных зданиях. Такое население называется псевдогородским, а урбанизация – ложной, или трущобной. Экологические проблемы городов (особенно крупных) состоят в том, что они концентрируют все виды загрязнения окружающей среды, оказывая прямое и косвенное влияние на огромные территории. Социальный аспект урбанизации очень многопланов. Он проявляется в резких различиях качества жизни в городах и бедствующих периферийных районах многих развитых стран, в социальных контрастах внутри крупных городов, особенно в геттоизированных районах (в сияющем огнями Манхэттене) Пространственный аспект урбанизации. «Расползание» агломераций означает распространение городского образа жизни на всё большие территории, а это, в свою очередь, ведёт к обострению экологических проблем, к растущим транспортным потокам, к оттеснению на дальнюю периферию сельскохозяйственных и реакционных зон. Субурбанизация (отток населения в пригородные зоны) – это стихийный процесс, означающий «расползающуюся концентрацию». Субурбанизация обусловливает и социальное (а в США — расовое) расслоение населения. Из центров переселяется значительная часть состоятельных людей, что обостряет проблемы больших городов, так как сужает налоговую, а значит, и финансовую базу для их реконструкции. Глобализм процесса урбанизации особенно нагляден на примере развивающихся стран. Урбанизация здесь своеобразна, ведёт к стремительному росту «псевдогородского населения» («трущобная урбанизация»). Миллионы людей в города гонит безземелье, отсутствие шансов найти работу в сельской местности. Они пополняют население кварталов на периферии крупных городов. Качество жизни в этих городах всё более определяется «дикими пригородами», а пригороды становятся по размерам подчас больше самих городов. 2.7 Продовольственная проблема Продовольственная проблема как глобальная проблема человечества состоит в том, что мировому сообществу не удаётся в полной мере обеспечить продуктами питания всех людей на планете. Сегодня этот кризис остается актуальным, не каждый житель планеты получает необходимые по физиологическим нормам хлеб, молоко, мясо и крупы. Принято выделять несколько факторов, которые оказывают влияние на ситуацию с продовольствием: 1. Высокая скорость роста населения. Причем, как правило, высокая рождаемость наблюдается в бедных странах, в развитых европейских же уровень рождаемости невысок. 2. Политическая ситуация в мировом сообществе. 3. Массовая урбанизация. 4. Специфика размещения людей. 5. Индустриализация и отказ от сельского хозяйства. Количество нуждающихся в пище впечатляет – более 850 миллионов человек. Каждый седьмой житель планеты не получает ежедневно необходимое для нормальной жизнедеятельности количество калорий. Ежегодно около 5 миллионов детей погибает от голода. Согласно ВОЗ и ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), суточная норма калорий составляет 2400-2500 ккал, некоторые исследователи повышают этот показатель до 2700-2800 ккал. Если же человек не получает 1000 ккал, то неизбежно наступает физическая деградация. Крайним проявлением продовольственной проблемы является голод, причём сложность возникла не только в наше время, известна она была с давних пор, когда в годы неурожая целые населённые пункты были «приговорены» к страшной смерти. Сохранилось даже несколько легенд и обрядов, свидетельствующих о том, что голод пугал людей с давних пор: 1. У индейцев майя существовал особый ритуал почитания главной культуры – кукурузы, ведь в неурожайный год многие племена были обречены. 2. Античная богиня Пандора разбила свой ящик, выпустив все грехи и пороки человечества, среди которых был голод. 3. В Древней Греции почиталась богиня плодородия Деметра, которой молились и приносили жертвы, чтобы получить богатый урожай. 4. Церера, богиня плодородия античного Рима, заведовала выращиванием злаков, её почитали в специально построенных храмах. Основные страны, в которых существует голод: 1. Африка: Сомали, Чад, Мозамбик, Уганда, Замбия, Мали, Эфиопия, Мавритания, Гамбия, Сенегал. В пределах Сахеля находится так называемый «пояс голода», 12 африканских государств зон полупустыни и саванны, в которых проблема особенно актуальна. 2. Азия: Бутан, Индия, Бангладеш, Мальдивы, Непал, Шри-Ланка, Пакистан. 3. СНГ: Таджикистан, Узбекистан, Армения, Азербайджан. Для большинства этих стран характерно преобладание растительного рациона, недополучение животного компонента питания, необходимого количества калорий и белка. Нехватка сырьевой базы приводит к снижению продолжительности жизни народонаселения, работоспособности, здоровья, сопротивляемости болезням, особенно у детей. Согласно статистике, более 60% детей Южной Азии и 40% Африки заметно отстают в физическом развитии от своих сверстников, не знакомых с проблемой голода. Пути решения продовольственной проблемы многообразны. 1. Основными считаются интенсификация уже освоенных сельскохозяйственных угодий, грамотное ведение с/х с использованием передовых технологий. 2. Немаловажное значение имеют и природоохранные мероприятия, которые направлены на защиту экологической обстановки в мире. 3. Использование современного научного потенциала, изучение и производство генетически измененной продукции, безопасной для человека. 4. Повышение плодородия земель. 5. Активное использование биоресурсов морей и океанов. 6. Выведение сортов культур и видов животных, имеющих иммунитет к распространенным в бедных странах заболеваниям. 7. Использование генномодифицированной продукции. Последний путь решения, несмотря на свою достаточную разработанность, вызывает массу споров. Конечно, производить искусственные продукты гораздо проще, чем заниматься сельским хозяйством, однако радикальный метод не лишён недостатков. Особенность ГМО такова: в генетический фонд одного растения вводятся клетки другой культуры или животного, улучшающие его свойства. Например, «обогащение» томатов ДНК камбалы сделало растение устойчивым к заморозкам. Плюсы ГМО: Возможность реально решить проблему голода. Выращивание трансгендеров обладает несомненной экономической выгодой. Потребление некоторых продуктов генной инженерии поможет пополнить запас в организме витаминами и минералами, поскольку отдельные направления разработок предусматривают увеличение полезных свойств. Минусы ГМО: Искусственное вмешательство в генетику не может пройти бесследно. Учёные не исключают вероятности дальнейшей мутации гена в составе продукта питания, появления у последнего весьма неожиданных свойств. Продукты ГМО входят в список тех, что могут вызвать аллергическую реакцию. В последние годы в мире значительно возросло число аллергиков, виновата в этом продукция генной инженерии. Трансгендерные растения неблагоприятно сказываются на экологической ситуации, нарушают баланс. Решение продовольственной проблемы, возникновение которой связано с различными факторами, входит в число наиболее актуальных для мирового сообщества вопросов. Однако полностью разработать результативные мероприятия пока не удалось, по-прежнему огромное количество людей голодает, а ещё большее – недоедает. 2.8 Разрушение озонового слоя Озоновый слой – один из самых верхних слоев атмосферы нашей планеты. Несмотря на его незначительную толщину (его часто сравнивают с одной книжной страницей по отношению к целой библиотеке), он защищает флору и фауну Земли от вредоносных коротковолновых ультрафиолетовых лучей, исходящих от Солнца. Но это не значит, что он полностью отражает солнечные лучи, он ослабляет радиацию примерно в 6500 раз, делая их относительно безвредными. Без озонового слоя уничтожению подлежали бы многие важные для экосистемы микроорганизмы, флора и фауна были бы подвержены мутации, сильно пострадало бы зрение животных и человека. Примечательно, что сам озон также является опасным веществом, в больших объёмах негативно влияющим на здоровье человека. Он способствует разрушительным процессам в лёгких человека, преждевременному старению тканей и т.д. Но его доля в атмосфере крайне мала, она составляет около 0,0001%. Запах озона можно почувствовать после сильной грозы. Разрушение озонового слоя представляет собой образование озоновых дыр, через которые проникает ультрафиолетовое излучение. На сегодняшний день ученые до конца не установили причины, вызывающие разрушение озонового слоя. Существуют гипотезы на тему того, что озон уничтожают фреоны и окислы азота, образующиеся в результате деятельности человека. Выделяют три основных версии негативного влияния антропогенного характера: -хлорфторуглероды - возникают при производстве и эксплуатации бытовой техники, продуктов химической промышленности и косметики; -выброс газов реактивных двигателей ракет и самолетов; вырубка лесов и лесные пожары; -полеты на большой высоте - 25 км. Существует также версия о естественной природе образования озоновых дыр. К ним относятся: Полярная ночь - защитный слой Земли разрушается под воздействием холода. Особенно он уязвим в периоды, когда температурные значения опускаются до низких показателей, солнце не появляется на протяжении долгого времени. Полярные вихри - вызывают химические реакции в стратосфере, которые уничтожают озоновый слой. Перламутровые облака - конденсационные образования, возникающие в нижних слоях стратосферы. Оказывают такой же эффект, как и полярные вихри. При наличии естественных причин разрушения озонового слоя гораздо больший вред ему наносят антропогенные факторы. Фреон Жизнь человека немыслима без холодильников, кондиционеров, огнетушителей. Косметические компании регулярно выпускают средства для тела и волос в аэрозольных баллончиках. Объединяет эти вещи одна составляющая - фреон. Это насыщенный углеводород с содержанием фтора, производная метана и этана. Фреоны нетоксичны, но способны легко перемещаться под воздействием воздушных потоков. Таким образом, они попадают в стратосферу, где происходит их распад под воздействием ультрафиолета. Вещества, выделяемые в процессе распада, вступают в химические реакции, в результате чего начинается снижение концентрации озона. Хлорфторуглероды Хлорфторуглероды считают главной причиной разрушения озонового слоя. На их распад уходит от 20 до 120 лет. Эти вещества не возвращаются на землю с кислотными дождями – они задерживаются в атмосфере и стабильно уничтожают озон. В 1987 году несколько стран подписали Монреальский протокол. Его основная тема – запрет веществ, которые разрушают озон. В протоколе прописан их перечень. Он ограничивает производство и потребление озоноразрушающих веществ. В данный момент на многих предприятиях используются хладореагенты нового поколения, практически не влияющие на целостность озона. Авиатранспорт Выхлопные газы воздушного транспорта вносят определённый вклад в образование озоновых дыр. Оксиды азота, которые образуются при сгорании топлива, вступают в реакцию с озоном в стратосфере, разрушая его. Негативное влияние на защитную оболочку планеты оказывает запуск реактивных ракетных установок. Во время запуска космического корабля в атмосфере возникает проём диаметром до 2000 км. Исчезает он только через полтора часа. В этот период нарушается целостность озонового слоя. Наиболее опасны запуски многоразовых систем, таких как Шаттл. По примерным расчётам учёных, запуск 125 аналогичных ракет одновременно способен полностью разрушить озоновую оболочку. Похожее влияние на защитный слой оказывает стратосферная авиация – сверхзвуковые самолёты Они выбрасывают большое количество оксидов азота и серной кислоты. Эти вещества уничтожают озон. Способы решения проблемы С момента подписания Монреальского протокола стали приниматься первые шаги по сохранению целостности защитной оболочки планеты. Первый пункт – запрет на выброс фреонов. Затем была утверждена Венская конвенция. Её положения предусматривают охрану озонового слоя и предотвращение его разрушения. В них входят следующие моменты: -совместные исследования стран на тему того, что вызывает негативные изменения в озоновом слое; -регулярный контроль его состояния; -создание технологий, способных снизить ущерб, причиняемый озоновой оболочке; -строгий контроль деятельности, которая вызывает появление дыр; -обмен знаниями и технологиями. Существуют и другие способы, которые позволят снизить негативное влияние на защитный экран: • замена транспортного топлива на экологически чистые и безопасные варианты; • использование альтернативных источников энергии; • помощь природе в естественном восстановлении озона – минимизация вырубок лесов и активные посадки деревьев; • ручная подпитка – распыление искусственно созданного озона на специальных фабриках в верхних слоях атмосферы. К сожалению, многие кардинальные пути решения проблемы сталкиваются с препятствием в виде огромных затрат на их осуществление. Большинство разработанных и протестированных проектов откладывается на потом по причине нехватки средств. 2.9 Вырубка лесов Вырубка лесов – экологическая проблема, затрагивающая все континенты. Со стабильным снижением количества насаждений нарушается режим температур. Из-за растущего уровня углекислого газа образуется «парниковый эффект». Изменяется периодичность, объём выпадающих осадков, сила и скорость ветра в регионе. Уменьшение лесного массива — социальная проблема. В посёлках, деревнях, племенах, около которых велась вырубка, пропадает возможность заниматься сельским хозяйством, охотой, рыбалкой. Люди вынуждены мигрировать или менять род деятельности. Это обусловлено изменениями климата, учащаются случаи наводнений или засух. Плодородный слой почвы вымывается осадками или выдувается ветрами, поскольку корневая система его больше не удерживает. С годами становятся заметны и другие последствия вырубки лесов. Редкие компоненты для производства косметики и лекарств исчезают вместе с растениями, из которых добываются. Сырьё, получаемое из деревьев, постепенно заканчивается, поскольку леса обновляются гораздо медленнее, чем гибнут. Статистика по рубке лесов в мире и в России Так как в нашей стране имеется большое количество лесов, то вырубка проводится в больших объёмах по сравнению с другими странами. Российская Федерация занимает первое место по производству, экспорту древесины, особенно пород деревьев, стойких к влаге и механичным воздействиям. Конкуренцию России составляют Канада и Бразилия (табл. 1), в то время, когда европейцы стараются полностью восстановить погибшие посадки. Перед Европой проблема уничтожения не стоит остро, поскольку площади насаждений невелики, не способствуют развитию отрасли. Таблица 1 Объёмы уничтожения леса Место Страна Вырубка (тысячи гектар) 1 Россия 4,19 2 Канада 2,5 3 Бразилия 2,2 4 США 1,7 5 Индонезия 1,6 Поскольку гибель лесов касается многих стран, а последствия этого влияют на жизнь планеты, решение проблемы обезлесения является общемировой. Правительства разных стран, общественные организации проводят совместные заседания, консультации, саммиты по вопросам решения проблемы уничтожения зелёных массивов, устранения вреда, предотвращения последствий. Первый шаг к борьбе с вырубкой – понимание ситуации, её последствий для каждого человека и планеты. Общественные организации, группы социальных сетей проводят мониторинг ситуации: • спутниковые фотографии зелёных массивов; • анализ фото- и видеоматериалов; • распространение информации о последствиях гибели растений; • личный опыт и наблюдения за жизнью природы и её гибелью. Работа правительств, учёных, экологов, общественных деятелей позволяют разрабатывать, воплощать способы улучшения ситуации. Важную роль играет снижение рубки, написание законов, финансирование программ замены древесины. 2.10 Проблема образования отходов Каждый год страны производят 1,3 миллиарда тонн отходов. Ожидается, что к 2100 году эта цифра вырастет до 4 миллиардов тонн. Ведущие производители мусора – США, Китай, Бразилия, Япония и Германия. Например, США произвели около 228 млн. тонн отходов в 2006 году, увеличив этот показатель до 254 млн. тонн к 2013 году. Китай, население которого примерно в четыре раза больше, чем в США, отстает, производя ежегодно не более 200 млн. тонн отходов. Специалисты установили тенденцию, что чем более урбанизированной и индустриализированной становится страна, тем больше мусора она производит. Ожидается, что количество отходов удвоится в городах Африки и Азии с низким уровнем дохода в результате роста населения, урбанизации и роста потребления. Быстрая индустриализация происходит в странах, которые ещё не разработали соответствующие системы для обращения с опасными отходами. Отсутствие сбора мусора приводит к тому, что частота заболеваний, таких как диарея, удваивается, а риск острой респираторной инфекции, связанной со сжиганием отходов, повышается в шесть раз. В менее развитых странах несобранные отходы, как правило, скапливаются вблизи менее богатых районов и трущоб. Для мусорщиков выброшенная еда в кучах мусора обеспечивает пропитание и средства к существованию. Но те, кто добывают пищу через свалки, подвергаются воздействию таких опасных веществ, как свинец, ртуть, а также инфекционных агентов. Города в развивающихся странах тратят от 20% до 50% своих бюджетов на обращение отходов, тем самым не выделяются средства на другие социально значимые программы. Логично предположить, что вся проблема решается тотальным установлением мусоросжигающих или перерабатывающих заводов, но это не так. Для обеспечения его работы необходимо организовать: -сбор отходов, желательно раздельный; -своевременную доставку мусора; -оплату услуг по обращению с отходами. В связи с этим возникает проблема: население одобряет чистоту окружающей среды, но не всегда хочет и может за это платить. Наглядный пример – начало мусорной реформы в РФ в 2019 году. Повышение стоимости вывоза мусора в 3-5 раз и более не вызвал прилив энтузиазма у россиян, уровень доходов которых далеко не самый низкий в мире. Кроме инженерных и технологических решений требуется изменение поведения, чтобы люди и общество поощрялись к сокращению и переработке отходов. Это имеет решающее значение. С 2000 года Всемирный банк выделил около 4,5 миллиарда долларов на поддержку 329 программ по утилизации твёрдых отходов по всему миру. Они включают такие проекты, как сбор и утилизация мусора, повторное использование и утилизация отходов, а также инициативы, направленные на изменение привычек, связанных с отходами. Нужно учитывать и тот факт, что свыше 90% всех отходов производит промышленность. Именно поэтому такие развитые страны, как США, лидируют в этом направлении. Экологические проблемы бытовых и промышленных отходов города видны невооружённых взглядом, достаточно посмотреть на него со стороны и выпить воду из-под крана. Окутанный смогом и характерный неприятный привкус воды указывает на то, что необходимо принимать комплексные меры по очищению окружающей среды. Пути решения проблемы отходов не так очевидны. Речь идёт о всесторонних мерах, направленных как на инженерные и технологические решения, так и на пропаганду грамотного обращения с мусором в каждом отдельном домохозяйстве. Кроме того, до тех пор, пока население, особенно бедных стран, не может удовлетворить базовые потребности, им сложно привить привычку раздельного сбора отходов, оплату его вывоза и утилизацию. Поэтому вместе с пропагандой и внедрением программ по обращению с отходами, необходимо заниматься повышением уровня и качества жизни людей. 2.11 Состояние здоровья человечества Глобальная проблема здоровья и долголетия во многом является производной от других глобальных проблем, вызывающих заболевания, способствующих их распространению, сокращающих трудоспособный и репродуктивный возраст человека и продолжительность его жизни. К таким можно отнести: • ухудшение экологической ситуации, истощение ресурсов и ухудшение их качества; • демографический взрыв и перенаселение в ряде развивающихся стран; • недостаток продовольствия и его низкое качество, голод и недоедание; • урбанизация и растущий уровень факторов стресса. Глобальная проблема состояния здоровья сегодня конкретизируется по ряду следующих аспектов:  высокая детская смертность и небольшая продолжительность жизни (до 60 лет) в развивающихся странах и странах бывшего социалистического лагеря (Евразия);  высокая детская смертность от недоедания и болезней, которые могут быть предотвращены;  растущая динамика смертности от так называемых «болезней цивилизации» (сердечно-сосудистые заболевания, хронические заболевания лёгких и т.д.) и заболеваний с неинфекционной этиологией (рак, диабет и т.д.): более 36 млн. человек ежегодно;  зависимость смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, от уровня доходов населения: свыше 80% смертей от сердечно-сосудистых заболеваний приходится на страны со средним и низким уровнем дохода на душу населения;  растущая смертность от инфекционных заболеваний;  быстрое распространение СПИДа;  высокая смертность от эпидемии инфекционных заболеваний, которые считались уже побеждёнными (оспа, малярия, корь, менингит, чума, холера);  увеличение числа психических заболеваний (например, шизофрении);  рост числа суицидов (особенно, в развитых странах и странах с переходной экономикой);  появление новых смертоносных инфекций (лихорадка Эбола, MERS, COVID-19).  недоступность национальных систем здравоохранения для 1 млрд. жителей Земли;  низкий уровень развития медицины и фармацевтики в развивающихся странах;  проблемы в сфере социально-экономических факторов и условий, определяющих жизненный уровень и состояние здоровья людей (условия жизни, труда и быта; реальная заработная плата; продолжительность рабочего дня; степень интенсивности труда; степень занятости; уровень и характер питания; жилищные условия; состояние и доступность медицинских услуг);  высокие цены на лекарственные препараты и лечение в ряде стран;  коммерческая, а не гуманистическая ориентация фармацевтических компаний;  слабая социальная политика и политика в области здравоохранения в ряде стран;  табакокурение, алкоголизм и наркомания;  ожирение в результате питания дешёвыми высококалорийными продуктами (фаст-фуд) и влияния вредных пищевых добавок (ингредиенты с индексом «Е»);  распространение гиподинамии;  низкий уровень культуры отношения человека к себе и своему здоровью, гигиены и общих знаний (грамотности). Соответственно, возможные и результативные решения в сфере глобальных проблем здоровья, продолжительности жизни и её качества, а также здравоохранения, должны лежать в плоскости работы с причинами распространения заболеваний, снижения качества жизни и ухудшения экологической обстановки, неэффективных систем охраны здоровья и социальной политики и т.д. 2.12 Опустынивание земель Опустынивание – это распространенная проблема деградации земельных ресурсов, заключающаяся в том, что плодородные земли превращаются в пустыни, лишённые влаги и растительности. В результате такие территории становятся непригодными для жизни людей, а только некоторые виды флоры и фауны смогут приспособиться к жизни в подобных условиях. Существует огромное количество причин, по которым происходит опустынивание почв. Некоторые имеют природный характер, поскольку возникают из-за природных явлений, однако большинство причин вызвано антропогенной деятельностью. Рассмотрим наиболее актуальные причины, которые приводят к опустыниванию земель. 1. Нехватка водных ресурсов. Засуха может произойти из-за аномальной недостаточности атмосферных осадков во время повышения температуры воздуха. Дефицит водных ресурсов обусловлен удалённостью водоёмов, поэтому земля получает недостаточное количество влаги. 2. Климатические изменения. Если температура воздуха повысилась, увеличилось испарение влаги, а осадки уменьшились, происходит аридизация (комплекс процессов снижения увлажненности обширных территорий с последующим сокращением биологической продуктивности экосистем) климата. 3. Вырубка деревьев. Если уничтожаются лесные массивы, грунт становится незащищённым от водной и ветровой эрозии. Также почва будет получать минимальное количество влаги. 4. Перевыпас скота. Территория, где выпасают животных, очень быстро теряет растительность, а земля не будет получать достаточно влаги. В результате изменения экосистемы произойдет опустынивание. 5. Биологическая гибель. Когда мгновенно исчезает флора из-за заражения, например, токсическими и ядовитыми веществами, почва поддается сильнейшему истощению. 6. Недостаточное дренирование. Это происходит в результате нарушения искусственной или естественной системы дренажа. 7. Засоление грунта. Случается подобная проблема из-за действия грунтовых вод, нарушения баланса солей в сельскохозяйственной деятельности или смены технологий обработки земли. 8. Понижение уровня подземных вод. Если грунтовые воды перестали питать землю, то вскоре она утратит плодородие. 9. Прекращение мелиоративных работ. Если не орошать землю, то от недостатка влаги произойдёт опустынивание. Существуют и другие причины, из-за которых происходит изменение почвы, влекущее за собой опустынивание. В зависимости от причин, вызывающих изменения почвы, можно выделить несколько типов опустынивания. Во-первых, это засоление. Оно может быть первичное или вторичное, когда соли накапливаются в грунте естественным путём или из-за резких изменений условий климата, водного режима. Во-вторых, это дефорестизация, то есть изменение почвы из-за вырубки леса и уничтожения растительности. В-третьих, происходит деградация пастбищ, что также является типом опустынивания. И, в-четвертых, осушение морского дна, когда значительно падает уровень воды и днище, лишенное воды, становится сушей. Опустынивание характеризуется следующими этапами: • прогрессирующей потерей зрелой, стабилизирующей растительности в экосистеме; • потерей сельскохозяйственного растительного покрова в периоды засухи; • потерей неуплотнённого верхнего слоя почвы; • постоянная ветровая и водная эрозия, ведущая к развитию оврагов и песчаных дюн по всей поверхности суши. Опустынивание земель, как глобальная экологическая проблема, актуальна уже сейчас. Чтобы понять масштаб угрозы, ниже некоторые статистические данные: 1) более 75% земной площади Земли уже деградировано, и к 2050 году этот показатель может превысить 90%; 2) во всём мире общая площадь, подвергающаяся ежегодному процессу опустынивания, равна половине размера Европейского Союза (4,18 млн км2). 3) экономическая стоимость деградации почвы для ЕС оценивается в десятки миллиардов евро в год; 4) по оценкам экспертов, деградация земель и изменение климата приведут к сокращению мировых урожаев примерно на 10% к 2050 году; большая часть этого деструктивного процесса будет происходить в Индии, Китае и странах Африки к югу от Сахары, где деградация земель может вдвое сократить урожайность; 5) в результате ускоренного обезлесения становится всё труднее смягчать последствия изменения климата; Последствия опустынивания земель на текущий момент привели к тому, что засушливые земли составляют около 40-41% общей площади Земли и занимают около 2 миллиардов человек. 10-20% засушливых земель уже деградировали. Более умеренные регионы, такие как Европа, не защищены от этой проблемы. Страны ЕС страдают от опустынивания примерно на 8% своей территории. Основные проблемные области – Южная, Восточная и Центральная Европа. Эти регионы составляют около 14 миллионов гектаров (140 000 км2) и демонстрируют высокую чувствительность к опустыниванию. Пути решения опустынивания земель: 1) ведение устойчивого сельского хозяйства надлежащее искусственное орошение, ограничение выпаса животных; 2) рекультивация дюн путём посадки растений; 3) ротационное использование пастбищ, среднепольных деревьев или кустарников, посадка растительности в долинах периодических рек; 4) снижение антропогенного давления в районах, подверженных риску опустынивания; 5) посадка деревьев; 6) повышение влажности местности и т.д. Следует отметить, что каждый из этих методов требует финансовых затрат, которые не могут быть предоставлены, например, странами Сахеля (район Африки, расположенный к югу от Сахары) – наиболее опасными из-за опустынивания. В этом случае требуется выделение некоторых средств в богатых странах для прекращения опустынивания в бедных странах. ЛЕКЦИЯ 3 НАИЛУЧШИЕ ДОСТУПНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК ФАКТОР СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМ 3.1 Оценка риска здоровью населения от снижения уровня качества окружающей среды В современном мире важнейшими общепринятыми критериями общественного прогресса являются состояние здоровья и продолжительность жизни населения. В этой связи проблема качества окружающей среды, её влияние на уровень заболеваемости и смертности населения актуальна для отдельных индивидуумов и их групп, а также для различных уровней управления национальным хозяйством. Безусловно, оценка степени риска здоровью из-за снижения качества окружающей природной среды является естественной поведенческой реакцией человека, основанной, в первую очередь, на выявлении ситуации, связанной с возможными отрицательными последствиями, поэтому можно утверждать, что на ней базируется вся система информационной связи человека с окружающим миром. Вероятно поэтому такие понятия, как «опасность», «угроза», связаны, прежде всего, с информацией о риске здоровью. Очевидно, что, если бы методы оценки риска здоровью населения были введены в практику государственного санитарного надзора, систему государственного управления и хозяйствования, то они помогли бы решить задачу, связанную с количественной характеристикой воздействия неблагоприятных условий среды на здоровье населения и с их экономической оценкой. Загрязнение среды, даже в относительно малых концентрациях веществ, вследствие большой длительности воздействия (практически на протяжении всей жизни человека) может приводить к серьезным нарушениям в состоянии здоровья, особенно таких малоустойчивых групп, как дети, пожилые люди, больные хроническими болезнями, беременные женщины. По степени опасности для здоровья человека среди химических загрязнителей первенство в настоящее время принадлежит тяжёлым металлам, хлорированным углеводородам, нитратам, нитритам, асбесту, пестицидам. Наиболее опасными и токсичными из тяжёлых металлов являются кадмий, ртуть и свинец. Установлена связь между количеством кадмия, свинца, мышьяка, обнаруженных в воде и почве, и уровнями заболеваемости злокачественными новообразованиями различных форм среди населения экологически неблагополучных районов. Влияние загрязнения воздуха разнообразно, начиная от неприятных запахов и заканчивая ростом заболеваемости и смертности, в том числе от сердечно-сосудистых болезней. Воздействие атмосферных загрязнителей чаще всего приводит к ослаблению иммунитета, что сопровождается снижением сопротивляемости организма и повышенной заболеваемостью. Выделяющиеся в атмосферу оксид углерода, сернистый газ, оксиды азота при повышенных концентрациях вызывают резкое нарушение жизнедеятельности организма. Оксид азота, например, действует на центральную нервную систему, при вдыхании образует в организме азотную и азотистую кислоту. При систематическом воздействии оксидов азота даже в малых концентрациях наблюдаются заболевания хроническими бронхитами, эмфиземой легких, хронические желудочно-кишечные заболевания и т.д. Особую опасность представляют такие высокотоксичные, канцерогенные вещества, как цианиды, бенз(a)пирен, фенолы, соединения серы. По данным российских исследователей установлено, что степень воздействия атмосферных загрязнений на заболеваемость населения зависит от возраста: наименее чувствительной является группа населения в возрасте 20-39 лет, а наиболее чувствительными – группа детей в возрасте от 3 до 6 лет (в 3,3 раза) и возрастная группа населения старше 60 лет (в 1,6 раза). В городах с развитой металлургической промышленностью взрослое население чаще страдает болезнями органов кровообращения (в 1,5 раза) и органов пищеварения (в 1,7), а дети почти в 1,5 раза чаще страдают болезнями органов дыхания и пищеварения, а также болезнями кожи и слизистых оболочек глаз. Проживание в центрах размещения нефтехимической промышленности и органического синтеза ведёт к увеличению заболеваемости детей бронхиальной астмой (в 2-3 раза) и болезнями кожи и слизистых оболочек (в 2 раза). По данным ООН, в мире выпускается до 1 млн. наименований в год ранее не существовавшей продукции, в том числе до 100 тысяч химических соединений, из которых около 15 тысяч являются потенциальными токсикантами. По экспертным оценкам, до 80% всех химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водные источники. Подсчитано, что ежегодно в мире выбрасывается более 420 км3 сточных вод, которые в состоянии сделать непригодной к употреблению около 7 тыс. км3 чистой воды. Анализ качества питьевой воды, проведенный Институтом экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН в ряде городов России, свидетельствует о несоответствии качества воды гигиеническим требованиям в 80-90% централизованных систем водоснабжения. Около 1/3 населения использует для питья воду из децентрализованных источников, которая в 32% случаев также не отвечает требованиям качества. В целом около 50% населения Российской Федерации продолжает использовать для питья воду, не соответствующую санитарно-гигиеническим нормам. Состояние окружающей среды, природные условия тесно связаны с техническими и технологическими элементами производства. Производственные процессы, являясь основными загрязнителями окружающей среды, отрицательно воздействуют и на внутреннюю производственную среду, создавая неблагоприятные условия труда. Интегрированное влияние негативных факторов на производстве и в среде обитания приводит к увеличению опасного воздействия вредных веществ на здоровье населения. Категория здоровья, по определению Устава Всемирной организации здравоохранения, является состоянием полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствием болезней или физических дефектов. Многие ученые считают, что в качестве слагаемых здоровья человека выделяются такие социально-значимые категории, как продолжительность жизни, умственная и физическая работоспособность, воспроизводство здорового потомства. Различают прямой ущерб из-за ухудшения здоровья людей, материальных разрушений и деградации природной среды и косвенный ущерб – рост инвалидности и т.п. Обычно прямой ущерб здоровью поддаётся стоимостному или натуральному исчислению, а косвенный количественно оценить труднее. На рисунке 7 приводятся эффекты от снижения заболеваемости и смертности населения при улучшении качества окружающей среды. Рис. 7. Эффекты от снижения заболеваемости и смертности населения при улучшении качества окружающей среды Эффекты от снижения заболеваемости и смертности, миграции населения при улучшении окружающей среды можно определить как предотвращаемый ущерб при применении превентивных мер, способствующих снижению вредного воздействия загрязнения окружающей среды. Ответственность государства, предприятий, организаций и отдельных граждан за ущерб, причиняемый здоровью населения загрязнением окружающей среды, предусматривается рядом основополагающих законов страны (Конституция РФ, Закон об охране окружающей среды в РФ, Закон о санитарном и эпидемиологическом благополучии населения в Российской Федерации и др.). Тем не менее, реализовать в действительности правовую защиту населения невозможно из-за отсутствия достаточно веского методического аппарата установления причинно-следственных связей «Среда – Здоровье». В настоящее время ведущим принципом отечественной гигиены и системы медико-экологического регламентирования является установление безопасных уровней воздействия загрязнителей окружающей среды. Основой данного положения служит концепция «пороговости» вредного действия, постулирующая, что для каждого агента (фактора), вызывающего те или иные неблагоприятные эффекты в организме, существуют и могут быть найдены дозы (концентрации), при которых изменения функций организма будут минимальными (пороговыми). Несмотря на простоту и распространённость данного подхода, в практику управления в последнее время стала активно внедряться концепция, основанная на положениях риск-анализа, согласно которой индикатором снижения качества окружающей среды служит состояние здоровья человека, выраженное с помощью специальных показателей риска. Методология медико-экологических исследований концепции риск-анализа основана в значительной степени на предположении о том, что риск, создаваемый факторами окружающей человека среды, пропорционален его дозе (или концентрации). При этом предполагается и допускается, что чем больше продолжительность контакта фактора с биологической тканью, тем больше вероятность неблагоприятных эффектов. На основании этого условия делается вывод о том, что для определения риска нужно знать осреднённую воздействующую концентрацию (или дозу) и время, в течение которого эта концентрация (доза) действовала на организм. В контексте концепции фактор снижения качества окружающей среды существенно повышает риск возникновения заболеваний населения. Среди геоэкологических факторов риска здоровью населения обычно выделяют уровень атмосферного загрязнения, качество питьевой воды, почвы. Важнейшим элементом природной среды, несущим основную техногенную нагрузку считается загрязнение воздуха (ведущий параметр дифференциации территории по состоянию среды обитания), что подтверждается данными по замедлению физического и нервно-психического развития у детей в городах с металлургической промышленностью и высоким уровнем загрязнения воздуха по сравнению с контрольными группами. Кроме того, доказывается, что воздействие атмосферных загрязнений сопровождается изменением функции внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы. По данным Б.А. Ревича, в городах с развитой нефтехимической промышленностью и вблизи автомагистралей у детей жизненная емкость легких, резервные объемы вдоха и выдоха снижены на 10-30%, а у детей, проживающих рядом с предприятиями стройиндустрии с большим пылевым выбросом, – на 70%. Согласно тем же данным совместное действие пыли и некоторых загрязнителей в современных городах имеет высокотоксичный эффект, в частности: канцерогенный эффект наблюдается при совместном действии бензола, никеля, сажи, бенз(а)пирена и формальдегида; нарушение репродуктивной функции женщин и врожденные патологии – при соединении углеводородов с тяжелыми металлами, такими как свинец, ртуть, медь. Приводимая характеристика влияния техногенных нагрузок на ОС и на здоровье человека убеждает в том, что необходимость реализовать правовой и экономический механизм защиты здоровья населения от экологически обусловленных заболеваний давно назрела. В соответствии с современной теорией риск-менеджмента риск обычно интерпретируется как вероятностная мера возникновения техногенных или природных явлений, сопровождающихся формированием вредных факторов и нанесением социального, экономического, экологического, а в ряде случаев и эстетического ущербов. Под экологическим риском понимается вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для природной среды и вызванного негативным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера. Проявляется экологический риск в вероятностных величинах или математическим ожиданием ущерба. При оценке влияния негативного изменения качества атмосферного воздуха от загрязнения выбросами опасность ухудшения здоровья количественно оценивается на основе теоретических расчётов, а также статистических данных о результатах медико-экологических обследований. Теоретические расчёты и оценки риска проводятся по схеме «Доза – Эффект». Под дозой понимается количественная мера вредного воздействия на организм, под эффектом – патологические и иные последствия этого воздействия. Данная схема является приемлемой для всех видов организмов живой природы: человека, животных, птиц, обитателей водной среды, растений и микроорганизмов. Однако наибольшее практическое применение она находит в практике оценки ухудшения здоровья человека. Определение уровня (меры) воздействия является стадией процесса оценки риска и представляет собой сложную процедуру, которая включает диагностику источников, характера выбросов, путей распределения загрязнителей и воздействия химического вещества для установления концентраций (доз), при которых может иметь место воздействие на человека. Используемый в международной практике алгоритм включает следующие этапы: 1. Идентификация опасности (вредности): выполняются действия, связанные с определением факторов, уровней и путей воздействия, осуществляется проверка правдоподобия и подтверждения ассоциации между фактором и заболеванием. 2. Оценка экспозиции. Включает характеристику источников загрязнения, маршрутов движения загрязняющих веществ от источника к человеку, пути и точки воздействия, уровни экспозиции и др. Важнейшей частью работ этого этапа является определение концентрации каждого из загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферном воздухе городов. Как показывает практика, установление концентрации (дозы) связано с проблемой недостаточности или отсутствия информации. Чаще всего в расчётах используются данные мониторинга, отражающие суммарное воздействие от всех источников загрязнения, при этом замеры концентрации веществ, выбрасываемых в атмосферу, нередко осуществляются по ограниченному кругу загрязнителей и источников, что приводит к неполноте в исследованиях, требующих идентификации выбросов от конкретного объекта. Однако численность экологических постов крайне ограничена и в большинстве случаев замеров концентрации не производится. По этой причине для расчёта приземной концентрации загрязняющих веществ применяется моделирование, позволяющее рассчитывать концентрацию в точке воздействия. 3. Установление зависимости «Доза – Ответ». На данном этапе важным является выявление связи между состоянием здоровья (например, доли лиц, у которых развилось определённое заболевание) и уровнями экспозиции. Данный анализ обычно проводится раздельно для канцерогенов и для веществ, не обладающих канцерогенным действием. Методология медико-экологических исследований основана на предположении о том, что риск, создаваемый факторами окружающей человека среды, пропорционален их дозе (или концентрации). Средняя пожизненная доза рассчитывается на основе средней воздействующей на человека концентрации (дозе), действующей на организм в течение определенного времени. 4. Характеристика риска. Цель этапа – установление медицинских приоритетов и тех рисков, которые должны быть предотвращены или снижены до приемлемого для данного общества уровня. Выполняется анализ всех полученных данных, расчётов рисков для популяции и её отдельных подгрупп, сравнение рисков с допустимыми (приемлемыми) уровнями, сравнительная оценка и ранжирование различных рисков по степени их статистической, медико-биологической и социальной значимости. Устанавливаются количественные характеристики воздействия на здоровье человека, т.е. определения потенциального и индивидуального риска, пожизненного риска (вероятность заболеть раком и умереть, вероятность получить нераковое заболевание) и популяционного риска. Потенциальный риск определяет максимальный размер группы риска (в процентах или долях единицы), т.е. количество населения, у которого потенциально могут проявиться неблагоприятные эффекты, связанные с данным экологическим фактором. Определение индивидуального риска представляет собой диагностирование случаев экологически обусловленных заболеваний. Для оценки индивидуального риска важным является определение дозы химического вещества, зависящей от конкретных особенностей контакта человека с окружающей средой. Одним из вариантов такого расчёта является использование информации о концентрациях химических веществ в различных зонах пребывания человека и среднего времени его нахождения в этих зонах. Зная концентрацию вещества, объём вдыхаемого воздуха, время нахождения в различных зонах, эксперт может рассчитать получаемую за год внутреннюю дозу, которая в данном случае называется аэрогенной нагрузкой. Суммирование аэрогенных нагрузок по отдельным веществам даёт возможность расчёта суммарной индивидуальной аэрогенной нагрузки. Количественная экономическая оценка воздействия загрязнения на здоровье человека выражается в категориях экономических потерь (рис. 8), представляющих собой индивидуальные или общественные расходы, которых можно избежать при сокращении экологического ущерба и воздействии на здоровье населения. Подходы, применяемые к оценке влияния условий окружающей среды на здоровье населения, представлены на рисунке 8. Рис. 8. Классификация методических подходов, используемых для оценки воздействия на здоровье населения Для оценки индивидуальных потерь чаще всего применяются методики, основанные на затратном подходе. В основе таких методик лежит оценка индивидуальных дополнительных затрат человека, связанных с вредным воздействием окружающей среды на условия его жизнедеятельности. Затратный подход предполагает оценку стоимости всех дополнительных затрат, возникающих у человека и связанных с потерей здоровья под воздействием условий окружающей среды. Перечень таких затрат достаточно обширный и может варьироваться в разных методиках. Чаще всего выявляются и количественно оцениваются прямые и косвенные расходы, связанные с заболеванием. К ним обычно относят:  расходы на медикаменты превентивного характера;  расходы на медикаменты для лечения острых и хронических заболеваний;  стоимость экстренного лечения (скорая помощь, интенсивная терапия);  стоимость лечения в стационаре (уход за больными и амбулаторные услуги);  стоимость лечения на дому, стоимость реабилитации, потеря трудоспособности;  перераспределение дохода (в форме пенсии по утере трудоспособности, обеспечивающей средства проживания);  нематериальные затраты (страдания, связанные с заболеванием или смертью, изменение благополучия конкретного человека в отличие от общего качества жизни). Нематериальные потери по совокупности источников предлагается оценивать с помощью оценки:  стоимости статистической жизни;  стоимости потерянных лет жизни. Стоимость статистической жизни оценивается эмпирическими методами: 1. Сравнение заработной платы и профессиональных рисков – традиционный способ (риск оценивается через прирост заработной платы по профессиям, связанным с различным уровнем риска, т.е. прирост риска соответствует приросту заработной платы). 2. Опрос населения с целью выявления готовности платить за снижение риска. Наиболее распространенный способ заключается в установлении суммы, которую готов платить человек за снижение среднего риска на один процент сокращения риска. Делением средней стоимости риска на процент его сокращения получают стоимость статистической потерянной жизни. Основной недостаток данного подхода – предположение о линейной зависимости между изменением риска и желанием платить, что недостаточно корректно. Кроме того, сокращение риска может считаться незначительным в сравнении с другими проблемами, с которыми человек сталкивается в повседневной жизни. 3. Обособление характеристик для снижения риска в ценах продуктов, с которыми связаны риски. Метод основан на готовности людей внести вклад (готовность платить) за возможность избежать рисков. Оценка общественных потерь производится с помощью доходного подхода, который основан на определении величины потенциального дохода, недополученного обществом в результате потери жизни полностью или частично отдельным человеком. Для расчёта экономических показателей первоначально определяются натуральные показатели ущерба – количество дополнительных случаев смерти или количество потерянных лет жизни. Такой расчёт основывается на определении индивидуального и популяционного риска. В этом случае основной задачей становится определение натуральных показателей ущерба, т.е. количества дополнительных случаев смерти. Наиболее приемлемой и апробированной представляется международная методика определения индивидуального и популяционного риска. Для определения риска по каждому канцерогенному загрязнителю устанавливается фактор потенциала, который является основой пересчёта для среднесуточного поступления канцерогенного загрязнителя в индивидуальный пожизненный риск и пожизненный риск смерти. Популяционный риск определяет число случаев смерти или заболеваний, которые могут возникнуть во всей популяции или в отдельных её группах в результате воздействия изучаемого загрязнения. Стоимость потерянных лет жизни, то есть стоимость количества лет, которые человек не дожил до возраста средней продолжительности жизни (показатель преждевременной смертности) можно оценить по формуле 1: (1) где Пit – стоимость потерянных лет в результате смерти человека в возрасте i в году t; Сt – стоимость года статистической жизни в году t; Жt – ожидаемая продолжительность жизни в году t; i – возраст умершего человека. Например, если человек умер в возрасте 45 лет, исходя из величины средней продолжительности жизни в России (72,9 лет) можно считать, что он не дожил до возраста своей «естественной» смерти 27,9 лет. Это и есть потерянные (непрожитые) годы. Стоимость года среднестатистической жизни в России составила 643 тысячи 347 рублей (данные 2018 года). Отсюда стоимость 27,9 лет составит 17 млн. 949 тыс. 381 руб. 30 коп. Важно отметить, что оценка стоимости потерянных лет жизни носит гуманитарный характер. Она призвана отразить ценность каждой жизни вне зависимости от того, занят человек в экономике, является ли он производителем товара, или нет 3.2 Технико-технологическая платформа социально-экологического развития Положение человека сопряжено с массой экологических, социальных и экономических проблем. Население и потребление увеличиваются, а защите окружающей среды уделяется мало внимания. Это ведёт к росту производства отходов и снижению качества жизни. В связи с этим ещё в 1970-1980-х гг. ООН создала концепцию устойчивого развития – жизни без ущерба будущим поколениям. На её основе выросла «зелёная экономика», целью которой является повышение благополучия общества, уменьшение нагрузки на экосистемы, поиск баланса между социальной политикой, экономикой и экологией. В России для формирования «зелёной экономики» и перехода к устойчивому социально-экологическому движению необходимо изменить сложившийся тип развития экономики. Ключевую роль в этом процессе должен сыграть переход к модели экологически сбалансированной модернизации экономического развития, которая строится на принципах экологической экономики. В условиях достижения критического уровня загрязнения окружающей среды, изменения фаз жизненного цикла месторождений минерального сырья, топлива со стороны общества усиливаются требования перехода к экологически эффективным режимам хозяйствования, т.е. к наилучшим доступным технологиям. В то же время реализация наилучших доступных технологий поднимает проблему комплексной оценки эффективности их внедрения и функционирования производств, базирующихся на технико-технологической платформе наилучших доступных технологий (НДТ). Рассмотрим важнейшие предпосылки перехода к экологически чистым производствам и выделим следующие из них: - усиление роли технико-технологических факторов повышения комплексности использования природного сырья; - увеличение объёмов производственного использования образующихся отходов; - необходимость применения системных мер по сокращение объёмов выбросов, сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду. Для определения изменений в технико-технологической основе производства автором была выполнена градация видов технологий в последовательности этапов процесса экологизации производства и проанализированы соответствующие изменения нагрузки на окружающую среду, выделены особенности эффектов воздействия на окружающую среду. Пошаговое определение экономической оценки результатов изменения нагрузки на среду обитания в разрезе этапов процесса экологизации производства позволило расширить возможности сравнительного анализа подходов к определению экономической эффективности производства и учёту экологических и социальных элементов выгод и затрат. Традиционные технологии прошлого столетия (технологии «конца трубы») позволяли снижать антропогенное воздействие на окружающую среду посредством устройств дополнительной очистки жидких, газообразных отходов, утилизации или частичного использования твёрдых отходов. Вследствие этого при выборе технологий производства (добычи, обогащения, переработки) в условиях паритетности экономических показателей предпочтение отдавалось технологиям, которые при увеличении мощности, пропускной способности позволяли подключать или наращивать систему очистки отходов производства. Народнохозяйственный эффект от применения этих технологий складывался без учёта экономического эффекта от изменения вредного воздействия на окружающую среду жидких, твёрдых, газообразных отходов производства. Оценка эффективности производства, эксплуатирующего эти технологии, также осуществлялась без учёта экологического фактора. В этой связи осуществляемые предприятиями меры по снижению выбросов, сбросов загрязняющих веществ, размещению отходов реализовывались по программам охраны окружающей среды, что практически не влияло на стратегические решения их технико-технологического развития. Поэтапная трансформация традиционных технологий в комплексные и затем малоотходные позволила постепенно перейти от открытых производственных систем со свободным входом ресурсов и выходом отходов к полуоткрытым системам с частичным использованием извлекаемых материалов и очисткой отходов (ресурсосберегающим). Следующим этапом совершенствования технико-технологической основы производства стали «безотходные» технологии, которые относятся к закрытым системам с полной переработкой и утилизацией всех получаемых отходов, прекращением загрязнения последними окружающей среды. В отличие от безотходных традиционные технологии предлагают бороться с загрязнениями и отходами практически на последнем технологическом этапе посредством установки фильтров, очистных сооружений и др. (прямые природоохранные мероприятия). Для производств, базирующихся на технологиях подобного типа, процесс экологизации производства осуществляется в направлении снижения выхода отходов и рационального их использования. Безотходные производства основываются на технологическом принципе, который способствует передаче отходов в качестве сырья другому производству, с образованием цепочки производств, последовательно утилизирующих отходы до их минерализации на уровне простых химических соединений, которые вновь могут использоваться на входе в технологический процесс. Под безотходной технологической системой чаще всего понимается такое производство, в результате деятельности которого не происходит выбросов в окружающую среду. По мнению ряда авторов (С.С. Набойченко, Н.Г. Агеев, М.Н. Игнатьева, Л.А. Мочалова и др.), безотходное производство представляет собой совокупность организационно-технических мероприятий, технологических процессов, оборудования, материалов, обеспечивающих максимальное и комплексное использование сырья, позволяющих свести к минимуму отрицательное воздействие отходов на окружающую среду. Препятствием для широкого развития подобных производств, как в восьмидесятых годах прошлого столетия, так и в настоящее время, остаются ограниченные возможности по межотраслевому взаимодействию и глубокой интеграции производств в рамках территориально-производственного комплекса. В этой связи более предпочтительным становится развитие направления технологий, основанных на иных технологических принципах, которые позволяют осуществить переход к наилучшим доступным технологиям (НДТ). Поэтому следующим этапом процесса экологизации производства должен стать этап создания «экологически чистых производств». Следует отметить, что модель «экологически чистого производства» в настоящее время не реализуется в полной мере, но уже появляется техническая возможность выпуска экологически чистой продукции, производимой из возобновляемого сырья, и с низким уровнем потребления энергии, а также производство продукции, организованной на принципиально новой технико-технологической основе по типу природного круговорота веществ. В наибольшей степени этому направлению отвечают наилучшие доступные технологии. На рисунке 9 представлена схема совершенствования технико-технологической основы производства в процессе его экологизации. Рис. 9. Совершенствование технико-технологической основы производства в процессе его экологизации Принцип «применения наилучшей из доступных технологий», сформулированный в 1983 г. специальной Директивой Европейской Комиссии, посвященной интеграции мер по предупреждению загрязнения окружающей среды и экологическому контролю, является составной частью природоохранного законодательства многих стран и международных конвенций. Понятие «наилучшие доступные технологии» стало широко применяться в странах ЕС с середины 90-х годов прошлого столетия (Директива Совета Европы 96/61/ЕС о комплексном контроле и предотвращении загрязнения). Целью Директивы являлось обеспечение комплексного подхода для защиты окружающей среды путём совершенствования системы управления и контроля производственных процессов промышленных предприятий. Ключевым элементом подхода был общий принцип, предусмотренный в Статье 3 Директивы, свидетельствующий о том, что «операторы (предприятия) должны принимать все необходимые профилактические меры по предотвращению загрязнения, в частности, через применение НДТ, которые обеспечат им возможность повысить свою экологическую эффективность». В Директиве определение термина НДТ дано следующим образом: «наиболее эффективная и продвинутая стадия в развитии видов деятельности и связанных с ними режимов эксплуатации, которые указывают на практическую пригодность конкретной технологии в качестве принципиальной основы расчёта величин предельно допустимых выбросов, предусмотренных для предотвращения и, если это невозможно, общего сокращения выбросов и влияния на окружающую среду в целом». Согласно Директиве ЕС понятие «технологии» включает применяемую технологию, способ, с использованием которого осуществляется проектирование, строительство, техническое обслуживание, эксплуатация и вывод из эксплуатации объектов. К «доступным» технологиям относятся технологии, которые разработаны в масштабах, позволяющих реализацию их в соответствующем секторе промышленности, в условиях экономической и технической жизнеспособности, с учётом расходов и преимуществ, независимо от того, используются или изобретены данные технологии в соответствующем государстве и если они объективно доступны оператору (предприятию). «Наилучшие» означает наиболее эффективные для достижения высокого общего уровня защиты окружающей среды в целом. В России основной экологический закон №7 - ФЗ «Об охране окружающей среды» не содержит понятия и определения НДТ или его аналога и лишь единожды ссылается на наилучшие существующие технологии в части требований в области охраны окружающей среды при проектировании зданий, сооружений и иных объектов. Для дальнейшего развития законодательной базы по НДТ (справочников и прочих документов) необходимо, чтобы закон давал полное определение НДТ, соответствующее данному в Директиве ЕС, с пояснениями, что её следует принимать не только как используемую технологию производства, но и как способ проектирования, строительства, работы и вывода из эксплуатации предприятия. Соблюдение этого принципа в европейской практике направлено на реализацию наиболее эффективных вариантов природоохранной деятельности, а в долгосрочной перспективе – на управление ресурсами, утилизацию отходов, рационализацию материальных и энергетических потоков в производственной кооперации». Для России переход к принципу применения НДТ осложнён тем, что отечественная промышленность в основной своей массе использует завершающие свой жизненный цикл природоохранную технику, процессы, оборудование, которые не обеспечивают высокий уровень защиты окружающей среды. По мнению автора, НДТ формируют тот тип производства, который можно определить как «экологически чистое». Экологически чистое производство представляет собой организационное единство технологических процессов, основанных на наилучших доступных технологиях, которое обеспечивает максимально полное использование компонентов, содержащихся в исходном минеральном сырье, минимальное загрязнение окружающей среды и высокий уровень эколого-экономической эффективности производства. В последнее десятилетие все активнее стали проявляться факторы организации экологически чистых производств, важнейшими из которых являются:  высокий уровень текущего загрязнения окружающей среды, климатические изменения;  наличие принципиально новых технологий получения продукции, которые позволяют исключать и сокращать технологические стадии переработки, где образуется основное количество отходов;  значимость масштабов процесса экологизации производства, складывающегося в рамках направлений устойчивого развития экономики;  вхождение России в международные программы по охране окружающей среды, соглашения по Киотскому протоколу, вступление во Всемирную торговую организацию;  переход на международные стандарты отчётности и агрегированные оценки развития, которые учитывают влияние экологического фактора. Безусловно, внедрение НДТ способствует устойчивому развитию и предполагает функционирование экономики, структурно-технологический уровень которой обеспечивает рациональное ресурсопотребление, минимизацию интегрального техногенного воздействия на окружающую среду как в производстве, так и в потреблении товаров и услуг. Однако совершенствование технико-технологической основы производства является затяжным процессом, так как требует одновременного решения экономических, технических, организационных, экологических проблем при сохранении невысокого уровня общественно необходимых затрат. В этой связи вопрос оценки эффективности производств, внедряющих НДТ, принимая во внимание особенности современного развития экономики, является чрезвычайно актуальным. С точки зрения доходного подхода внедрение НДТ позволяет получать выгоды от эксплуатации новых более производительных и незагрязняющих окружающую среду технологий в виде эффектов роста рыночной стоимости компании и эффективности её производства. Следовательно, доходный подход даёт возможность учесть «рыночные» критерии успешности функционирования предприятия. Автором выделены следующие преимущества, которые компания получает от их внедрения:  наилучшие доступные технологии повышают технический и организационный уровень производственной среды, минимизируют негативное воздействие на ОС:  наилучшие доступные технологии попадают в сферу объектов экологической сертификации, и это даёт основание придать производствам, базирующимся на НДТ, статус «экологически чистых производств»;  маркировка производств по уровню «чистота технологии», оцениваемая критерием «степень достижения нормативного состояния окружающей среды», позволяет ввести лейбл «экологически чистое производство» и идентифицировать его как нематериальный актив;  нематериальный актив с точки зрения доходного подхода в перспективе способен увеличивать чистый денежный поток компании, что потенциально влияет на рост её стоимости;  введение составляющей «прирост нематериальных активов» в качестве результата от организации экологически чистых производств, базирующихся на НДТ, в системе показателей эффективности производства даёт возможность полнее оценивать экономическую и экологическую деятельность компании;  организация производства на базе НДТ снижает транзакционные издержки при внедрении и эксплуатации этих технологий.