Глава 9	
АНТРОПОГЕННОЕ   ЗАГРЯЗНЕНИЕ   
биосферы	

Загрязнение окружающей природной среды. Привнесение в природную среду, или возникновение в ней новых, обычно не харак-терных, физических, химических, информационных или биологичес-ких агентов, или превышение в рассматриваемое время естествен-ного среднемноголетнего уровня (в пределах его крайних колеба-ний) воздействия перечисленных агентов на среду, приводящее к негативным (с позиций человека) последствиям, называют  загрязнением.  В наиболее общем виде: 
	загрязнение     это  всё  то,  что  появляется не в том месте,  не в то  время   и  не   в   том   количестве,  какое  естественно  для  природы,  что выводит её системы из равновесия, что  отличается  от  нормы, обычно наблю-даемой  и  (или)  желательной  для  человека.		
Важно, что те или иные агенты воздействуют не просто на воду, атмосферный воздух или почву, а объектом воздействия всегда является экосистема (биогеоценоз). Поскольку в экосистемах эти агенты выступают в роли экологических факторов, то фактически происходит изменение режимов экологических факторов. В результате один или несколько из них выходят за границы своих оптимальных значений и даже могут выйти за пределы толерантности организмов соответствующего биоценоза, т.е. отклониться от требований экологической ниши того или иного организма или даже звена трофической цепи. 
Таким образом, загрязняющим агентом может быть любой экологический фактор, например любое вещество, находящееся в составе воздуха, воды, почвы. Загрязнение среды - сложный, многообразный процесс. При изучении или описании современных процессов в экосистемах и в биосфере в целом принято выделять загрязнение:
-рхимическое (или ингредиентное), заключающееся в изменении химического состава среды (отклонении от нормального уровня концентрации характерных ингредиентов и появлении новых);
-рфизическое (или параметрическое), связанное с отклонением от нормы физических параметров окружающей среды;
-рбиологическое, включающее микробиологическое (бактериями и вирусами – возбудителями болезней, носящих характер эпидемий) и макробиологическое (животными и растениями, случайно интродуцированными*  в новые экосистемы).
По масштабам воздействия выделяют следующие виды загрязнения биосферы:
-рлокальные  –  характерны для городов, крупных промышленных и транспортных предприятий, районов добычи полезных ископаемых, крупных животноводческих комплексов и т.п.;
-ррегиональные  –  охватывают значительные территории и акватории, как результат влияния крупных промышленных районов; 
-рглобальные  – распространяются на большие расстояния от места возникновения и оказывают неблагоприятное воздействие на крупные регионы, вплоть до общепланетарного влияния (чаще всего связаны с выбросами в атмосферу).
Антропогенное загрязнение. Загрязнение, возникающее в результате хозяйственной деятельности людей, в том числе их прямое или косвенное влияние на состав и интенсивность природного (естественного) загрязнения называют  антропогенным. 
В настоящее время основным загрязнителем окружающей природной среды стал человек. При этом изготовление (производство) абсолютного большинства видов промышленной продукции интересует человеческое общество лишь в той мере, в какой она (продукция) удовлетворяет его потребности. Иначе говоря, целью всего, что делается человеком, является удовлетворение его потребностей в продуктах питания, одежде, благоустроенном жилье, медицинской помощи, лекарствах, транспортных услугах, информации, в культурно-эстетической сфере и т.п. 
Удовлетворение потребности общества в предмете, услуге, информации всегда связано с обменом между природной средой и технической средой веществом, энергией, информацией, в процессе которого они образуют сложные геотехнические комплексы и системы. При этом каждое предприятие (горнодобывающее, промышленное, транспортное, энергетическое, сельскохозяйственное, коммунальное и т.д.) вовлекает в свою производственную сферу сырьё и природные ресурсы, а возвращает в окружающую природную среду лишь отходы производственных процессов. 
	Всякая  хозяйственная  деятельность  приводит  к  обра-зованию отходов, которые рассеиваются в окружающей природной среде, меняя диапазон естественных колеба-ний  экологических  (в  первую  очередь  абиотических) факторов.		
Преднамереное и непреднамеренное прямое и косвенное воздействие на природу. Прямым антропогенным воздействием называют   непосредственное   влияние   деятельности   человека  на природные экосистемы.  Прямое воздействие  – это любой  вид  непосредственного вторжения человека в биогеоценозы:
________________
* Интродуцированные - переселённые (широко известен случай завоза кроликов в Австралию).
строительство поселений, дорог, использование земель в сельскохозяйственном производстве, ведение лесозаготовок, охотничьего или рыболовецкого промысла, добыча полезных ископаемых, промышленное производство и многое другое. Всё это ведёт к перерождению биогеоценозов и сужению разнообразия биологических видов, а также к накоплению загрязнений в природной среде. 
Последствия подобной деятельности не ограничиваются только прямым преднамеренным воздействием на природу. Учитывать следует также косвенные и отдалённые последствия хозяйствования. Так, лесозаготовительные работы в бассейне реки могут привести к целому ряду взаимосвязанных последствий: уменьшению влажности почвы, снижению уровня грунтовых вод, усыханию притоков реки, снижению уровня воды в реке и в озере, куда она впадает, изменению водных и почвенных биоценозов. В озере могут создаться условия, ведущие к уменьшению численности некоторых видов рыб, развитию цианобактерий (“цветению” водоёма). В конечном счёте, эта цепочка событий приведёт к отрицательным последствиям для людей, живущих около водоёма и пользующихся его водой. 
Другим характерным примером цепной реакции незапланированных воздействий первичной преднамеренной хозяйственной акции являются последствия использования пестицидов в сельском хозяйстве. 
Ресурсный цикл. К концу второго тысячелетия в биосфере наряду с биогеохимическим круговоротом веществ сформировался антропогенный круговорот веществ или ресурсный цикл.
Ресурсный цикл  –  обмен веществ между природой и обществом, включающий извлечение естественных ресурсов из природной среды, вовлечение их в хозяйственный оборот с последующей утилизацией, а также возвращение трансформированной природной субстанции в окружающую среду. На рис. 9.1 представлена схема ресурсного цикла, включающего основные этапы цепи “сырьё - производство - эксплуатация (потребление) – утилизация (вторичные ресурсы) - отходы”.  
Этап 1. Разведка, добыча природного ресурса, представленного i-м видом сырья или материала, топлива или энергии Mi при i = 1,2,3, ..., n. 
Этап 2. Изготовление j-го изделия, детали, полупродукта Nj при   j = 1,2,3, ..., m. 
Этап 3. Производство из  Nj изделий, деталей, полупродуктов некоего предмета потребления или объекта (например, транспортного средства, медицинского центра или космического спутника связи) для оказания в дальнейшем услуги  (например,  транспортной,
медицинской, информационной или иной, необходимой обществу).
Этап 4. Эксплуатация  объекта  для  удовлетворения потребности общества и конкретных людей в предмете (потребление предмета), транспортной,  медицинской,  информационной   или   иной   услуге,  а также в культурно-эстетической сфере, т.е. реализация той цели, для достижения которой на предыдущем этапе и был изготовлен предмет или объект.

	Рис. 9.1. Ресурсный цикл - схема использования природных ресурсов при удовлетворении потреб-ностей человека (общества) по Н.И. Николайкину		
	   ○ - неуловленное при очистке вещество и низкопотен-циальная энергия, рассеивающиеся в окружающей среде		
Этап 5*. Ремонт объекта для восстановления утраченных потребительских свойств (технических характеристик) с целью продления срока службы, если это по каким-либо причинам рациональнее изготовления объекта заново.
Этап 6*. Реновация объекта, т. е. подготовка к эксплуатации его (или
его узлов, агрегатов, комплектующих) по иному назначению или в иной (преимущественно менее ответственной) сфере потребления**.
Этап 7. Утилизация объекта, его узлов и деталей, а также всех отходов и веществ, уловленных при очистке выбросов в атмосферу и сбросов в природные водоёмы на предыдущих этапах, с  выделе-нием   всего,   что   может   быть использовано повторно в качестве вторичных материальных (ВМР) энергетических ресурсов (ВЭР).
Все вещества и энергия (бывшие природные ресурсы), за исключением возвращённых в ресурсный цикл ВМР и ВЭР, после 7-го этапа поступают в окружающую природную среду, где они уже являются загрязнением.
На каждом этапе превращения природного ресурса в конечный продукт имеются потери используемого вещества. При добыче полез-ных ископаемых в отвалы направляется “пустая порода”. Значительны потери при транспортировке сырья  к месту переработки. При выработке энергии, например с использованием органического топлива, оно пол-ностью превращается в иные соединения - золу, шлаки, оксиды углерода и др. Отсутствие технологий, обеспечивающих комплексную переработ-ку сырья (т.е. использующих все его компоненты) на стадии произ-водства изделий приводит к образованию большого количества отходов. 
Перемещение с этапа на этап требует дополнительных транспорт-ных затрат, вызывающих в свою очередь загрязнение биосферы отходами транспортных процессов. В среднем в процессе ресурс-ного цикла по целевому назначению используется не более 5 % добытого вещества (а зачастую не более 1 %), остальные же 95 % (99 %) так или иначе попадают обратно в окружающую среду в виде отходов, не удовлетворив никаких потребностей человека. Так, по данным Госкомэкологии РФ, в начале 90-х годов количество извле-каемых природных ресурсов составляло 53 т в год на одного жителя России. Добыча и переработка этой массы сырья ежегодно требовала около 7000  кВт . ч электроэнергии и 800 т воды. В итоге, в расчёте на одного человека в год, получалось 2 ... 3 т конечной продукции, а остальная масса возвращалась в ОПС в виде отходов.
____________________
* Являются подциклами общего ресурсного цикла.
** Диапазон возможностей для реновации очень широк. Он включает и перемонтаж выработавших летный ресурс авиадвигателей воздушных судов на речные и морские суда на подводных крыльях, и перевозку мебели на дачный участок при замене её в современной городской квартире, и сезонные распродажи товаров. Реновация экологически эффективна также при решении задач конверсии военной техники и оборонных предприятий. 

Конечная продукция в свою очередь также является отходами только отложенными во времени. Изготовленные изделия (машины, оборудование, предметы потребления), полученные химические соединения, всё произведённое человеком, включая шедевры искусства и памятники истории, рано или поздно изнашиваются, выходят из  строя,  разрушаются  и  рассеиваются  в  окружающей 
природной среде. Все вовлекаемые в ресурсный цикл вещества полностью возвращаются в окружающую среду. Однако замкнутость ресурсного цикла существенно отличается от замкнутости биогеохимического или биотического циклов.
Изъятый ресурс возвращается в биосферу в существенно измененном виде, в том числе с новым для природы сочетанием химических элементов. Такие соединения не могут быть ассимилированы в биосфере обычным путём. Кроме того, добытые для переработки природные ресурсы возвращаются не точно на место изъятия, а попадают в другие экологические системы; характерным примером является добыча фосфатов, их использование в качестве минерального удобрения и последующая эвтрофикация водоёмов. Следовательно, ресурсный цикл - главный источник загрязнения окружающей среды. 
Основными направлениями совершенствования ресурсного цикла являются:
-  уменьшение потерь на этапах добычи и транспортировки ресурсов;
- разработка технологий, позволяющих использовать для производства (потребностей человека) максимально возможное количество компонентов извлекаемого сырья;
-    уменьшение материалоёмкости продукции;
- уменьшение энергоёмкости производства и эксплуатации продукции;
-    увеличение срока службы изделий.
Совершенствование ресурсного цикла идет по пути создания малоотходных технологий,  оптимизации технических решений (в т. ч. оборудования), исходя из принципа минимизации экологического ущерба. Очевидно, что принципиально новые решения вызывают изменения на всех этапах ресурсного цикла. От одного и того же “усовершенствования” на разных этапах ресурсного цикла могут быть получены различные как по величине, так и по знаку экологические эффекты (или ущербы). 
Примеров этому к концу ХХ века накоплено много. Так, разработка и широкое внедрение  нового  хладагента  велись  20 ... 30 лет  с целью замены в холодильных установках  экологически  опасного  аммиака
на инертное, нетоксичное, пожаробезопасное вещество. Изначально хлорфторуглероды (фреоны) казались идеальным решением  проблемы и лишь всестороннее изучение ресурсного цикла показало серьёзную ошибочность этого вывода, ибо они оказались смертоносны для озонового слоя. 
Современная экологическая экспертиза любых принимаемых решений обязательно должна быть всесторонней, учитывающей все возможные последствия для окружающей природной среды, человека, растительного и животного мира, биосферы в целом. 

9.1.  АНТРОПОГЕННОЕ  ВОЗДЕЙСТВИЕ
НА  БИОСФЕРУ

Человек, как и любой другой организм, с момента возникновения на  Земле влиял на биосферу. Выделяют следующие основные этапы воздействия человека на окружающую среду:
- влияние на биосферу как биологического вида;
- сверхинтенсивная охота без изменения  экологических систем   в целом  (в период становления человечества);
- изменение экосистем через естественно идущие процессы: пастьбу, усиление роста трав  путем  их выжигания  и т. п.; 
-   усиление влияния путем распашки земель  и вырубки лесов;
-I глобальное изменение структурных компонентов наиболее крупных экосистем, биомов и биосферы в целом.
Последний этап начался примерно 250 лет назад. Источниками антропогенного воздействия на биосферу, а следовательно и загрязнения, являются промышленные предприятия, транспорт,  сельское хозяйство, сфера потребления и быта - любая деятельность современного человека. 
Воздействие на биосферу современного человека происходит по следующим основным направлениям:
- изменение структуры земной поверхности (распашка земель, горнодобыча, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоёмов и водотоков и т.п.);
- изменение химического состава природной среды, круговорота и баланса веществ (изъятие и переработка полезных ископаемых, размещение отходов производства в отвалах, на полигонах, в атмосферном воздухе, водных объектах);
- изменение энергетического (в частности, теплового) баланса в пределах как отдельных регионов земного шара, так и на планетарном уровне;
- изменения в составе биоты (совокупности живых организмов) в результате истребления одних видов животных и растений, создания других видов (пород), перемещения их на новые места обитания (интродукция, акклиматизация). 
По состоянию на конец ХХ века среди существующих источников воздействия выделяют следующие.

Главными источниками антропогенного загрязнения воздуха признаны энергетика, транспорт, чёрная и цветная металлургия,  химия и нефтехимия. 
Основными загрязнителями гидросферы  являются предприятия  целлюлозно-бумажной промышленности, нефтеперерабатывающей,  химической, пищевой и легкой отраслей промышленности. В последнее время значительно увеличилась доля загрязнений, поступающих  в водоемы от индустриального  сельского хозяйства.
Все твердые отходы, поступающие в окружающую cреду, подразделяют на сельскохозяйственные, промышленные и бытовые. Основная масса промышленных твёрдых и жидких отходов образуется на предприятиях горнодобычи и горнопереработки, энергетики, металлургической и химической отраслей промышленности. Утилизация твёрдых бытовых отходов повсеместно затруднена.

9.1.1.  Воздействие  на  атмосферу

Воздух как природный ресурс представляет собой общечеловеческое достояние. Постоянство его состава (чистота) - важнейшее  условие существования человечества. Поэтому любые изменения состава рассматриваются как загрязнение атмосферы. 
Основными ингредиентами загрязнения атмосферы являются оксиды углерода (СО), азота (NOX) и серы (SO2), углеводороды (СnHm) и взвешенные частицы (пыль).
Загрязняющие вещества, выброшенные в воздушный бассейн в виде газов или аэрозолей, могут:
-  оседать под действием силы тяжести (крупнодисперсные пыли и аэрозоли); 
-  физически захватываться оседающими частицами (осадками) и поступать в лито- и гидросферу;
- включаться в биосферный круговорот соответствующих веществ (углекислый газ, пары воды, оксиды серы и азота и прочие);
-bизменять свое агрегатное состояние (конденсироваться, испаряться, кристаллизоваться и т.п.) или химически взаимодействовать с другими компонентами воздуха, после чего пойти одним из вышеуказанных путей;
-о находиться в атмосфере относительно длительное время, переносясь циркуляционными потоками в различные слои тропо- и стратосферы и в разные географические области планеты до тех пор, пока не создадутся условия для их физической или химической трансформации (например, фреоны).
В результате антропогенного воздействия на атмосферу возникают:
- локальная или региональная загазованность приземного слоя;
- трансграничный перенос загрязнений на значительные расстояния;
-оразличные глобальные (общепланетарные) эффекты, описанные в разд. 9.1.1.1 и 9.1.1.2;
-озагрязнение лито- и гидросферы как результат процессов естественного самоочищения атмосферы (разд. 9.1.1.3).

9.1.1.1. Загрязнение парниковыми газами
В настоящее время деятельность человека оказывает влияние на состав воздуха планеты в целом. Наиболее известный газ, содержание которого в атмосфере заметно изменялось за последние 150 лет – это диоксид углерода, рис. 9.2 а. 

	а		б		
	Рис. 9.2. Изменение концентрации диоксида углерода в атмо-сфере (а)  и метана в пузырьках газа в полярных ледниках (б) 		

Диоксид углерода относится к "парниковым газам", т.е. газам, прозрачным для коротковолновых солнечных лучей и плохо пропускающим длинноволновые излучения,  в результате  чего нагреваются нижний слой атмосферы и поверхность Земли (см. также разд. 7.2.2.8.). На протяжение всей истории Земли СО2 поступал в атмосферу в результате вулканической деятельности и составлял часть естественного круговорота углерода в природе; его концентрация в атмосфере колебалась значительно (см. рис. 3.3).
Другим примесным (следовым) газом в составе атмосферы, влияющим на парниковый эффект на нашей планете, является метан. Рост его концентрации в воздухе подтверждён экспериментально путём анализа проб газов, растворённых в полярных льдах, рис. 9.2 б. Основной природной причиной образования метана является деятельность особых бактерий, разлагающих в анаэробных условиях (без доступа кислорода) углеводы на метан. Это происходит прежде всего на болотах и в пищеварительном тракте животных. Образование метана происходит в компосте, на свалках, рисовых полях (везде, где вода и грязь изолируют останки растений от доступа воздуха), а также при добыче ископаемого топлива. 
Помимо диоксида углерода и метана к парниковым газам относятся хлорфторуглероды (фреоны), гемооксид азота и озон (см. разд. 7.2.2.8.). Все они в незначительном количестве присутствовали в атмосфере почти весь период её существования. Количество диоксида углерода в атмосфере при современных темпах потребления ископаемого топлива удваивается каждые 23 года, что может привести к потеплению климата на 1 ОС к 2025 году и на 3 ОС к концу XXI столетия. 
На основании расчётов, проведённых с использованием климатических моделей, сделан вывод, что если не принять меры по прекращению выбросов парниковых газов, то уровень моря поднимется примерно на 200 мм к 2030 году и на 600 ... 1000 мм к концу следующего столетия, что произойдёт в результате увеличения объёма воды из-за нагрева и таяния снегов. Повышение уровня моря на 300 ... 500 мм приведет к серьёзным проблемам для стран, расположенных в низменных районах, и для ряда крупных городов: таких как Амстердам, Венеция, Рио-де-Жанейро, Санкт-Петербург. Дальнейший подъём уровня моря (на 1 м выше современного) затронет человеческое сообщество значительно сильнее: море затопит арабские страны, зальёт 15 % площади Египта, 14 % урожайной земли Бангладеш, засолит пресноводные прибрежные акватории и загрязнит воду в системах водоснабжения у берегов.   
Всё это привело к разработке и принятию мировым сообществом Рамочной Конвенции ООН по изменению климата. В декабре 1997 г. в Киото (Япония) на конференции сторон этой конвенции был подписан Протокол к Конвенции, установивший для государств – участников количественные обязательства по сокращению выбросов диоксида углерода. Так, члены Европейского союза и Швейцария должны к 2008 ... 2012 годам снизить выбросы на 8 %, США – на 7 %, Япония – на 6 % относительно базового 1990 г.
В России выбросы парниковых газов за этот период не превышали допустимого уровня и снижение не требовалось. В конце 1998 г. общий выброс в атмосферу составил около 70 % от уровня базового 1990 г. Прогноз, выполненный по инициативе Всемирного банка, показал, что к 2010 г. выброс этих газов составит 96 % от базового, а при внедрении энергосберегающих технологий – всего 92 %. Экономический кризис и спад производства в России в конце ХХ в. позволяет ей иметь неиспользованные квоты* на выброс диоксида углерода, примерно, в количестве 250 млн. т в год.
___________________ 
* Квота – от лат. квота – часть, приходящаяся на каждого.

9.1.1.2. Разрушение озонового слоя
В зависимости от времени года и удалённости от экватора содержание озона в верхних слоях атмосферы меняется, однако значительные отклонения от средних величин концентрации озона впервые  были  отмечены  лишь в  начале  1980-х  годов. Тогда  над южным   полюсом   планеты   резко   увеличилась*  так   называемая “озоновая дыра”, то есть область с пониженным содержанием озона. Осенью 1985 г. его содержание снизилось относительно среднего на 40 %. Уменьшение содержания озона наблюдалось и на других широтах, в частности на широте Москвы оно составило около 3 %. 
С увеличением доли ультрафиолетовой составляющей в излучении, доходящем до поверхности планеты, связывают рост числа раковых заболеваний кожи у людей и животных. У человека это три вида быстротекущих раковых заболеваний: меланома и две карценомы. 
Среди катализаторов разложения озона наиболее важная роль принадлежит оксидам азота, а также атомам хлора:
По расчетам одна молекула хлора способна разрушить до 1 млн. молекул озона в стратосфере, а одна молекула оксида азота – до 10 молекул О3. Феномен антарктической “озоновой дыры” по одной из теорий объясняется воздействием хлорфторуглеродов (фреонов) антропогенного происхождения. Так натурные измерения показали почти 2-х кратное превышение фоновых концентраций хлорсодержащих частиц в зоне антарктической “дыры”. 
Одни из наиболее подходящих условий для образования оксидов азота имеются в современных двигателях, в том числе у воздушных судов давно освоивших как тропосферу, так и стратосферу. 
Кроме того зона, стратосферы, где находится озоновый слой, подвергается воздействию ракетной техники. Принципиально новые проблемы возникают при использовании ракетоносителей, в первую очередь на твёрдом топливе, так как оно  содержит много соединений  хлора и азота. При подъёме на высоту 50 км  при общей массе полез-ного груза 29,5 т для ускорителей американского “Спейс шатл” коли-чество отходов, наиболее опасных  для озонного слоя, составляет:
хлор и его соединения	–   187 т	
оксиды азота (NОХ)	–       7 т	
оксиды алюминия (в виде  аэрозолей)	–   177 т	
Атомарный  хлор образуется в стратосфере в результате  фотохимического разрушения хлорфторуглеродов (ХФУ), или фреонов, или хладонов  CF2Cl2  и  CFCl3.  Эти  вещества  летучи  и  устойчивы  в  -
__________________
* По современным данным "озоновая дыра" существовала практически всегда, то появляясь время от времени, то исчезая в соответствии с сезонными изменениями в состоянии атмосферы. В начале 1980-х гг. было установлено, что произошли серьёзные изменения в динамике этого явления – "дыра" перестала восстанавливаться до исходного состояния. Таким образом природные колебания концентрации озона в стратосфере усложнились из-за антропогенного воздействия.
тропосфере. Однако в условиях стратосферы они начинают распадаться с образованием свободных атомов галогенов. ХФУ долгое время широко применялись в аэрозольных баллончиках, холодильных и иных установках.
Хлорфторуглероды являются очень стабильными веществами. Время их существования в атмосфере очень велико: много десятилетий и даже столетия. ХФУ “Хладон 12” (ССl2F2) был специально подобран для замены токсичного и обладающего резким запахом аммиака, применявшегося до того времени в холодильных агрегатах. 
ХФУ “Хладон 12”, так же как и “Хладон 11” (ССl3F) относится к классу хлорфторуглеродов - веществ, состоящих из хлора, фтора и углерода. Этот класс включает в себя несколько соединений с различной температурой кипения, что позволяет легко подобрать конкретное вещество для решения разнообразных задач: создания холодильного агрегата или автомобильного кондиционера; очистки поверхности печатных плат для изделий микроэлектроники; аэрозольного распыления косметических или иных средств из “аэрозольных баллончиков”; вспенивания сырья при изготовлении изделий из пластмасс; пожаротушения и прочего. К ХФУ также относятся метилхлороформ (СН3ССl3), четырёххлористый углерод (ССl4) и “галоны*”.
После того как выяснилось, что ХФУ столь губительны для стратосферного озона, было предложено использовать заменители – хлорфторуглеводороды (ХФУВ)  и фторуглеводороды (ФУВ), имеющие в составе своих молекул атом водорода, химическая связь с которым менее прочная. Эта особенность снижает стойкость соединения, и оно может разрушаться уже в тропосфере, а не только, когда попадает в стратосферу.
Понимая всю остроту и сложность этой неожиданно возникшей перед Человечеством глобальной экологической проблемы, участники международных переговоров в Вене в марте 1985 г. подписывают “Венскую конвенцию по охране озонового слоя”, призывающую страны к проведению дополнительных исследований и обмену информацией по сокращению озонового слоя. 
В 1987 г. на международной встрече в Монреале 98 стран заключили соглашение (Монреальский протокол) о постепенном прекращении производства  ХФУ и запрещении выбросов их в атмосферу
В нашей стране в мае 1995 г. принято постановление Правительства РФ № 526 “О первоочередных мерах по выполнению Венской конвенции об охране озонового слоя и Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой”, а в мае  1996 г.  –  постановление Правительства  РФ  №  563  “О регулировании ввоза в Российскую Федерацию и вывоза из Российской Федерации озоноразрушающих веществ и содержащей их продукции”. 
К  сожалению,  расчёты  показывают,  что   даже   при   успешном
__________________ 
* Галоны - бромфторуглероды (СF3Br; CF2BrCl; C2F4Br2), использующиеся в огнетушителях, а также в некоторых видах военной техники (из-за чего информация крайне ограничена). Отличаются в несколько раз большей озоноразрушающей способностью, хотя используются в малых количествах.
выполнении принятого графика реализации достигнутых соглашений содержание хлора в атмосфере вернётся к уровню 1986 г. (когда впервые было выявлено явление антропогенного воздействия на озоновый слой) только лишь в 2030 г. 

9.1.1.3. Кислотные осадки                     
При нормальном природном составе воздуха обычная дождевая вода имеет слабокислую реакцию (рН = 5,5 ... 5,6), что связано с хорошей растворимостью в ней углекислого газа и образованием слабой угольной кислоты по реакции
СО2  +  Н2О      Н2СО3       НСО3    +   Н+ ,                                            
а также с присутствием в атмосфере оксидов серы и азота природного происхождения.
Однако физический захват (прилипание с возможным последующим растворением, абсорбция или адсорбция) оседающими частицами воды (осадками) различных химических веществ, присутствующих в атмосферном воздухе в избыточном количестве (преимущественно вследствие антропогенного происхождения), часто приводит к увеличению кислотности (уменьшению значения водородного показателя рН ниже, чем 5,5), то есть к образованию так называемых “кислотных” (или “кислых”) осадков - дождя, тумана,  росы,  града,  снега,  рис. 9.3.   Известен   также   “синдром 

	Рис. 9.3. Ориентировочная кислотность дождевой воды, воды и различных веществ, выраженная в единицах рН		
кислотных частиц”, при котором наблюдается оседание твёрдых частиц сульфатов (МехSO4, Ме(НSО4)y) или нитратов (МеNO3) в отсутствие влаги с дальнейшим их растворением в воде на непосредственно подстилающей поверхности с образованием кислот. 
Основной причиной образования и выпадения кислотных осадков (зачастую неточно называемых “кислотными дождями”) является наличие в атмосфере оксидов серы и азота, хлористого водорода и иных кислотообразующих соединений. Считается, что преимущественно снижение величины рН вызвано выбросом в атмосферу серосодержащих загрязнений ( 2/3) и соединений, содержащих азот ( 1/3).  Присутствие в воздухе заметного количества, например, аммиака или ионов кальция (Са2+) приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято называть кислотными, ибо они имеют “нестандартную” кислотность и при попадании на почву или в водоём соответственно меняют кислотность последних. 
Считается, что среди кислотных осадков наиболее сильной кислой реакцией отличаются кислотные туманы. Так, в Гамбурге была зафиксирована кислотность тумана (рН  2) более высокая, чем у лимонного сока (рН = 2,3).
Антропогенные выбросы соединений серы и азота характерны практически для любого вида индустриальной деятельности, а их абсолютные потоки в конце ХХ века стали сопоставимы с соответствующими геохимическими потоками, иногда даже (на региональном уровне) превышая их. 
Основным источником оксидов серы является современная энергетика (теплоэлектростанции, работающие, прежде всего, на угле), а для оксидов азота – также и транспорт. По существующим оценкам около половины всей серы, поступающей в атмосферу с выбросами типичной электростанции, удаляется из атмосферы с осадками. 
Кислотные осадки ускоряют процессы коррозии металлов, разрушения зданий, сооружений. Установлено, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельских районах. Многочисленны примеры начавшегося с середины ХХ века разрушения памятников истории и культуры, изготовленных из природных минералов (мрамора, известняка и других, имеющих в своём составе СаСО3 и MgCО3).  
Кислотные осадки представляют для человека опасность как при косвенном воздействии (путём изменения объектов окружающей природной среды), так и при непосредственном контакте. В середине ХХ века произошла одна из первых масштабных экологических трагедий, истинная причина которой была достоверно зафиксирована  в Лондоне около 4-х тыс. человек погибло от смеси тумана с дымом   смога (от англ. смоук - дым и фог - туман). Эта наиболее крупная из известных до сих пор катастроф, связанных с загрязнением воздуха, унесла столько же жизней, сколько и последняя эпидемия холеры в 1866 г.   
5 декабря 1952 г. почти над всей Англией возникла и сохранялась несколько дней подряд зона высокого давления и безветрия, сопровождавшаяся столь известным для этих мест густым туманом. В результате в воздухе возникла температурная инверсия, нарушившая нормальную вертикальную циркуляцию в атмосфере. 
Лондонский (влажный*) смог  - это сочетание газообразных и твёрдых примесей с туманом - результат сжигания большого количества угля (или мазута) при высокой влажности атмосферы. Впоследствии в нём практически не образуется каких-либо новых веществ, таким образом токсичность целиком определяется исходными загрязнителями. 
В регионах, где почва и вода содержат значительные количества щелочных веществ (известняка), кислотные осадки не наносят большого вреда, поскольку нейтрализуются в почве или водоёмах, например в соответствии с уравнением реакции 
Са СО3  +  2 Н +    Са 2+  +  СО 2  +  Н2О.
При этом известняк (карбонат кальция - Са СО3) расходуется, выступая в качестве природного “буфера”.
В других регионах, характеризующихся наличием преимущественно гранитов или иных силикатных пород, неспособных нейтрализовать доминирующие кислотные дожди, величина рН воды в озёрах, реках, а также в лесных и сельскохозяйственных почвах понижается. Такие геологические условия характерны для маломощных ледниковых почв  Скандинавии, южных районов Канады, северных районов Великобритании, северо-восточных областей США. 
Кислотные осадки вызывают летальные последствия для жизни в реках и водоёмах. Многие озёра Скандинавии и восточной части Северной Америки оказались настолько закислены, что рыба не может не только нереститься в них, но и просто выжить. В 70-е годы в половине озёр указанных регионов рыба полностью исчезла. Наиболее опасно подкисление океанических мелководий, ведущее к невозможности размножения многих морских беспозвоночных животных, что может вызвать разрыв пищевых сетей и глубоко нарушить экологическое равновесие в Мировом океане.  
Наибольший ущерб от кислотных осадков наблюдается в лесах с глинистой и алюмосиликатными почвами, из которых кислые воды вымывают ионы алюминия. Последние уничтожают полезные почвенные бактерии, через корневую систему поступают в древесину и далее действуют как клеточные яды. В нормальных (не кислых) естественных условиях соединения алюминия практически нерастворимы и потому  безвредны.  По  такой  же  схеме при подкислении среды 
 
начинается действие и других токсичных элементов, в том числе ртути и свинца. 
Установлено, что кислотные осадки повреждают растительность. В 70-е и в начале 80-х гг., когда в Европе было зафиксировано значительное увеличение кислотности осадков, вызванное сжиганием высокосернистых углей леса получили значительные повреждения. В наибольшей степени пострадали леса ФРГ, Чехословакии, Польши; деградация лесов отмечена в Австрии, Швейцарии, Швеции, Голландии, Румынии, Великобритании, Югославии. Аналогичные проблемы возникли и с лесами США.

9.1.1.4. Загрязнение иными химическими веществами
Помимо перечисленных газов, имеющих антропогенное происхождение, от промышленных и транспортных предприятий, предприятий бытового и коммунального обслуживания, предприятий современного высокомеханизированного сельского хозяйства, в атмосферу поступают и другие загрязняющие вещества.
Оксид углерода (СО), или “угарный газ”, является широко распространённым загрязнителем воздуха, содержащимся в дымовых газах любых установок сжигания органического топлива, а также в выхлопных газах транспорта с двигателями внутреннего сгорания. Особенность воздействия СО на многие виды животных и, в частности, на человека заключается в способности центрального атома железа (Fe) в молекуле гемоглобина крови образовывать с молекулой оксида углерода значительно более прочную связь, чем с молекулой кислорода. Попадая в организм, угарный газ действует как яд: он изолирует железо в гемоглобине, препятствуя переносу кислорода.
Углеводороды (с общей формулой СnHm) также относятся к числу основных примесей антропогенного происхождения, загрязняющим атмосферу. Они попадают в воздух с дымовыми газами теплоэнергетических установок, из хранилищ жидкого и газообразного топлива, с выхлопными газами транспорта. Если не учитывать метан, то 80 % всех содержащихся в воздухе угле-водородов приходится на этан, этилен, ацетилен, н-бутан, изопентан, пропан, толуол, н-пентан, ксилол, изобутан. Под действием солнечного света углеводороды участвуют в образовании фотохимического смога. Кроме того, при определенных условиях все они вступают в реакции с образованием канцерогенных веществ.
Сероводород (Н2S) является распространенным серосодержащим загрязнителем атмосферы, попадающим в неё из скважин добычи и от нефте- и газоперерабатывающих заводов, химических предприятий, целлюлозно-бумажных комбинатов и т.п. Сероводород является одним из продуктов жизнедеятельности организмов (например анаэробных бактерий). Среднее время жизни сероводорода в атмосфере около 2-х суток, после чего он окисляется до диоксида серы. 
Фотохимический (сухой) смог формируется в атмосфере под действием солнечного света при отсутствие ветра и при низкой влажности из компонентов, характерных для выхлопных газов автомобилей. Он был впервые зафиксирован в 1944 г. в Лос-Анджелосе, когда в результате большого скопления автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших городов США. В результате фотохимических реакций образуются соединения, вызывающие увядание и гибель растений, сильно  раздражающие  слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. Смог Лос-Анджелосского типа усиливает коррозию металлов, разрушение строительных конструкций, резины и других материалов. Окислительный характер такому смогу придают озон и ряд других образующихся веществ. Исследования, проведённые в 50-х годах в Лос-Анджелосе, показали, что увеличение концентрации озона связано с характерным изменением относительного содержания NO2 и NO.
Озон (О3) важный компонент атмосферы, образующий в стратосфере защитный экран от ультрафиолетового излучения Солнца. С развитием промышленности и транспорта началось увеличение содержания озона в нижних слоях атмосферы. Источником озона является всё искрящее и генерирующее жёсткое излучение оборудования: электросварочные аппараты, контактные устройства электропоездов и т.п. Озон не только сильно токсичен, но и обладает свойством мутагенности.
Часть озона в тропосфере образуется в результате сложной последовательности реакций в условиях фотохимического смога из оксидов азота, имеющих преимущественно антропогенное происхождение. 
Присутствие озона в воздухе создаёт серьёзные негативные проблемы, ибо он (активнейший окислитель, используемый, в частности, для дезинфекции) разрушает некоторые молекулы, играющие большую роль в биологических процессах, ослабляет иммунную систему человека и поражает лёгочную ткань. В совокупности с кислотными осадками и углеводородами озон считается виновником замедления роста и гибели лесов в Европе.
Аэрозоли (пыли, дымы, туманы) также являются загрязнителями атмосферы. Аэрозольные частицы попадают в атмосферу либо в готовом виде, как результат деятельности вулканов, пожаров, морской соли, пыли и тому подобного, либо образуются непосредственно в атмосфере в результате химических реакций между компонентами газовых выбросов. Также они поступают в воздух как результат сжигания топлива и с отходящими газами промышленных производств, причём доля антропогенной запылёности составляет 10 ... 20 % от общего поступления твёрдых частиц в атмосферу. Основная доля мирового выброса взвешенных частиц – около 94 % – приходится на северное полушарие; максимальное их количество поступает с территории промышленно развитых стран. 
Наличие аэрозолей нарушает тепловой баланс атмосферы. Появление при смоге голубоватой дымки, сопровождающееся ухудшением видимости, есть следствие образования твёрдых аэрозольных частиц. 
Большая часть аэрозолей, выбрасываемых в атмосферу, остаётся в тропосфере, причём до 80 % на высоте до 1 км. Время их пребывания в воздухе зависит от размеров частиц и на высоте до 1 км не превышает трёх суток, а в верхних слоях – тридцати суток. 
Тяжёлые металлы. В атмосферу в виде твёрдых аэрозолей также попадают металлы и их соединения, включая и такие токсичные, как ртуть, свинец, кадмий. Аэрозоли образуются при сжигании угля, нефти, торфа и других горючих ископаемых, а также из дыма плавильных печей при производстве сталей и сплавов цветных металлов. Как результат антропогенной деятельности в атмосферу поступает во много раз больше золота, кадмия, свинца, олова, селена, теллура и других металлов и их соединений, чем из природных источников.
Оседая и вымываясь осадками, они поступают в почву, а далее в растения. Так, кадмия человек больше всего получает с растительной пищей (табл. 9.1.). Он активно замещает в костях кальций, что ведёт к нарушению функции почек, деформации скелета и переломам костей.
Таблица 9.1.
Содержание кадмия в пищевых продуктах
Продукт 	СCd, мг/кг	
Картофель	0,012 … 0,05	
Зерновые	0,028 … 0,095	
Томаты	0,01 … 0,03	
Фрукты	0,009 … 0,042	
Грибы	0,1 … 5,0	

В наибольшей степени атмосфера загрязняется свинцом, антропогенное поступление которого в воздух больше природного. Из общего количества выбросов свинца около 70 ... 75 % принадлежит продуктам сгорания бензина с добавками соединений свинца           (в основном тетраэтилсвинца Pb(C2H5)4 в качестве антидетонационных присадок). С выхлопными газами в атмосферу, а затем на почву выбрасывается более 250 тыс. тонн свинца в год. Кроме того, по данным американских исследователей, источниками загрязнения свинцом являются также продукты сжигания твёрдых отходов (13 %), индустрия (11 %) и сжигание угля и нефти (3,8 %), которые ежегодно рассеивают над континентами около 100 тыс. тонн свинца.   
Прочие вещества. Общий объём выбросов в атмосферу (табл. 9.1) в конце ХХ века продолжает увеличиваться. Одновременно усиливается и внимание, уделяемое решению всё возрастающих экологических проблем. В конце 90-х годов ХХ века в нашей стране установлены гигиенические нормативы (допустимые уровни воздействия на организм человека) уже более чем для 2100 индивидуальных веществ, тогда как для первых 10-ти веществ они были впервые введены ещё в 1951 г. (см. разд. 10.4.2.). В соответствии с п. 7 статьи 15 Федерального закона “Об охране атмосферного воздуха” от  04.05.99 № 96-ФЗ,
	выброс  в  атмосферный  воздух  загрязняющих  веществ, степень опасности которых для человека и ОПС не установлены,
запрещен	

9.1.2.  Воздействие  на  гидросферу

Вода, как и воздух, является количественно неисчерпаемым природным ресурсом, но человеку и всему живому в биосфере нужна не просто вода как вещество с формулой Н2О, а вода определенного качества, т.е. имеющая определенные прозрачность, температуру, сопутствующие примеси и т.п. По статистике 80 % всех заболеваний в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды.                                                                                                                                          
Гидросфера – это естественный фильтр-аккумулятор загрязняющих веществ, поступающих в окружающую природную среду, что связано с циклом глобального круговорота воды и её универсальной способностью к растворению газов и минеральных  веществ.
По мере развития цивилизации человеку  требовалось все больше и больше воды. Человек каменного века потреблял в сутки менее 10 литров воды, в Римском государстве – до 70 литров, современный житель США – около  700 литров,  тогда как во многих современных  развивающихся  странах  эта  цифра  не  превышает 30 литров в сутки. Считается, что уровень потребления воды характеризует уровень технического и культурного развития общества. На питье и приготовление пищи человек затрачивает не более 10 % потребляемой воды, а бытовое потребление в развитых странах составляет в среднем 220-320 литров в сутки.
Среди отраслей экономики нашей страны самым крупным потребителем воды является сельское хозяйство. Для получения 1 т пшеницы необходимо 1500 т воды, 1 т риса - более 7000 т, 1 т хлопка – около 10000 т.
Второе место по водоёмкости производства занимает промышленность. Ни одно промышленное предприятие не может функционировать, не используя воду из природных источников. Потребность предприятий в воде изменяется в широких пределах и зависит от вида получаемой продукции, принятой технологии, системы водоснабжения (прямоточной или водооборотной), климатических условий и т.п. Так, для получения 1 тонны угля затрачивается  2 т воды, стали – 15 ... 20 т, целлюлозы – 400 ... 500 т, синтетического волокна – 500 м3.
На третьем месте по водоёмкости находится коммунальное хозяйство  городов.
Значительное количество чистой воды затрачивается на разбавление, обеззараживание стоков и отбросов промышленности, сельского хозяйства, строительства, населённых пунктов и транспортных путей, то есть на борьбу с загрязнением гидросферы.
Разнообразие сточных вод принято подразделять на следующие виды:
-технологические, образующиеся в технологических процессах предварительной мойки, промежуточной или финишной промывки, а также при использовании воды в качестве технологического растворителя либо носителя;
-хозяйственно-бытовые (или коммунальные), образующиеся в жилищно-бытовом секторе, а также в сфере общественного питания и санитарно-гигиенического обслуживания на предприятиях;
-поверхностные, формирующиеся за счет дождевых и талых снеговых вод, а также воды при мокрой уборке территорий с искусственными покрытиями (асфальтированными, бетонными и т.п.).

9.1.2.1. Влияние на  воды суши
Наибольшее количество стоков, загрязняющих поверхностные и грунтовые воды образуется в энергетике, сельском и коммунальном хозяйствах. Большую роль в загрязнении вод играют вещества, выпадающие из атмосферы с осадками. В воды суши и океана поступают сера и азот в виде соединений H2SO4, HNO3, (NH4)2SO4, NH4NO3. Для поверхностных вод суши характерно наличие большого количества органических веществ, поступающих с территории водосборного  бассейна. Фосфор в виде соединений попадает в водоёмы с бытовыми сточными водами, причём 20 … 30 % этого количества – из синтетических моющих средств.  
Постоянно увеличивается доля загрязнений, вносимых в водоёмы за счёт смывов атмосферными осадками удобрений и пестицидов с полей. Одной из экологических проблем ХХ века является антропогенная эвтрофикация  водоёмов (разд. 6.4.2.4), хотя само это явление существовало всегда. Наличию залежей угля, нефти, горючих сланцев мы обязаны процессам эвтрофикации, протекавшим на нашей планете в далеком прошлом. 
Ощутимое влияние на воды суши оказывает мелиорация и, в первую очередь, её частные виды – орошение (обводнение) и осушение. 
Вода, непосредственно участвующая в технологическом цикле предприятий, насыщается различными химическими соединениями и взвесями. Многообразие и непостоянство состава технологических сточных вод характерно для многих предприятий. 
Кроме того, вода природных источников, потребляемая предприятиями промышленности и особенно энергетики, используется в значительных количествах в качестве хладагента. Сброс подогретых вод обратно в водоём меняет его биоценоз, вызывает цветение воды. 
Основные химические загрязнители, поступающие в водоёмы суши с промышленных предприятий, принято делить на три группы:
- неразлагающиеся или очень медленно разлагающиеся в природной среде вещества, в том числе: ионы металлов, минеральные соли, углеводороды нефти и т.п.;
- водорастворимые вещества, не вовлекаемые в биологический круговорот, в том числе токсичные;
- легкоусвояемые органические соединения (биогенные вещества).

9.1.2.2. Влияние на Мировой океан
Антропогенная нагрузка на воды Мирового океана в последние десятилетия значительно увеличилась. В результате резко ухудшилось качество морской воды, нанесён ущерб биологическим ресурсам океана, увеличилась опасность для здоровья людей. 
Основные причины загрязнения вод морей и океанов следующие:
- сброс промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в моря или реки, в них впадающие;
- поступление с суши стоков, содержащих вещества, применяемые в сельском и лесном хозяйствах;
- захоронение на морском дне загрязняющих веществ (радиоактивные отходы и т.п.); 
- разнообразные утечки  с судов морского транспорта;
- аварийные выбросы и сбросы судов, а также из подводных трубопроводов;
- добыча полезных ископаемых на морском дне;
- выпадение загрязняющих веществ с осадками из атмосферы.
Неуклонно возрастает поступление в океан нефти и нефтепродуктов. По расчетам специалистов после 1945 года в среднем ежегодно в океан с судов сливается не менее  2,5 млн. м3 нефтепродуктов. При этом всего лишь 1 т нефти способна образовать на поверхности воды мономолекулярную пленку на площади  до 12 км2.
Загрязнение человеком гидросферы, в том числе Мирового океана, заключается не только просто в сбросе сточных вод. Человек вносит изменения в гидрологический и гидрохимический сток в целом, вмешивается в естественный круговорот веществ, меняет качество воды.

9.1.3. Воздействие на литосферу

Человек интенсивно воздействует на верхнюю часть твердой оболочки Земли. Преимущественно это воздействие приходится на верхний плодородный слой литосферы - почву, благодаря которой человечество удовлетворяет основную часть своих потребностей в продуктах питания. Плодородные земли относятся к условно возобновимым ресурсам, однако, время, необходимое для их восстановления, т.е. для формирования плодородного слоя достаточной для сельскохозяйственного использования глубины, может исчисляться сотнями или даже тысячами лет. При нормальных  природных условиях 1 см толщины плодородной почвы образуется за 125 ... 400 лет. Процесс значительно ускоряется при оптимальной агротехнике, но даже в этих условиях для создания одного сантиметра плодородного слоя  требуется не менее 40 лет.   
На нашей планете в качестве пашни обрабатывается около 10 % суши. В начале следующего тысячелетия человечество вероятно приблизится к полной реализации всех потенциальных земельных ресурсов. Стремясь повысить урожаи выращиваемых культур, человек  широко применяет удобрения, пестициды, строит оросительные и осушительные системы. При этом вносятся существенные антропогенные помехи в биогеохимические круговороты биогенных элементов. 
Основным условием формирования высоких урожаев является наличие в почве питательных элементов в доступных формах и в должном соотношении. Основными биогенными элементами являются: углерод, азот, фосфор, калий и т.д. Естественные биоценозы – это  устойчивые саморегулирующиеся системы, тогда, как агробиоценозы – это системы с разрушенными обратными связями, которые могут существовать только в результате целенаправленной деятельности человека.  
Значительные потери веществ, например азота, происходят в результате их улетучивания из почвы и вымывания. 
Для земледелия особенно важен баланс фосфора в экологических системах. Фосфор – важнейший биогенный элемент и его дефицит резко снижает продуктивность растений. Фосфор не имеет естественных источников пополнения запаса в почве. Восполнение потерь возможно только путём внесения фосфорных и органических удобрений. В круговорот фосфора в биосфере вовлечены почва, вода и растения. Потери фосфора в экосистемах происходят в результате изъятия его с урожаем и за счёт эрозии почвы. Подкисление почв, вызываемое выпадением кислотных осадков, переводит фосфор в формы, недоступные для растений.
Высокое естественное содержание калия в почвах обычно не лимитирует урожаи, однако, в ряде природных зон повышенные дозы азота и фосфора на сельскохозяйственных угодьях приводят к отрицательному балансу калия. 
Одним из видов антропогенного воздействия на почву является усиление (ускорение) процессов водной и ветровой эрозии. Эрозия  – процесс разрушения и переотложения почвенных частиц воздушными или водными потоками. Эрозия почвы происходит и в естественных условиях, однако, она значительно ускоряется вследствие антропогенного воздействия на экосистемы, выражающегося в чрезмерной и неправильной распашке земли, в том числе без учета рельефа, сведения лесов, непроведения противоэрозионных агрохимических мероприятий. 
В зависимости от причин возникновения этого процесса различают ветровую, водную и техногенную эрозию. Водная эрозия может быть плоскостной, при которой разрушается поверхностный слой почвы, и линейной, вызывающей процесс разрушения вглубь почвенного профиля и почвообразующих пород. Борьбе с эрозией почв способствует безотвальная обработка земли, контурная и полосная вспашка, террасирование, создание ветрозащитных полос. 
Усилению эрозии почвы, обмелению рек и озер способствует вырубка лесов. Средняя скорость сведения лесов в Юго-Восточной Азии составляет 7,1 млн. га за год, в США – 2,8 млн. га за год. 
В ряде стран сокращение земель, используемых в сельском хозяйстве, происходит из-за чрезмерного выпаса скота: в Аргентине и Чили из-за этого выведено из использования свыше 100 миллионов гектар некогда обрабатываемых земель. Выпас скота привёл в негодность пастбища и способствует продвижению пустынь в Ираке, Сирии, Индии.
Значительно снижает плодородие почв их  засоление – повышение содержания легкорастворимых солей. Оно может быть вызвано, например, привнесением солей грунтовыми и поверхностными водами. Наиболее часто засоление вызывается нерациональной системой орошения земель. Почвы считаются засоленными при содержании в них более 0,1 % по массе солей, токсичных для растений. 
Значительное загрязнение плодородного слоя почвы и отчуждение  сельскохозяйственных земель вызывает складирование и (или) захоронение промышленных  и бытовых твердых отходов. Основная масса твёрдых отходов образуется на предприятиях следующих отраслей:
- горной и горно-химической промышленности (отвалы, шлаки, “хвосты”);
- чёрной и цветной металлургии (шлаки, шламы, пыль и т.д.);
- металлообрабатывающих отраслей (отходы, стружка, бракованные изделия);
-олесной и деревообрабатывающей промышленности (отходы лесозаготовки, опилки, стружка);
- энергетической – тепловые электростанции (зола, шлаки); 
-охимической и смежных отраслей промышленности (шламы, фосфогипс, шлаки, стеклобой, пластмассы, резина и т.п.);
- пищевой промышленности (кости, шерсть и т.п.);
- легкой и текстильной промышленности.
Накопление значительного количества твёрдых отходов во многих отраслях обусловлено существующим уровнем промышленных технологий, не предусматривающих комплексной переработки сырья. Многие технологии предусматривают использование не более 8 ... 10 % сырья, а некоторые даже на уровне 1 % от добытого. Всё остальное поступает в отходы или отвалы. Помимо того, что промышленные отходы занимают значительную территорию, они служат источником химического загрязнения почвы, гидросферы и атмосферы. 
Для обезвреживания наиболее токсичных неутилизируемых твёрдых и жидких отходов промышленности, таких, как отходы, содержащие хром, кадмий, свинец, ртуть, цианистые соединения, пестициды, отработанные катализаторы и т.п., производят их захоронение на специально оборудованных полигонах.
Проблема утилизации твёрдых бытовых отходов одна из острейших экологических проблем, стоящих перед городами и особенно перед крупными, где на одного жителя в год образуется от 200 до 750 кг твёрдых бытовых отходов. Примерно треть этого количества составляют пищевые отходы, а ещё треть – бумага и картон. Постепенно растет содержание в бытовых отходах пластических масс. При сжигании бытовых отходов, содержащих полимерные материалы, возможно образование весьма токсичных соединений, например диоксинов*.
Во многих регионах России, странах СНГ, отчасти Восточной Европы и в развивающихся странах реальная последовательность удаления отходов потребления и быта включает два основных элемента – источник твёрдых бытовых отходов (ТБО) и свалку (полигон). 
Российские полигоны, за редким исключением, производят подавляющее психологическое впечатление, отравляют атмосферу и гидросферу, губят растительный покров, формируют неблагоприятную для человека окружающую природную среду.
Анализ мирового опыта обращения с отходами показывает, что в большинстве стран Европы и Северной Америки за последнее десятилетие произошли значительные изменения. Последовательность удаления отходов в этих странах сегодня включает ряд обязательных этапов, к числу которых относятся:
- редукция (уменьшение объёмов образования ТБО и, прежде всего, путём рационализации потребления);
- вторичное использование (использования фракций отходов, обладающих потребительскими свойствами);
-  переработка (использование соответствующих фракций ТБО в качестве сырья для производственных процессов);
- утилизация энергии (извлечение энергетического потенциала отходов); 
- захоронение остатков ТБО, не обладающих никакими полез-ными свойствами, на экологически нейтральных полигонах.
Технологии переработки, как правило, включают в себя компостирование органического материала, извлечение металла и пластиков, сжигание относительно сухих фракций отходов и т.д. Вместе с тем,   даже   самые   современные   схемы  удаления  ТБО  включают
________________
* Диоксины - обиходное название высоко токсичных веществ канцерогенного, тератогенного и мутагенного действия, относящихся к классу полихлорированных дибензодиоксинов, например тетрахлордибензо-пара-диоксина. Хорошо растворяются в жирах и накапливаются в пищевых цепях. Могут образовываться в качестве побочных продуктов  при производстве, обработке и сжигании любых хлорированных углеводородов.

	Рис. 9.4. Схема наиболее совершенной последовательности удаления отходов потребления и быта по А.Б. Лифшицу		

полигоны захоронения, куда поступают остатки от переработки отходов,  рис.9.4.
Показателен пример Германии, где за четыре года, с момента ввода в действие закона об обращении с ТБО (с 1993 по 1997 гг.), объём захоронения в стране снизился на 20 %. В основном такой результат достигнут благодаря внедрению метода  компостирования садовых и дворовых отходов, а также раздельному сбору упаковочных материалов и других фракций ТБО.
Твёрдые бытовые отходы в ряде случаев являются ничуть не менее опасными, чем промышленные. Наиболее характерным примером является проблема ртутной безопасности, осознанная в настоящее время как одна из важнейших среди иных экологических проблем в городах, крупных индустриальных центрах и, в том числе, в Москве. 
Наиболее распространённым источником ртутного загрязнения в городских условиях являются вышедшие из эксплуатации лампы дневного света (люминесцентные лампы*) и ртутьсодержащие приборы, наиболее известными из которых являются термометры и тонометры (приборы для измерения артериального давления). Так, по оценкам специалистов, ежегодно только на предприятиях Москвы выходит из строя 6 ... 7 млн. штук люминесцентных ламп, а эти лампы также используют в общественных зданиях, учебных заведениях, лечебных учреждениях и в жилых домах (преимущественно для освещения подъездов, где их ежегодно заменяют на новые в количестве около 2 млн. штук в год).
Каждая люминесцентная лампа кроме стекла и алюминия содержит до 100 мг ртути, следовательно, в одном миллионе отработавших ламп находится около 100 кг этого металла. Если лампа разбивается, ртуть попадает в воздух. 
Объём собираемых и обезвреживаемых люминесцентных ламп в Москве в настоящее время достигает 40 % от образующихся в промышленном секторе, что сопоставимо с уровнем большинства европейских стран. Однако в жилищно-коммунальном секторе сбор ртутьсодержащих отходов пока не налажен совсем. К сожалению, первые успехи в области сбора и обезвреживания ртутьсодержащих ламп и приборов, достигнутые в Москве за последние годы, не характерны для многих других городов и регионов страны. 

9.1.4.   Воздействие на биосферу физических факторов

Наряду с химическим влиянием биосфера Земли подвергается постоянному воздействию многочисленных физических факторов. Значимость влияния на экосистемы этих факторов антропогенного происхождения уже достаточно ощутима и продолжает увеличиваться, а в ряде случаев физическое воздействие на конкретные экосистемы даже значительно превышает химическое. Наиболее широко известны примеры радиационного загрязнения. 
Тепловое загрязнение является результатом рассеивания в окружающей природной среде тепла, выделяющегося в многообразных тепловых процессах, прежде всего связанных со сжиганием топлива. По существующим оценкам ежегодно в мире сжигается до 5 млрд. тонн угля, 3,2 млрд. тонн нефти, т.е. высвобождается более 2 . 1020 Дж тепловой энергии, которая меняет температурный режим воздушной и водной среды, а также динамику происходящих там процессов.  Заме-
___________________
* Люминесцентные лампы, в сравнении с лампами накаливания, имеют в несколько раз бульший срок службы и почти вдвое бульший к.п.д. - долю энергии, преобразованную из электрической в световую форму. 
на тепловых теплоэлектростанций на атомные, уменьшая до некоторой степени химическое загрязнение среды, одновременно увеличивает тепловое загрязнение. Так, при производстве 3,6 МДж электроэнергии на тепловой электростанции тепловые отходы в атмосферу и воду, используемую для охлаждения, составляют соответственно 1,67 и 0,565 МДж, а на атомной электростанции – 0,544 и 7,95 МДж.
Помимо влияния на общебиосферный процесс глобального потепления тепловое загрязнение оказывает значительное локальное воздействие на водные экосистемы, именно повышение температуры воды способствует превышению критических значений для “стенотермных*” стадий жизненных циклов водных организмов;
Шумовое (акустическое) загрязнение возникает в результате отклонения (в основном увеличения) интенсивности и повторяемости звуковых колебаний за пределы природного диапазона. Шумом называют любые звуки, мешающие жизне-деятельности организмов. Отсутствие шума особенно необходимо для животных, обменивающихся звуковой информацией, а также для анализирующих звуки окружающей среды с целью получения информации, в том числе сигналов тревоги.  Поскольку адаптация организмов к шуму практически невозможна, шумы являются серьёзным загрязнителем cреды обитания. 
Для человека шум является общебиологическим раздражителем и в определённых условиях может влиять на все органы и системы организма (включая нервную систему, зрение, вестибулярный аппарат, пищеварение, обмен веществ и т.п.). Наиболее полно изучено влияние шума на слуховой аппарат человека. 
Неблагоприятное воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему; так, интенсивные звуки, производимые самим человеком, не беспокоят его, а небольшой посторонний шум может вызвать сильный раздражающий эффект. Экологическое объяснение этого очевидно  за миллионы лет эволюции человек, как и любой иной имеющий слух биологический вид, разделял звуки на хорошо слышимые собственные и преимущественно плохо слышимые посторонние. Последние воспринимались  в  качестве  сигналов,  в  том  числе  и о возможной опасности, и требовали обязательной реакции. Отсутствие или нарушение нормального слуха гарантирует в природных условиях быструю гибель. Хорошо известно, что при потере зрения слух у человека обостряется. 
В соответствии с законами экологии и, прежде всего, с законом Шелфорда любой фактор среды обитания, в том числе и физический, угнетающе действует на организмы биоценоза  не только  при  избы-
___________________
* Стенотермный (от греч. стенос - узкий, ограниченный)  не выносящий колебаний температурных условий среды. Стенотермность характерна многим почвенным и морским видам животных. 
точно большом значении, но и при его недостаточности.  Полное отсутствие звуков воспринимается как ненормальная ситуация, ярко характеризуемая известными терминами “пугающая” и “зловещая” тишина. Наилучшие условия для отдыха (в частности для сна) создаются при тихих звуках спокойной природы  тихий шелест листвы, негромкое пение птиц, слабые звуки морского прибоя. 
При частотах звука ниже 20 Гц (в диапазоне  инфразвука) наиболее заметные нарушения в жизнедеятельности организмов возникают из-за явления резонанса (резкого возрастания амплитуды колебаний) при совпадении частоты внешнего воздействия с частотой собственных колебаний отдельных внутренних органов. Так, у человека собственные колебаний органов имеют частоты 6 ... 12 Гц, а частота 7 Гц соответствует -ритмам мозга. Инфразвук большой мощности может вызвать остановку сердца человека.
В природе инфразвуки обычно являются сигналами о приближающихся землетрясениях, извержениях вулканов, перед штормами и прочими экстремальными природными явлениями, что побуждает животных к действиям в поисках спасения. Таким образом, антропогенные инфразвуки создают ощущение психологического дискомфорта, развивают безотчётное чувство страха. Подобную реакцию вызывают звуки пролетающих тяжёлых вертолётов, движущихся тяжёлых машин, работающих прессов и ряд иных источников.
Ультразвуки (звуки с частотой более 16 ... 20 кГц) антропогенного происхождения воздействуют практически только на локальном уровне, например, известно вредное влияние, оказываемое ультразвуковой установкой на обслуживающий её персонал.
Специфической формой акустического загрязнения является  звуковой удар  – ударная волна, возникающая при прохождении самолётом звукового барьера, когда его скорость становится больше скорости распространения звуковых волн в воздушной среде. Ударная волна с громоподобным звуком достигает поверхности Земли. Скачкообразное повышение избыточного давления определяет эффект внезапности, неожиданности, что вызывает реакцию беспокойства у живых организмов. Воздействие звукового удара кратковременно, возмущение длится около 0,2 ... 0,3 с.
Вибрационное загрязнение является близким к шумовому и характеризуется в значительной мере аналогичными показателями. Основное различие заключается в том, что вибрация распространяется только в твёрдых телах, а звук в любых средах. Поэтому на живые организмы вибрация оказывает воздействие только при поверхностном контакте через опорные поверхности. У человека под действием вибрации развивается особая вибрационная болезнь. 
Вибрация антропогенного происхождения, как и ультразвуки, в настоящее время оказывает только локальное воздействие на экосистемы. Преимущественно изучено и нормируется антропогенное вибрационное загрязнение среды обитания человека в процессе труда, а именно производственно-транспортная вибрация. 
Электромагнитное загрязнение возникает в результате как изменения свойств среды, так и значительного (порой в сотни раз) превышения интенсивности излучения антропогенных источников относительно природного фонового излучения. Особенно важное значение оно приобретает в связи с интенсивным развитием электронных систем управления, работа которых может быть серьёзно дезорганизована. 
Существенная особенность искусственных источников электромагнитного загрязнения биосферы, в отличие от природных, высокая когерентность (частотная и фазовая стабильность) и бόльшая интенсивность излучения в тех или иных областях частотного спектра.
Эффект биологического действия зависит от количества поглощённой энергии, частоты и геометрических размеров поглощающего объекта. В диапазоне сверхвысоких* частот (СВЧ) поглощается 40 ... 50 % падающей энергии (остальное отражается), глубина проникновения равна примерно одной десятой длины волны. 
Неионизирующие излучения поглощаются биологическими системами, при этом электромагнитная энергия трансформируется в кинетическую энергию,  вызывая общий нагрев тканей по всей глубине 
проникновения внутрь организма. Если количество энергии превышает допустимое количество тепловой энергии, которое может быть отведено механизмом терморегуляции, то избыток энергии способствует постепенному повышению температуры тела, что сначала ведёт к нарушению функционирования соответствующих органов, а в предельном случае возникают очаги локального распада биологических тканей. Тепловые процессы, происходящие при воздействия электромагнитных полей на биологические ткани, использованы при создании современных бытовых СВЧ печей.  
Мощные антропогенные источники электромагнитного излучения  – современные линии электропередач (ЛЭП) с открытыми распределительными устройствами, телерадиоцентры и ретрансляторы, радиолокаторы, радиотехническое и радиотрансляционное оборудование систем управления воздушным движением, навигацией и посадкой в авиации, объекты систем противовоздушной обороны и многие другие гражданские и военные устройства и объекты. 
 Ионизирующее (радиационное) загрязнение биосферы связано с превышением естественного уровня ионизирующих излучений. Оно началось в 1933 г. после того, как приступили к планомерным работам по изучению радиоактивности. Ионизирующее загрязнение также включает и радиоактивное загрязнение среды из-за превышения природного уровня содержания радиоактивных веществ. 
Источниками радиоактивных веществ антропогенного происхождения являются предприятия атомной промышленности и энергетики, медицинские, биологические и другие учреждения, использующие радиоактивные препараты и изотопы, приборы технической диагностики, а также ядерные взрывы. 
________________
* Диапазон частот 3.108 ... 3.1011  Гц (300 МГц ... 300 ГГц).
С развитием телевидения и особенно с широким внедрением компьютерной техники (в том числе с появлением её в быту) обострилась проблема воздействия ионизирующих (в том числе рентгеновского) излучений непосредственно на человека, потому что электроннолучевые трубки телевизионных приёмников и видеомониторов являются источниками этих излучений. 
Мощными источниками радиоактивных отходов являются исследовательские технологические и энергетические ядерные реакторы, заводы по переработке ядерных материалов, атомные электростанции (АЭС). К началу 90-х годов в мире действовало более 350 энергетических реакторов общей мощностью более 250 млн. кВт. Доля ядерной энергетики к концу ХХ века приближалась к 20 % общей мировой выработки электроэнергии. В некоторых странах АЭС превалируют среди прочих источников электроэнергии. В 1986 г. в Швейцарии на них вырабатывалось 39 % электроэнергии, в Бельгии – 50 %, а во Франции – до 80 %. Причина заключается в значительных экологических преимуществах АЭС перед иными традиционными источниками энергии и особенно перед тепловыми электростанциями, работающими на угле. Известно, что активность радионуклидов, содержащихся в 1 кг угля в среднем составляет урана – до 50 Бк*, тория - около 300 Бк, калия-40 – 70 Бк. В угольных шлаках концентрация радиоактивных веществ может быть ещё больше, в связи с чем их использование как наполнителей в бетонных конструкциях нежелательно. Повышенный радиационный фон – характерное явление для территорий, прилегающих к крупным угольным теплоэлектростанциям. 
Тем не менее “мирный” атом таит в себе большие проблемы, главными из которых являются утилизация отработанного ядерного топлива и аварии с утечкой в окружающую природную среду радиоактивных веществ, включая долгоживущие радионуклиды. Возникшие в атомных реакторах, они будут вечно отравлять существование человека и живой природы.
Кроме того, во всём мире для бытовых и медицинских целей широко используют потребительские товары, содержащие естественные радионуклиды. К ним относятся часы со светящимся циферблатом, содержащие радий, специальные оптические приборы, аппаратура, применяемая в аэропортах и при таможенном досмотре, аппаратура медицинской рентгеноскопии и многое другое. 

9.1.5. Энергопотребление  и  биосфера
	
За всю историю существования человечество израсходовало около 900 ... 950 тыс. ТВт.ч** энергии всех видов. Исторически разви-
________________
* Активность ядерных превращений радионуклидов. Измеряется в беккерелях (Бк) 1Бк = 1 распад в секунду. 
** ТВт - тераватт, где тера – приставка, соответствующая  множителю 1012.
витие (увеличение) потребления энергии на планете шло неравномерно. Известно, что резкое возрастание потребления энергии началось в ХХ в., причём  2/3 израсходованной человеком энергии приходится на последнюю половину века. Важной особенностью современного потребления энергии является его неравномерность для жителей разных стран. В доисторическую эпоху каждый человек, использовавший лишь свою мускульную силу, тратил приблизительно одинаковое количество энергии. В наше время неравномерность удельного потребления энергии огромна и для различных стран она достигает соотношения 1 : 40, при этом неравномерность потребления электроэнергии ещё больше. В Скандинавии на одного жителя приходится более 14000 кВт.ч электроэнергии в год, а в Индии – всего около 100 кВт.ч.
Уровень жизни населения разных стран напрямую зависит от обеспеченности энергией. Это показано на рис. 9.5, где по оси абсцисс отложено потребление энергии на одного жителя разных стран в кг угольного эквивалента (29,3 МДж/год), а по оси ординат – индекс соответствующего чистого годового дохода, вычисленный по 

	Рис. 9.5. Взаимосвязь уровня потребления энергии и уровня жизни населения в 1980 г. по Т.А. Акимовой, В.В. Хаскину		
действительной стоимости большого набора товаров и услуг (I = 1 соответствует приблизительно 22,5 $).  
В то же время ряд факторов, главным образом климатических определяют удельное потребление энергии. Так, в нашей стране  в середине 80-х годов ХХ в. на единицу национального дохода тратилось топливных ресурсов в 4,5 раза больше, чем в США, и в 6 раз больше, чем в Японии. Это связано с тем, что Россия – самая холодная из обитаемых стран. Эффективная территория Финляндии, Норвегии, Исландии и Канады имеет значительно более мягкий климат, чем Россия.
Увеличение расходования энергии происходит с развитием цивилизации. Технический прогресс и развитие общества  с  доисторических времён были связаны с количеством и качеством используемых энергоресурсов. Освоение природных энергетических
ресурсов стимулировало создание машин, позволивших переложить на них значительную часть физического, а в наше время и умственного труда. Совершенствование машин всё больше и больше освобождало человека для творческой работы, занятий науками, искусством, литературой –  всего того, что принято называть культурой.
Бурный прогресс техники и достигнутый её уровень позволили  использовать качественно новые виды энергии и, в первую очередь, электрической энергии. Основными отличительными особенностями электроэнергии является возможность легко передаваться на боль-шие расстояния и относительная простота преобразования её в другие виды энергии при малых потерях. 
Без электроэнергии жизнь современного общества невозможна. Печальным примером этого служит авария 1965 г. в США, когда значительная часть территории страны, включая Нью-Йорк, на      14 часов полностью оказалась без электроэнергии. Жизнь в крупных городах была парализована: остановился транспорт, перестали работать лифты, установки кондиционирования воздуха, погас свет, отключились все виды связи. Предприятия прекратили работу, в городе возникли происшествия и преступления. Авария принесла большие материальные убытки и тяжёлые моральные потрясения.
Масштабы выработки и потребления энергии человечеством в столь велики, что соизмеримы с природными явлениями, табл. 9.2.
Таблица 9.2.
Сравнительная мощность техногенной энергии и природных явлений 
 Энергетический объект или явление природы	Мощность, ТВт 	
 Все установки по выработке энергии, 	8 ... 9	
в т.ч. электростанции	1,5	
 Испарение влаги с поверхности Земли	0,5	
 Приливы	2 ... 5	
 Землетрясения	1,5 ... 100	
Мировые запасы минерального топлива оцениваются в 12,5 трлн. тут*, а запасы, которые могут быть извлечены из недр Земли экономически оправданными методами, составляют около 4 трлн. тут. При этом 80 % запасов составляет уголь и по 10 % – нефть и природный газ. Считается, что этого количества, а также запасов торфа, сланцев, урана и тория, в расчёте на прогнозируемый уровень потребления к 2000 г. хватит человечеству ориентировочно на 300 лет.
На территории нашей страны находится более 50 % мировых запасов угля, более 30 % газа, 60 % торфа и более 40 % горючих сланцев. Извлекаемые запасы минерального топлива оцениваются примерно в 2 трлн. тут, 80 % которых составляет уголь и 5 % – природный газ.  
Поскольку, с одной стороны, энергетика является основой развития современных отраслей народного хозяйства, а с другой стороны – в наши дни не найдено  ни одного источника энергии, использование которого не ведёт (прямо или косвенно) к существенному влиянию на биосферу, человечество активно ищет выход из этого тупикового состояния. Наиболее правильным являются следующие два направления решения этой задачи. 
Прежде всего, следует рациональнее использовать имеющиеся энергетические мощности, т. е. снижать энергопотребление, путём перехода на энергоэкономные технологии и снижения потерь. Ярким примером служат достижения Японии. Страна, обладающая ничтожными собственными природными ресурсами, далеко "отстающая" по выработке электроэнергии на душу населения от России и многих развитых стран мира, заняла одно из первых мест по производству промышленной продукции, лидируя в новейших отраслях. 
Во-вторых, необходимо совершенствовать технологию выработки энергии (включая добычу и перевозку топлива, передачу электроэнергии и т.п.), а также совершенствовать структуру выработки энергии, шире использовать экологически более совершенные методы выработки и виды топлива.  
Нельзя рассчитывать на полноценное решение проблемы путём очистки газов, выбрасываемых энергетическими объектами в атмосферу. Многократно доказано, что газоочистка увеличивает стоимость выработки энергии примерно в 1,5 раза, сама требует дополнительных затрат энергии и приводит к необходимости решения задачи утилизации уловленных веществ. При этом в некоторых случаях применение устройств очистки даёт явный и существенный эффект. Так, все ведущие автомобилестроительные фирмы уже оснащают свою продукцию нейтрализаторами выхлопных газов. Без этого устройства автомобиль не конкурентоспособен на современном рынке. Сегодня трудно быть уверенным, что после перевода всего парка автомобилей на экологически более совершенные виды топлива (такие, как газ), необходимость в нейтрализаторах исчезнет. 
Принципиально   неверным  способом   улучшения  экологической 
________________
* тут – тонн условного топлива, разд. 6.4.2.3.
обстановки в районе расположения энергетического объекта является строительство высоких и сверхвысоких труб (180, 250 и даже 420 м). Сиюминутная выгода при таком "решении" очевидна – увеличение высоты трубы в два раза гарантирует снижение максимальной приземной концентрации загрязняющих веществ в четыре раза. Однако рассеивание примесей по значительно большей территории ни в малейшей степени не снижает общий результат. Для совместной борьбы с трансграничным переносом загрязнений ряд заинтересованных стран Европы подписали международную конвенцию, по которой они обязались в оговоренные сроки уменьшать выбросы оксидов серы.  

9.1.6.  Антропогенные чрезвычайные ситуации, войны

9.1.6.1.  Техногенные аварии и катастрофы
В конце ХХ века в России отмечен рост чрезвычайных ситуаций* (ЧС). Увеличилось количество техногенных аварий: взрывов, пожаров, сбросы и выбросы в окружающую среду загрязняющих химических, радиоактивных или биологических веществ. Рост числа чрезвычайных ситуаций сопровождается увеличением количества погибших и пострадавших людей, а также значительным материальным ущербом. 
Интенсивный рост современного производства стал причиной скопления большого количества потенциально-опасных производств на ограниченных территориях: в крупных промышленных центрах, мегаполисах, промзонах городов, где оказались сосредоточены огромные массы радиоактивных, токсичых и взрывоопасных продуктов. Это не только увеличивает на несколько порядков вероятность возникновения ЧС, но и усугубляет их возможные последствия. Так, пожар на мебельной фабрике может стать причиной взрывов на соседнем химическом комбинате со значительно более катастрофическими последствиями. В частности, в 1989 г. разрыв газгольдера с аммиаком на Ионавском производственном объединении “Азот” стал причиной пожара на складе минеральных удобрений с последующим поражением территории в 400 км2. 
Отсутствие должного и своевременного внимания к вопросам промышленной безопасности привело к тому, что фактически все промышленно развитые страны оказались неподготовленными к тяжёлым экологическим последствиям аварий в техногенной сфере. Поэтому можно считать закономерными такие "катастрофы века", как выброс 43 тонн метилизоцианата на химическом заводе компании "Юнион Карбайд" в Бхопале (Индия) в 1984 г., в результате чего погибло более 3000 человек, а также взрыв на Чернобыльской АЭС в 1986 г., последствия которого всё ещё изучаются и оцениваются.
______________________
* Чрезвычайные ситуации – аварии, катастрофы с многочисленными человеческими жертвами, существенными материальными потерями, серьёзными экологическими последствиями и (или) нарушениями условий жизнедеятельности людей.
Менее масштабны, но не менее катастрофичны такие известные трагедии, как:
-	взрыв аммиачной селитры на предприятии компании "BASF" в Германии в 1921 г. (более 2000 пострадавших);
-	взрыв хранилища углеводородов в Мексике в 1984 г. (около 500 погибших);
-	пожар на складе химикатов в Германии в 1986 г., в результате которого воды Рейна были отравлены на 300 км: погибли рыба, водоплавающая птица, водная растительность, насекомые;
-	катастрофа на магистральном продуктопроводе под Уфой в 1989 г., когда в зоне взрыва оказались два пассажирских поезда (более 1200 погибших).
По экологическим последствиям по сей день наиболее опасными являются аварии в нефте-, газодобывающей и угольной отраслях промышленности; металлургии, химической, нефтехимической и микробиологической отраслях промышленности и на транспорте. Аварии на магистральных нефте-, газо- и продуктопроводах сопровождаются потерями сырья, возникновением пожаров, загрязнением больших территорий (табл. 9.3.). 
Из-за неудовлетворительного состояния путевого хозяйства и неисправности выгонов (цистерн) на железнодорожном транспорте при перевозке опасных грузов происходят столкновения поездов, сходы подвижного состава, утечки опасных грузов в пути следования. В течение 1995 г. только на одной Забайкальской железной дороге произошло:
-	столкновение грузового поезда с экскаватором (сошли с путей 10 вагонов с сырой нефтью, возникли взрывы, пожар и разлилось 1300 т нефти);
-	сход с путей 27 вагонов с токсичными веществами (произошли взрывы цистерн с пропаном, возник пожар, выброшено в окружающую среду 440 т пиролизной кислоты);
-	сход с путей 10 цистерн с мазутом (60 т нефтепродуктов разлилось по территории жилого посёлка).
Одна из крупных авиакатастроф произошла 6 декабря 1997 г. в Иркутске, когда через 25 секунд после взлёта потерял управление и рухнул на жилые дома города полностью заправленный (около 200 т авиатоплива) самолёт АН-124 “Руслан”. Погибло 23 человек на борту и 46 местных жителей. Пожар и разрушения в черте города отмечены на площади около 2 км2.
Значительный ущерб окружающей среде наносится также во время выполнения спасательных, аварийно-восстановительных работ, в процессе ликвидации последствий ЧС.
Последствия ЧС достигли такого размаха, что начали заметно сказываться на экономике страны и безопасности её населения. Если такая тенденция сохранится, то расходы на аварийно-спасательные работы, помощь пострадавшим, восстановление разрушенного и прочее могут стать непосильной ношей для экономики государства, стать угрозой его развития.

Таблица  9.3
Чрезвычайные ситуации техногенного характера*  
Тип ЧС	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	
Крушения, аварии, столкнове-ния с пассажирскими поездами на железных дорогах	12	-*	88	52	20	19	15	10	
Аварии на грузовых и пасса-жирских судах	298	 -	-	-	23	34	24	21	
Авиационные катастрофы		-	35	42	40	31	31	29	
Крупные автокатастрофы		-	177	184	153	151	124	98	
Аварии на магистральных и крупных внутрипромысловых трубопроводах	-	32	38	48	62	81	63	46	
Аварии на промышленных объектах	430	238	356	262	248	250	114	79	
Обнаружение взрывчатых веществ (боеприпасов) в населенных пунктах	-	-	14	35	38	66	33	42	
Аварии с выбросом (угрозой выброса)  аварийно химически опасных веществ	34	-	73	78	74	96	91	97	
Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ	8	-	-	-	16	28	28	15	
Аварии в зданиях жилого и социально-бытового назначения	-	-	309	321	289	304	9	15	
Аварии в системах жизнеобеспечения	55	-	69	42	68	114	120	87	
* Приведённая информация может отличаться от данных, опубликованных в других источниках, однако картина в целом принципиально не меняется. Прочерки означают отсутствие информации в Государственных докладах о состоянии окружающей природной среды в РФ за соответствующий год.

9.1.6.2.  Войны
Военные конфликты всегда сопровождались серьёзными экологическими последствиями. Война — это "трагический синдром" человеческой цивилизации на всем протяжении её развития. Особенно обострились проблемы войны и мира в конце века, когда под угрозу поставлено само существование человечества. При этом, с одной стороны, войны приобрели опасную тенденцию становиться мировыми, а с другой – небывало возросла разрушительная сила технических средств ведения войны. В век ракетно-ядерной техники мировая война недопустима, ибо может привести к полному уничтожению всего живого на Земле.
Для проведения учений, маневров войск, испытаний оружия, устройства полигонов, военных баз, складов, военных гарнизонов, размещения ракет, аэродромов, дорог и т.п. – отторгается значительная доля земли. Всего в мире на цели военного характера выделено около 42 млн. га суши, преимущественно пригодной для сельского хозяйства.
Для годичного обеспечения действующей армии в 300 дивизий (6 млн. человек) во время второй мировой войны необходимо было не менее 30 млн. тонн железа и стали, 250 млн. тонн угля, 25 млн. тонн нефти, 10 млн. тонн цемента, 2 млн. тонн марганцевой руды, 20 тыс. тонн никеля, 10 тыс. тонн вольфрама и много других стратегических материалов. На военные нужды в современном мире расходуется нефти вдвое больше её годового потребления всеми странами Африки.	

9.1.6.3.   Ядерная зима
Наиболее полное представление о войне как факторе, губительном для биосферы, даёт анализ крупномасштабных последствий ядерной войны. Степень воздействия ядерного оружия на окружающую среду зависит от целого ряда обстоятельств – мощности примененного заряда, поражаемого объекта, рельефа местности, метеорологических условий и других. Факторами ядерного взрыва, непосредственно воздействующими на людей, флору и фауну, являются световое излучение, ударная волна, первичная радиация, остаточная радиация в виде местных радиоактивных осадков.
Ядерные взрывы действуют на атмосферу примерно так же, как вулканы, которые, извергаясь, выбрасывают огромные облака пыли. Пыль закрывает доступ солнечным лучам и на какое-то время уменьшается количество солнечной энергии, поступающей на Землю. В результате температура земной поверхности и атмосферы падает.
В случае ядерной войны на Земле установятся чёрная "ядерная ночь" и "ядерная зима". Возникнут условия для образования озона и смога во многих южных регионах. Все это приведет к заметному изменению климата, существенному иссушению или опустыниванию ряда территорий, перераспределению водных ресурсов, замерзанию источников пресной воды, гибели урожаев от холода, массовому усыханию растительности.
Ядерная зима неизбежно охватит своими страшными последствиями весь земной шар. Биосфера в результате ядерного удара полностью перестроится и неизвестно будет ли вообще пригодна наша Земля для того, чтобы приютить у себя остатки людей. 
——————————
Растущее число техногенных ЧС – одна из причин потери устойчивости биосферы и условий существования социоэкосистемы (системы "человеческое общество – среда обитания"). Катастрофическая ЧС может быть губительна для социоэкосистемы, тогда как биосфера в целом со временем сможет вернуться к устойчивому состоянию благодаря действию механизма биотической регуляции. Человечество достаточно просто может погибнуть в трансграничной ядерной катастрофе, хотя биосфера со временем восстановит свое радиационное равновесие. 
9.2.   Экологический  риск
 
Экологический риск является мерой экологической опасности, которая рассматривается в следующих основных аспектах. Первый – это вероятность нарушения природного равновесия, то есть эволюционно сложившейся саморегулирующейся системы связей в биосфере, обеспечивающей стабильность такой природной среды, к которой адаптирован человек. Второй – это вероятность агрессивного воздействия факторов окружающей среды непосредственно на человека, которое может привести к: 
•	 ухудшению здоровья и даже к преждевременной смерти отдельных людей или групп населения; 
•	 снижению жизнеспособности человеческой популяции в виде повышения генетического груза, тератогенных эффектов (появлению уродств), снижения иммунитета, повышения уровня заболеваемости и смертности. 
Экологический риск (R) может быть оценен количественно как произведение 
R = p . y,
где	p	-	вероятность негативного воздействия источника опасности на население, экосистемы или иные природные объекты;	
	y	-	предполагаемая величина ущерба от этого воздействия.	
Оценка риска не может быть точной, ибо экологической опасности в силу ряда причин свойственна стохастичность (неопределенность). При обсуждении проблемы экологического риска, как правило, имеются в виду последствия техногенных воздействий на природную среду и на человека; при этом важно учитывать следующее: 
1. Кумулятивный эффект любых долговременных воздействий на природные объекты (организмы, экосистемы и пр.), то есть существенное увеличение и накопление действия со временем, зачастую приводящее к резким качественным изменениям путём суммирования слабых количественных сдвигов. 
2. Нелинейность дозовых эффектов воздействий на живые организмы, выражающаяся в виде непропорционально сильных биологических эффектов, от небольших доз воздействия, что связано с повышенной чувствительностью организмов к слабым (информационным) воздействиям. Слабые воздействия приводят к изменениям поведения живых существ. Более сильные вызывают стрессовую реакцию и, как правило, включают механизмы сопротивления организма, ещё более сильные  вызывают нарушения жизнедеятельности, повышая вероятность смерти. 
3. Синергическое (совместное) действие различных факторов среды на живое нередко приводит к неожиданным эффектам, не являющимся суммой ответов на оказанные действия. Действие одного фактора может как усиливать, так и ослаблять, либо качественно изменять эффекты воздействий других. 
4. Существенные индивидуальные различия живых существ (в том числе и людей) в чувствительности к действию факторов среды и в сопротивляемости неблагоприятным изменениям. Фактически, здесь действуют механизмы естественного отбора, сила которого многократно возрастает в эпоху техногенного изменения природной среды.
5. Отсроченный характер изменений в популяционных характеристиках человека. Анализ последствий чернобыльской катастрофы выявил отсутствие границы между эффектами радиационных и химических поражений, а также относительность определения пороговых и допустимых доз, ибо в природной среде невозможно вычленить эффект воздействия какого-либо одного фактора. Общая агрессивность техногенной среды приводит к бесплодию, повышению смертности зародышей и новорожденных, появлению неблагоприятных мутаций и врожденных уродств. 
Следовательно, нормирование экологического риска и опасности основывается как на оценке источников опасности, так и, главным образом, на исследовании устойчивости и экологической ёмкости природных экосистем, а также на определении "запаса прочности организма человека " – способности к гомеостатической регуляции. 
Факторы экологического риска подразделяют на две частично перекрывающиеся группы: естественные и антропогенно обусловленные. К естественным относятся: 
•	 геологические факторы и катастрофы (землетрясения, извержения вулканов, оползни и сели и т.п.);
•	 климатические явления (засухи, бури, тайфуны, цунами);
•	 иные природные бедствия (повышение патогенности возбудителей болезней, нашествия саранчи, волны массовой миграции грызунов и пр.). 
Многие из этих явлений причинно связаны с изменениями солнечной активности и геомагнитными явлениями, однако, интенсивная хозяйственная деятельность человека влияет на возникновение и течение названных природных процессов. 
Антропогенно обусловленные факторы экологического риска многообразны. Это радиационная опасность, риск от использования загрязненной или недостаточно обогащенной необходимыми элементами питьевой воды, эпидемиологический риск, зависящий как от загрязнения воды и почвы бытовыми стоками, так и от географического распространения возбудителей заболеваний.
Глобальный риск для всего живого населения планеты связан с разрушением озонового слоя, изменениями климата вследствие накопления парниковых газов в атмосфере и тепловым излучением крупных промышленных и населённых центров, уничтожением лесов (как тропических, так и северных)  мощного источника кислорода и регуляторов климата планеты. 
Крупномасштабные преобразования природы,  такие, как распашка целинных земель, строительство гигантских ГЭС с устройством крупных водохранилищ и затоплением пойменных территорий, проекты поворота рек, строительство крупных агропромышленных комплексов, осушение болот – всё это мощные факторы экологического риска для природы и человека. 
Важное место среди факторов экологического риска занимает загрязнение всех сред жизни (воздушной, водной и почвенной) отходами промышленного и сельскохозяйственного производства и бытовыми отходами. 
Большая группа факторов экологического риска для человека связана с особенностями питания. Это фальсифицированные и недоброкачественные продукты, а также пища с высоким содержанием химических экотоксикантов, несбалансированная по энергетической ценности, содержанию белков, жиров, углеводов, витаминов и микроэлементов. Проживание в сельскохозяйственных районах, где широко применяются пестициды, гербициды и складируются избыточные количества минеральных удобрений, для людей также сопряжено с экологическим риском. 
Огромен экологический ущерб и риск от эрозии почв, при которой происходит не только уничтожения гумусового плодородного слоя в районе бедствия, но появляются и распространяются пыльные бури, нарушающие жизнеспособность смежных экосистем. Уничтожение лесных ресурсов, разрушение региональных экосистем несёт опасность не только обитателям данного региона, но и является факторами риска для всей биосферы. 
Факторами риска, вызванного техногенными воздействиями, являются также наведенная сейсмичность, превышение уровня электромагнитных излучений над природным фоновым, что имеет место в больших городах, на предприятиях, в районе станций ретрансляции, линий электропередач, а также в жилищах, перегруженных бытовой техникой.
Большая группа факторов риска связана с техногенными катастрофами и военными действиями. Сопровождающие их пожары не только разрушают локальные природные экосистемы, но и ведут к изменениям атмосферы - насыщение парниковыми газами, сажей, другими продуктами горения, распространяющимся далеко за пределы региона военных действий. Ко вторичным факторам риска относятся и социальные последствия войн и экологических катастроф: массовые заболевания, появление “экологических беженцев” – волн миграции из района бедствия и т.п.
При всей важности перечисленного всё же главным фактором риска и опасности для жизни современного человечества на Земле является снижение биологического разнообразия (уничтожение видов живых существ), ведущее к потере устойчивости и разрушению природных экосистем всех уровней.

Далее цветом отмечен ненужный повтор. Если его убрать то на последней стр. получается какая-то ерунда.!!!

Факторами риска, вызванного техногенными воздействиями, являются также наведенная сейсмичность, превышение уровня электромагнитных излучений над природным фоновым, что имеет место в больших городах, на предприятиях, в районе станций ретрансляции, линий электропередач, а также в жилищах, перегруженных бытовой техникой. 
Большая группа факторов риска связана с техногенными катастрофами и военными действиями. Сопровождающие их пожары не только разрушают локальные природные экосистемы, но и ведут к изменениям атмосферы - насыщение парниковыми газами, сажей, другими продуктами горения, распространяющимся далеко за пределы региона военных действий. Ко вторичным факторам риска относятся и социальные последствия войн и экологических катастроф: массовые заболевания, появление “экологических беженцев” – волн миграции из района бедствия и т.п.
При всей важности перечисленного всё же главным фактором риска и опасности для жизни современного человечества на Земле является снижение биологического разнообразия (уничтожение видов живых существ), ведущее к потере устойчивости и разрушению природных экосистем всех уровней.