Каждый сознательный человек должен иметь общее представление об особенностях современного экологического состояния, а также об основных направлениях в области охраны окружающей среды, использование естественных ресурсов и обеспечения экологической безопасности. Практическое отображение экологии тесно связано в первую очередь с государственным регулированием процессов природопользования.
В результате научно-технической революции возросли и расширились взаимосвязи между населением и окружающей средой. Хозяйственная деятельность человека, особенно в последние десятилетия, привела к загрязнению окружающей среды отходами производства. Воздушный бассейн и воды содержат загрязняющие вещества, концентрации которых часто превышают предельно допустимую норму, что негативно отражается на здоровье населения.
На заболеваемость могут оказывать влияние десятки тысяч факторов. Здоровье отражает состояние экосистемы в целом, является обобщенным показателем качества среды обитания и её влияния на жизнедеятельность людей. В последние десятилетия наблюдается увеличение распространенности болезней отдельных организмов, которое обусловлено загрязнением окружающей среды. К таким экозависимым заболеваниям относят новообразования, заболевания эндокринной, мочеполовой системы, системы крови и кроветворных тканей, органов пищеварения, дыхания.
Загрязнение окружающей природной среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается, или снижается ее продуктивность.
Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.
Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, является предельно допустимая концентрация. С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.
Ингредиенты загрязнения – это тысячи химических соединений, особенно металлы или их оксиды, токсичные вещества, аэрозоли. По данным Всемирной организации здравоохранения, в практике в настоящее время используется до 500 тыс. химических соединений. При этом около 40 тыс. соединений обладают весьма вредными для живых организмов свойствами, а 12 тыс. – токсичны.
Наиболее распространенные загрязнители – зола и пыль различного состава, оксиды цветных и черных металлов, различные соединения серы, азота, фтора, хлора, радиоактивные газы, аэрозоли и т.п. Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха приходится на долю оксидов углерода – около 200 млн. тонн в год, пыли – около 250 млн. тонн в год, золы – около 120 млн. тонн в год, углеводородов – около 50 млн. тонн в год. Прогрессирует насыщение биосферы тяжелыми металлами – ртуть, галлий, германий, цинк, свинец и т.д. При сжигании топлива, особенно угля, с золой и отходящими газами в окружающую среду поступает больше, чем добывается из недр: магния – в 1,5 раза, молибдена – в 3, мышьяка – в 7, урана и титана – в 10, алюминия, йода, кобальта – в 15, ртути – в 50, лития, ванадия, стронция, бериллия, циркония – в 100, галлия и германия – в 1000 раз, иттрия – в десятки тысяч раз.
Процентное соотношение вредности выбросов, произведенных странами в 1995 г.: США – 23%, Китай – 13,9%, Россия – 7,2%, Япония – 5%, Германия – 3,8%, все остальные – 47,1%.
Загрязнения окружающей среды подразделяются на:
• природные – вызваны какими-либо естественными явлениями, обычно катастрофическими (наводнения, извержения вулканов, селевые потоки и т.п.);
• антропогенные – возникают в результате деятельности людей.
Среди антропогенных выделяют следующие загрязнения:
а) биологическое – случайное или в результате деятельности человека;
б) микробиологическое (микробное) – появление необычно большого количества микробов, связанное с массовым их распространением на антропогенных субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека;
в) механическое – засорение среды агентами, оказывающими механическое воздействие без физико-химических последствий;
г) химическое – изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается или понижается среднемноголетнее колебание количества каких-либо веществ за рассматриваемый период времени, или проникновение в среду веществ, нормально отсутствующих в ней;
д) физическое – изменение естественного физического состояния среды.
Непосредственными объектами загрязнения являются основные компоненты экотона: атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения являются составляющие биоценоза – растения, животные, микроорганизмы.
Антропогенные источники загрязнения весьма разнообразны. Среди них не только промышленные предприятия и теплоэнергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, вводимые человеком в экосистемы для защиты полезных продуктов от вредителей, болезней, сорняков.
Загрязняющие природную среду вещества подразделяются также по их агрегатному состоянию на 4 класса: твердые, жидкие, газообразные, смешанные. Промышленные выбросы в окружающую среду могут классифицироваться по другим признакам:
• По организации контроля и отвода – на организованные и неорганизованные:
• По режиму отвода – на непрерывные и периодические.
• По температуре – когда температура потока выше, ниже или равна температуре окружающей среды.
• По локализации – выбросы происходят в основном, вспомогательном, подсобном производствах, на транспорте и т.д.
• По признакам очистки – на чистые, нормативно очищенные, частично очищенные, выбрасываемые без очистки.
Источники загрязнения воздушного бассейна:
• По назначению:
а) технологические – содержат хвостовые газы после улавливания на установках продувки аппаратов, воздушников и др. (для выбросов характерны высокие концентрации вредных веществ и очень малые объемы удаляемого воздуха);
б) вентиляционные выбросы – местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка;
• По месту расположения:
а) незатененные, или высокие, находящиеся в зоне недеформированного ветрового потока (высокие трубы, точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 раза);
б) затемненные, или низкие, - расположены на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания;
в) наземные – вблизи земной поверхности (открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, пролитые токсичные вещества, разбросанные отходы производства).
• По геометрической форме:
а) точечные (трубы, шахты, крышные вентиляторы);
б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и факелы);
• По режиму работы: непрерывного и периодического действия, залповые и мгновенные.
• По дальности распространения:
а) внутриплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения образуют высокие концентрации только на территории промышленной площади, а в жилых районах ощутимых загрязнений не наблюдается (для таких выбросов предусматривается достаточных размеров санитарно-защитная зона);
б) внеплощадочные, когда выбрасываемые загрязнения потенциально способны создавать высокие концентрации на территории жилого района.
Источники загрязнения водного бассейна:
Атмосферные воды несут массы вымываемых из воздуха загрязнителей промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды увлекают за собой массы веществ. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенолов, кислот.
Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержат фекалии, поверхностно-активные моющие средства, микроорганизмы, в том числе патогенные. Ежегодно в целом по стране образуется около 100 км3 таких вод.
Сельскохозяйственные воды. Загрязнение этими водами обусловлено, во-первых, тем, что повышение урожайности и продуктивности земель неизбежно связано с применением ядохимикатов, используемых для подавления вредителей, болезней растений, сорняков. Ядохимикаты попадают в почву или смываются на большие расстояния, оказываясь в водных объектах. Животноводство связано с образованием больших масс твердой органики и мочевины. Эти отходы не ядовиты, но их массы огромны и наличие их ведет к тяжелым последствиям для водных экологических систем. Кроме органических веществ, сточные сельскохозяйственные воды содержат массу биогенных элементов, в том числе азота и фосфора.
Промышленные сточные воды, образующиеся в самых различных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная и цветная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая отрасли промышленности. При разработке пластовых месторождений в нашей стране каждый год образуется 2,5 млрд. км3 дренажных шахтных и шлаковых вод, загрязненных хлористыми и сульфатными соединениями, соединениями железа и меди, которые не годятся даже в качестве технической воды и перед сбросом должны быть очищены.
Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Процессы генерации или самоочищения протекают в воде намного медленнее, чем в воздухе.
Источники загрязнения литосферы:
Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор общественных учреждений, больниц, столовых, гостиниц и т.д.
Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйствах для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Отходы животноводства и сельскохозяйственной продукции.
Теплоэнергетика. Образование массы шлаков при сжигании каменного угля, выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, оказывающихся в почве.
Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на почве и растениях.
Промышленные предприятия. В промышленных отходах есть вещества, оказывающие токсическое воздействие на живые организмы. В отходах металлургической промышленности присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы бензола и фенола. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности – фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.
При загрязнении почв самоочищения почти не происходит. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества попадают в организмы животных и людей.
Определение понятия «здоровье» находится в центре внимания врачей с момента появления научной медицины и до сегодняшнего дня остается предметом дискуссий. Можно сказать, что здоровье – это отсутствие болезни. Известный врач Гален из Пергама еще во II веке писал, что здоровье – это состояние, при котором мы не страдаем от боли и не ограничены в нашей жизнедеятельности. Всемирная организация здравоохранения рассматривает здоровье как позитивное состояние, характеризующее личность в целом, и определяет его как состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только как отсутствие болезней и инвалидности.
Общественное здоровье – основной признак, основное свойство человеческой общности, ее естественное состояние. Общественное здоровье отражает как индивидуальные приспособительные реакции каждого отдельного человека, так и способность всей общности наиболее эффективно работать, защищать страну, помогать старикам и детям, охранять природу и т.д., то есть осуществлять свои социальные задачи, а также воспроизводить и воспитывать новые здоровые поколения – выполнять свои биологические функции.
Качество общественного здоровья достаточно убедительно отражает условия жизни, т.е. является индикатором этих условий и служит показателем приспособленности конкретной общности людей к среде своего обитания.
О качестве общественного здоровья в нашей стране можно получить определенное представление при сравнении данных медицинской статистики Украины и США.
Младенческая смертность в Украине в 2 раза выше, стандартизированная смертность от всех причин у мужчин выше в 1,55 раза, у женщин – в 1,35 раза; смертность мужчин от злокачественных новообразований выше в 1,27 раза; от болезней системы кровообращения у мужчин смертность выше в 1,87 раза, у женщин – в 1,98 раза; от травм и отравлений у мужчин в 1,85 раза выше, у женщин – в 1,65 раза. Смертность мужчин от туберкулеза выше в 17 раз. Заболеваемость гепатитом «А» в Украине выше в 7,5 раза, бациллярной дизентерией – в 12,5 раза, туберкулезом – в 4,2 раза. В России более низкое качество здоровья населения, хотя США не является мировым лидером по качеству здоровья населения.
Резко меняется смертность во всех возрастных группах в течение короткого промежутка времени – 1993 и 1994 гг. по отношению к 1990 году, соответствуя критической ситуации, переживаемой обществом. Следует заметить некоторое улучшение ситуации в 1995 году и продолжение положительной тенденции в 1996 году.
Человек в течение всей своей жизни находится под постоянным воздействием целого спектра факторов окружающей среды – от экологических до социальных. Помимо индивидуальных биологических особенностей все они непосредственно влияют на его жизнедеятельность, здоровье и, в конечном итоге, на продолжительность жизни. Ориентировочный вклад различных факторов в здоровье населения оценивается по четырем позициям: образ жизни, генетика человека, внешняя среда и здравоохранение.
Наибольшее влияние на состояние здоровья оказывает образ жизни. От него зависит почти половина всех случаев заболеваний. Второе место по влиянию на здоровье занимает состояние среды жизнедеятельности человека (не менее одной трети заболеваний определяется неблагоприятными воздействиями окружающей среды). Наследственность обуславливает около 20% болезней.
В настоящее время, когда медицина победила многие эпидемические инфекционные заболевания, а оспа практически ликвидирована на всем земном шаре, роль здравоохранения в предотвращении заболеваний современного человека несколько снизилась.
Профилактика же заболеваний зависит от многих причин, начиная с социально-экономической политики государства и заканчивая собственным поведением человека. На здоровье и продолжительность жизни оказывают влияние индивидуальные приспособительные реакции каждого члена общества с его социальными и биологическими функциями в определенных условиях конкретного региона. Понятие «здоровье человека» нельзя количественно измерить. Каждому возрасту свойственны свои болезни. В городских условиях на здоровье человека влияют пять основных групп факторов: жилая среда, производственные, социальные и биологические факторы и индивидуальный образ жизни.
При оценке здоровья населения учитывается и такой немаловажный фактор, как фактор региональной особенности, который складывается из целого ряда элементов: климата, рельефа, степени антропогенных нагрузок, развития социально-экономических условий, плотности населения, промышленных аварий, катастроф и стихийных бедствий и т.п.
Снижению смертности в значительной мере способствовали усилия медицины в борьбе с инфекционными заболеваниями, в частности с «детскими» инфекциями: корью, дифтерией, коклюшем, полиомиелитом и др.
В последние годы, с началом перехода на «рыночную экономику», демографическая ситуация в стране стала критической, смертность стала превышать рождаемость.
Заметно уменьшается показатель продолжительности жизни. Обычно число умерших возрастает пропорционально росту численности населения. Высока вероятность развития негативной тенденции на достаточно длительную перспективу. Одной из составляющих причин этой тенденции является все ухудшающееся экологическое состояние территории Украины.
Все это свидетельствует о том, что без изменений политической, социально-экономической и экологической обстановки на территории Украины в обозримом будущем возможен «страшный взрыв», с катастрофически уменьшающейся численностью населения и снижением продолжительности жизни.
В последние годы в стране складывается нестабильная санитарно-эпидемиологическая обстановка: растет число кишечных инфекций, количество заболеваний туберкулезом, венерическими болезнями, распространяется сыпной тиф.
По оценкам специалистов 70% населения Украины живет в состоянии затяжного психо-эмоционального и социального стресса, который истощает приспособительные и компенсаторные механизмы, поддерживающие здоровье. Об этом свидетельствуют увеличение числа психических заболеваний, рост случаев реактивных психозов и неврозов, депрессий, алкоголизма и наркомании (около 2-х млн. человек). В Украине практически нет пропаганды здорового образа жизни.
Темпы прироста уровня смертности от несчастных случаев, отравления, травм гораздо выше, чем от болезней системы кровообращения, органов дыхания и пищеварения, занимавших в недавнем прошлом лидирующие позиции среди причин смертности. В немалой степени это результат обострения криминогенной обстановки.
Растет смертность от болезней, связанных с ухудшающейся экологической ситуацией (острые респираторные заболевания, врожденные аномалии, анемия, лейкемия), от злокачественных новообразований.
Идет резкое старение населения страны. Если перед войной люди моложе трудоспособного возраста составляли 38,8% населения страны, то сейчас – 22,4%. Напротив, число людей старше трудоспособного возраста возросло с 8,6% до 20,5%, а вместе с инвалидами – 25,2%. Если в 1939 году на одного неработающего было шесть работающих, то в 1996 году – менее двух. По прогнозам до 2010 года, число работающих и неработающих сравняется.
Все эти показатели: рождаемость, смертность, заболеваемость, продолжительность жизни – главные индикаторы уровня и качества жизни населения в настоящее время приобретают важнейшее политическое и экономическое значение.
Приведенные данные дают основания сделать вывод об ухудшении состояния здоровья населения, связанного с социально-экономической, экономической, экологической ситуацией в городах и селах в целом по стране и требуют проведения дополнительных социально-гигиенических и экологических исследований.
Эколого-защитные нормативы направлены на сохранение генофонда Земли, восстановление экосистем, сохранение памятников всемирного культурного и природного наследия и т.п. Они используются при организации охранных зон заповедников, природных национальных парков, биосферных заповедников, зеленых зон городов и т.п. Производственно-хозяйственные нормативы предназначены для ограничения параметров производственно-хозяйственной деятельности конкретного предприятия с точки зрения экологической защиты природной среды. К ним относятся технологические, градостроительные, рекреационные и другие нормативы хозяйственной деятельности.
Технологические нормативы включают: предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу, предельно допустимый сброс загрязняющих веществ в водоемы и предельно допустимое количество сжигаемого топлива. Эти нормативы устанавливаются для каждого источника поступления загрязнений в окружающую среду и тесно связаны с профилем работы, объемом и характером загрязнений конкретного предприятия цеха, агрегата.
Градостроительные нормативы разрабатывают для обеспечения экологической безопасности при планировке и застройке городов и других населенных пунктов.
Рекреационные нормативы определяют правила пользования природными комплексами в целях обеспечения условий для полноценного отдыха и туризма.
Для IV и V категорий (средне и низко активные отходы с короткоживущими нуклидами) допускается их захоронение в жидком виде (инжекция) в глубокие проницаемые формации и в виду твердеющих пульп в слабопроницаемые горные породы. Использование в качестве основного классифицирующего признака длительности распада нуклида при рассмотрении вопросов захоронения является вполне оправданным, поскольку требования к технологии захоронения, геологическим формациям, глубине и месту захоронения во многом определяются периодом времени, в течение которого отходы будут сохранять токсичность.
Общие требования к окончательным стадиям обращения:
• Отходы должны быть изолированы от среды проживания и непосредственной деятельности человека, среды обитания животных и развития растительности.
• Место хранения или захоронения отходов должно быть труднодоступно для случайного или преднамеренного проникновения; отходы не должны подвергаться воздействию природных катастрофических явлений, способных извлечь отходы из хранилища.
• Границы сооружений, территории или геологической среды (недр), в которых находятся отходы, должны быть четко определены и устанавливаться с учетом возможных природных явлений. В пределах границ хранения или захоронения не допускается или ограничивается деятельность, не связанная с отходами.
• Изоляция отходов в пределах установленных границ должна обеспечиваться в течение необходимого времени, пока нуклиды и другие компоненты будут представлять опасность для человека и окружающей среды, или в течение реально прогнозируемого периода времени.
• Для уменьшения облучения персонала и населения должны быть сведены к минимуму предварительные операции по подготовке, переработке, транспортированию отходов, сопровождающиеся поступлением радиоактивности в окружающую среду, воздействием излучений.
• При хранении или после захоронения в объеме хранилища не должны развиваться процессы, ухудшающие условия изоляции отходов и приводящие к выходу компонентов отходов за пределы хранилища, требующие проведения специальных работ по хранению или перезахоронению отходов.
Мир охвачен жестоким эколого-социальным кризисом, который быстро развивается, и не менее жестокими экономическими войнами. В результате человечество оказалось перед выбором направления своего развития, так как, с одной стороны, быстро растущая экономика пришла в столкновение с глобальной окружающей средой, а с другой, рост экономики не смог решить социальные проблемы, прежде всего проблемы нищеты и голода. Выбор оказывается нелегким. Или человечество, окончательно разрушив природу суши, может быть решит социальные проблемы, но неизбежно столкнется с экологической катастрофой, или найдет альтернативу такому выбору и решит социальные проблемы, избежав экологической катастрофы. Человек должен осознать себя частью биосферы и ее основной составляющей – биоты, которая формирует окружающую среду, ощутить огромную сложность этой саморегулирующейся системой, которую вряд ли человеческому разуму удастся понять до конца, а тем более заменить технической системой. Человек должен понять и нормально воспринимать свою роль в механизме поддержания стабильности биосферы. Новая экологическая парадигма – теория биотической регуляции окружающей среды направлена на:
• сохранение дикой природы;
• сохранение человечества на Земле;
• сохранение цивилизации;
• понимание смысла жизни;
• создание более справедливой социальной системы;
• переход от философии войны к философии мира и партнерства;
• переход к здоровому образу жизни;
• любовь и уважение к будущим поколениям.
Решение экологических проблем зависит от нас самих. Мы должны уяснить, что все идет к исчезновению жизни на Земле, и необходимо срочно принять меры. Необходимо массовое внедрение людей в программу по защите окружающей среды. Для этого нужно выбрать правильное решение экологических проблем.
1. А. И. Воронцов, Е. А. Щетинский, И. Д. Никодимов. Охрана природы. М.: изд. Агропромиздат, 1989.
2. Данилов-Данильян В.И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М.: МНЭПУ, 1997.
3. Гигиенические аспекты среды обитания и здоровья населения. Сборник научных трудов. Пермь, 1997.
4. Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека. Региональные публикации ВОЗ, Европейская серия, № 85, 2001.