В результате деятельности человека за всю историю его существования, и в особенности за последние 50-100 лет, на Земле сформировались такие системы, в которых большую, если не определяющую роль играют не только естественные, но и техногенные процессы. Эти системы можно назвать природно-техногенными. К ним относятся разнообразные городские и сельские поселения, сельскохозяйственные системы, отдельные промышленные предприятия и индустриальные зоны, транспорт и транспортные коммуникации, энергетические системы, горнорудные предприятия вместе с зонами их влияния, рекреационные системы и др.

Природно-техногенные системы (ПТС) существенно преобразовали ту природу, которая была до появления человека. Уже в древнем Риме горно-промышленные предприятия заметно влияли на состояние окружающей среды. Несмотря на то, что ПТС и сейчас обычно занимают относительно небольшую площадь, их влияние на экосферу и ее составные части весьма велико.

Природно-техногенные системы отличаются двойственностью, как это видно из самого термина. С одной стороны, первоначальные природные их особенности в значительной степени изменены, и состояние ПТС определяется антропогенной нагрузкой на них. С другой стороны, основные особенности их функционирования во многом зависят от природных условий, в которых эти системы размещаются. Основные компоненты ландшафта, такие как рельеф, геологическое строение, климат и до некоторой степени природные воды сохраняют свои основные особенности и в пределах ПТС, оказывая решающее влияние на состояние природно-техногенной системы. Даже в больших и древних городах (как, например, в Москве), несмотря на продолжительную и интенсивную антропогенную нагруз-

ку, первоначальные естественные черты просвечивают сквозь позднейшие антропогенные наслоения.

Геоэкологические проблемы природно-техногенных систем также двойственны. Они несут в себе как антропогенные, так и естественные черты. В самом деле, многие геоэкологические проблемы горнопромышленных городов похожи, потому что тип производства, характер и уровни загрязнения среды подобны.

Но они в то же время могут весьма сильно отличаться друг от друга, потому что их природные условия (геолого-геоморфологические и гидроклиматические) могут быть столь же различны, сколь различаются, например, Кольский полуостров и юго-восточная Бразилия.

Отличительная особенность геоэкологического взгляда на ПТС заключается в том, что главным объектом геоэкологии является исследование взаимосвязей между собственно технической системой и пронизывающей ее природой, в то время как анализ экологических процессов на предприятии (транспортной системе, населенном пункте, сельскохозяйственном поле и пр.) относится к инженерии, агрономии, архитектуре и другим прикладным областям знания. Объектом геоэкологии может быть взаимодействие нефтепроводов и окружающей среды в Аравийской пустыне или Сибирской заболоченной лесотундре на вечной мерзлоте, тогда как вопросы функционирования механизмов и инженерных систем в этих специфических природных условиях относятся к категории инженерной экологии. Однако четкую границу между инженерной экологией и геоэкологией природно-техногенных систем провести затруднительно.

Вследствие острой практической необходимости прикладная экология развивается интенсивно во многих отраслях прикладных наук. Чаще всего ее обозначают на русском языке термином “инженерная экология”. Для желающих познакомиться более детально с этим разделом знания, в том числе с принятыми в нашей стране экологическими стандартами и нормативами, имеется ряд публикаций.

В Части IV будут очень кратко рассматриваться основные геоэкологические особенности и проблемы важнейших типов ПТС. При этом неизбежно некоторое повторение излагаемого ранее материала,

поскольку в соответствующих разделах, но под другим углом зрения, уже обсуждались такие вопросы, как геоэкологические аспекты урбанизации, энергетики, интенсивного сельского хозяйства, промышленности, транспорта и другие.

Это просто так, пусть будет, интересная и полезная информация!

Техногенный риск, экологический риск. Классификация рисков по источникам их возникновения и поражающим объектам. Оценка экологического риска на основе доступных данных. Особенности управления риском в экстремальных условиях.

Техногенный риск – выражает вероятность аварии или катастрофы при эксплуатации машин, механизмов, реализации технологических процессов, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

Экологический риск – выражает вероятность экологического бедствия, катастрофы, нарушения дальнейшего нормального функционирования и существования экологических систем и объектов в результате антропогенного вмешательства в природную среду или стихийного бедствия. Нежелательные события экологического риска могут проявиться как в зонах вмешательства, так и за их пределами.Экологические риски классифицируются и характеризуются по следующим видам:

Индивидуальный. Объектом этого экологического риска является непосредственно человек. Он же, вернее его источники жизнедеятельности и являются источником риска. В результате этого экологического риска человеку могут быть нанесены травмы, человек может заболеть, причинена инвалидность или смерть.

Технический. Объектом такого риска являются различные технические объекты и системы. Несовершенство техники и нарушения правил эксплуатации таких объектов могут привести к авариям, взрывам и катастрофам.

Экологический. Экологические системы так же могут быть объектом экологического риска. Его источником может стать вмешательство человека в условия природной среды данной местности или региона в целом.

Социальный экологический риск имеет своим объектом устоявшуюся социальную группу. Его источником может стать чрезвычайная ситуация и снижение качества жизни. В результате в социальной группе могут произойти следующие нежелателдьные события – групповые травмы, заболевания, рост сметронсти.

Экономический . Материальные ресурсы так же могут стать объектом экологического риска. Это может произойти в результате повышенной опасности производства или неблагоприятные условия природной среды для его организации. Этот экологический риск оценивает возможность увеличения затрат на безопасность и возможный экологический ущерб от недостаточной защищенности.

Классификация рисков по источникам их возникновения и поражающим объектам :

По источникам воздействия различают риски:

1. природные (природа, включая космос);

2. техногенные (техносфера);

3. социальные (общество, биосфера);

4. политические (государство, мировое сообщество);

5. экономические (экономика, бизнес).

По поражающим объектам вид риска:

1. Индивидуальный (человек, его здоровье) - снижение работоспособности, заболевание, травма, летальный исход);

2. Социальный (общество, население) – социальные потери;

3. Технический (объекты техносферы) - повреждение, разрушение, прекращение функционирования;

4. Экономический (организации, их финансовое состояние) - потери имущества, капитала, выпускаемой продукции, ожидаемой выгоды;

5. Стратегический (государство, его стабильное функционирование) - вред жизненно важным интересам личности, общества, государства

6. Экологический (ОПС) - загрязнение воды, воздуха, почвы, разрушение экологических объектов и систем, причиняющие вред нынешнему поколению людей и подрывающие основы для развития будущих поколений.

Оценка экологического риска на основе доступных данных:

Оценка экологического риска - это научное исследование, в котором факты и научный прогноз используются для оценки потенциально вредного воздействия на окружающую среду различных загрязняющих веществ и явлений. Оценка включает в себя распознавание, измерение и характеристику угроз состоянию окружающей среды, здоровью и жизни людей. При этом выявляются факторы, значения которых превышают нормативные уровни.

Существуют 4 подхода к оценке риска:

1. Инженерный – опирается на статистику поломок и аварий, на вероятностный анализ безопасностей: построение и расчет деревьев событий и деревьев отказов. С помощью первых предсказывают, во что может развиться отказ техники, а деревья отказов, наоборот, помогают проследить все причины, способствующие вызвать какие-то нежелательные явления. Когда деревья построены, рассчитывается вероятность реализации каждого из сценариев (каждой ветви), а затем – общая вероятность аварии на объекте.

2. Модельный – построение моделей воздействия вредных факторов на человека и ОС. Эти модели могут описывать как последствия обычной работы предприятий, так и ущерб от аварий на них.

Эти 2 подхода основаны на расчетах, однако для таких расчетов не всегда хватает надежных исходных данных. В этом случае приемлем 3 и 4 подход:

3. Экспертный – вероятности различных событий, связи между ними и последствия аварий определяют не вычислениями, а опросом опытных экспертов.

4. Социологический – исследуется отношение населения к различным видам риска, например с помощью социологических опросов.

Особенности управления риском в экстремальных условиях:

Управленческая деятельность в экстремальных ситуациях предполагает преодоление ряда трудностей. Во-первых, социальная, экологическая и любая другая самоорганизующаяся система, попадая в экстремальную ситуацию, неизбежно сталкивается с дефицитом управленческого потенциала, во-вторых, для эффективного управления системой и ее компонентами в экстремальной ситуации необходимы дополнительные, зачастую весьма значительные, ресурсы – материальные, финансовые, людские и т.п., а их в таких условиях катастрофически не хватает.

Первая особенность в управлении в экстремальных условиях (ЧС): осознание и предупреждение опасности. Опасность, исходящая от крупных технических объектов, во многих случаях недооценивается, что снижает эффектив­ность предаварийной управленческой деятельности (пример - «Титаник», «ЧАЭС»). Вторая особенность : небрежность персонала (ошибки и нарушения) обслуживающего слож­ные технологические системы. Третья особенность: почти полное неведение большинства населения, попадающего в экстремальные ситуации.

Одним из существенных направлений в процессе оптимизации управленческой деятельности в экс­тремальных ситуациях становится резкое снижение пресса секретности вокруг промышленных объектов, а также связанное с этим разъяснение окружающему населению степени реального риска от их эксплуатации и обучение основным приемам по­ведения в случае возникновения опасности, поскольку только активно действующие люди способны преодолеть в возможно короткие сроки негативные послед­ствия экстремальной ситуации. Эффективное управленческое действие в экстремальных ситуациях возможно только в тех случаях, когда оно базируется на оперативной, достоверной и прав­дивой информации о масштабах, угрозах и последствиях чрезвычайных обстоятельств, в которых оказались люди в результате возникновения такой ситуации.

Методы снижения экологического риска от загрязнения окружающей среды. Размещение промышленных объектов. Методы очистки атмосферы, водных объектов. Твердые отходы и их переработка. Ресурсосбережение и комплексное использование сырья.

Размещение промышленных объектов:

Промышленные предприятия размещают на основе схем или проектов районной планировки, что позволяет обоснованно осуществлять выбор площадки для строительства с учетом населенных мест и промышленных районов. При размещении промышленных предприятий учитывают связи с другими предприятиями. Строительство промобъектов не допускается на территориях, где имеются полезные ископаемые, шахты, расположены памятники культуры и архитектуры, а также ООПТ.

Между зданиями должны соблюдаться расстояния, называемые разрывами, минимально допустимые величины которых определяются санитарными и противопожарными нормами. Для передвижения рабочих и служащих по территории промышленного предприятия создают сеть пешеходных и транспортных путей, обеспечивающую безопасность и удобство движения людей и транспорта.

Озеленение очищает воздух и имеет большое оздоровительное значение, а также защищает от ветров и городского шума. Площадь озеленения должна составлять не менее 40% территории микрорайона. В целях предотвращения загрязнения территорий жилых зон, а также для нейтрализации вредных воздействий производственных объектов устанавлива­ются санитарно-защитные зоны со специальным режимом вокруг промышлен­ных предприятий для отделения их от жилых районов (от 50 до 1000 м в зави­симости от класса вредности промышленного объекта) с обязательным поясом зеленых насаждений.

Методы очистки атмосферы:

Методы очистки отпылевых выбросов :

по способу улавливаний пыли аппараты бывают сухой (циклоны, пылеосадительные камеры – под действием инерционных сил и F т), мокрой (скрубберы – путем промывки), фильтрационной (фильтры), и электрофильтрационной очистки (электрофильтры – под действием эл./статических сил).

Существующие методы очистки можно разделить на две группы: некаталитические (абсорбционные и адсорбционные) и каталитические (с использованием катализаторов).

Очистка газов от СО 2 :

а) Абсорбция водой. Простой и дешевый способ, однако эффективность очистки мала, так как максимальная поглотительная способность воды – 8 кгСО 2 на 100 кг воды.

б) Поглощение растворами этанол-аминов (NH 2 -СН 2 -СН 2 -ОН).

в) Холодный метанол (СН 3 ОН) является хорошим поглотителем СО 2 при -35°С.

г) Очистка цеолитами - используются молекулярные сита типа СаО.

Очистка газов от СО:

а) Дожигание на Pt/Pd катализаторе: 2СО + О 2 → 2СО 2 .

б) Конверсия (адсорбционный метод): СО + Н 2 О → СО 2 + H 2 .

Очистка газов от SO 2 :

А) Метод нейтрализации:

а) известковый метод - основан на поглощении SO 2 раствором соды или извести.

б) содовый – в качестве абсорбента используют раствор соды (Na 2 CO 3).

в) магнизитовый – использование абсорбента MgO.

г) цинковый – поглощение суспензии цинком (ZnO).

д) аммиачные методы - основаны на взаимодействии SO 2 с водным раствором сульфита аммония. Образовавшийся бисульфит легко разлагается кислотой.

Б) Каталитические методы: основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности катализаторов: пиролюзитный метод - окисление SO 2 кислородом в жидкой фазе в присутствии катализатора - пиролюзита (МnО 2); метод может использоваться для получения серной кислоты.

Очистка от соединений азота:

NH 3 и амины поглощаются водой, но т.к. на раствор сильно влияет температура, на практике используется 2-х стадийная очистка газов. На 1-й стадии газы охлаждаются до t 0 =30-50 0 C, затем промывают в водяном скруббере. Следы аминов эффективно удаляются активир.углем.

Выделяют окислительные методы:

а) Окисление озоном в жидкой фазе: NO+O 3 +Н 2 О=НNО 3 .

б) Окисление кислородом при высокой температуре: NO+О 2 =NО 2 .

Очистка от хлора:

Применение щелочного раствора Cа(ОН) 2 +Сl 2 =СаСl 2 +Са(СlО) 2 +Н 2 О

НСl поглощают водой, либо каталитически превращают в хлор.

Дезодорация:

Чаще для нее применяется адсорбция активир. углем . Если в газах присутствуют ароматические углеводороды, то во избежание образования копоти в систему вводят пар или О 2 .

Методы очистки водных объектов:

Делят на деструктивные – сводятся к разрушению загрязняющих веществ путем их окисления или восстановления. Образующиеся при этом продукты распада удаляются из воды виде осадков или остаются в форме растворимых минеральных солей (парофазное, каталитическое окисление, электрохимическая очистка и др.) Регенеративные – позволяют извлекать из воды загрязняющие вещества, иногда ценные.

А) Очистка от взвешенных частиц:

Крупные частицы, размером более 15-20 мм задерживают методом процеживания. На пути движения сточных вод устанавливают разнообразные решетки, сетки, сита. После процеживания сточная вода попадает в песколовки для отделения более мелких примесей под действием силы тяжести или центробежной силы. Осадок с помощью скребков смещается в бункеры. Для выделения более мелких взвесей используется метод отстаивания (удаляет до 80-90% взвеш-х веществ).

Б) Физико-химические м/ды:

Для удаления из сточных вод тонкодисперстных нерастворимых взвесей применяют флотацию: основан на различной смачиваемости частиц. В резервуар с очищаемой водой снизу подают воздух, пузырьки которого адсорбируются на поверхности частиц извлекаемого в-ва и выносят его на поверхность. Для усиления флотационного эффекта добавляют ПАВы. Степень очистки до 98%.

Метод адсорбции:

Очищаемую воду пропускают через фильтр, загруженный сорбентом, или добавляют в нее измельченный фильтр (гранулированный или порошкообразный активированный уголь). Эффективность очистки до 95%.

Ионно-обменная очистка :

Использование ионитов – глиняные породы, обладающие развитой структурой с микропорами различных размеров. Используют при обесцвечивании воды, удалении неорганических примесей, хлор-органики, пестицидов и ПАВ.

Метод экстракции:

Очистка сточных вод от фенолов, масел, органических кислот. В качестве экстрагентов применяется бензол, сероуглерод, 4-х хлористый углерод.

В) Химические методы очистки:

Коагуляция:

Процесс укрупнения дисперсных частиц и объединение их в агрегаты под влиянием физ. или хим. процессов, протекающих в растворе или под влиянием внесенных в раствор в-вв коагулянтов (соли Fe, Al). Для коагулянтов применяются в-ва, обладающие высокими адсорбционными свойствами (глина, зола).

Флокулция:

Процесс агрегации взвешенных в-вв при добавлении в сточные воды ВМС. Он позволяет снизить дозы коагулянтов и ускорить процесс сточных вод. Флокуляцию проводят для интенсификации процесса образования хлопьев Al(OH) 3 и Fe(OH) 3 . И увеличивают скорость их осаждения.

Г) Биологические методы очистки:

Применяются для обработки стоков, содержащих органические в-ва в растворенном и тонкодисперсном виде.

Аэробный метод:

Основан на использовании аэробных групп микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и темп-ра 20-40 0 . Аэробные процессы протекают в аэротенках (наполненных активным илом) и биофильтрах (сооружения с сыпучим материалом, на котором перед пуском вод создается активная биопленка, состоящая из микроорганизмов, водорослей, личинок насекомых). Эффективность очистки до 80%.

Биохимическая очистка вод в естественных условиях:

Протекает в почве или воде с участием естественных процессов. Почвенная очистка протекает на земледельных полях орошения, совмещенная с возделыванием с/х культур или без них (последнее- поля фильтрации). Биопруды – в них аэробная оксидация является процессом минерализации органики под действием бактерий, живущих в воде.

Твердые отходы и их переработка:

Отходы производства и потребления – остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшихся в процессе производства и потребления, а также продукция, которая утратила свои потребительские свойства.

Переработка отходов – технологическая операция или их совокупность, в результате которых из отходов производства 1 или несколько видов товарной продукции.

Методы переработки отходов разделяют на 2 группы: ликвидационные (свалки, полигоны) и методы, позволяющие полностью или частично использовать вторичные ресурсы .

Для переработки ТБО (твердые бытовые отходы) применяют:

1) Сжигание в печах при высокой температуре:

При сжигании образуется большое количество золы и газообразных соединений, в т.ч. токсичных, поэтому мусоросжигательные печи должны быть оснащены системой газопылевой очистки. Такие заводы рентабельны, если они попутно вырабатывают пар и электроэнергию.

2) Компостирование – получение органических удобрений при разложении растительных и животных остатков микроорганизмами. Для их приготовления используют навоз, помет птиц и ТБО. Наиболее совершенным считается процесс непрерывного компостирования во вращающемся барабане. Процесс протекает с выделением тепла, вследствие чего ТБО измельчивается до частиц 1-2-мм.

3) Пиролиз – процесс термического разложения отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива как с участием кислорода, так и без него.

Ресурсосбережение и комплексное использование сырья:

Речь пойдет о малоотходном и безотходном производстве (БОТ). БОТ – это такое производство, результаты которого при воздействии на ОС не превышают уровня допустимого сан-гиг. нормами. При этом по техническим, экономическим и организационным причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.

Безотходные технологии затрагивают не только производственный процесс, но и конечную продукцию, которая должна характеризоваться:

а) долгим сроком службы изделия и возможностью многократного использования;

б) простотой ремонта;

в) легкостью возвращения в производственный цикл или переведене в экологически безвредную форму.

Схема БОТ: спрос готовый продукт сырье.

Препятствия для организации БОТ: затраты энергии, износ материалов, их рассеивание в ОС.

Радикальны средства уменьшения количества отходов:

1. Создание новых и совершенно действующих технологий и схем (исп-е энергосбер. ламп);

2. Создание замкнутых газо- и водооборотных циклов;

3. Кооперирование предприятий, создание территориально производственных комплексов (ТПК), когда отходы одного предприятие являются сырьем для другого.

1.Цель, задачи, структура и содержание курса «Техногенные системы и экологический риск»

Понятие «Техногенный» означает возникший в результате технической и технологической деятельности людей, которая по смыслу не может быть бесцельной и бессистемной. В то же время техногенные системы представляют опасность для человека. Мера опасности выражается в степени риска. Слово «риск» обозначает возможную опасность либо действие наугад в надежде на удачный исход. В настоящее время, в большинстве случаев, под риском понимается - возможная опасность потерь, связанных со спецификой тех или иных явлений природы и видов деятельности человеческого общества. Бесчисленному множеству техногенных систем соответствует бесчисленное множество разновидностей риска. На урбанизированных территориях противоречия между потребностями человеческого общества и природной средой особенно обостряются, что приводит к возникновению и увеличению экологического риска, обусловленного как хроническим ухудшением состояния и качества окружающей среды, так и острыми разрушительными для

нее последствиями. Экологический риск может быть связан с любой технической системой и служит количественной мерой экологической безопасности жизненно важных интересов людей, поэтому задача оценки и управления таким риском во всем мире рассматривается как одна из

наиболее важных составляющих проблемы устойчивого развития.

Потенциальную опасность для человека представляют все природно-антропогенные системы, где циркулируют потоки энергии и перераспределяются активные химические и биологические компоненты, а также возникают такие изменения в составе и строении окружающей среды, которые способны угрожать жизни и здоровью людей. Поэтому любые виды хозяйственной деятельности должны иметь установленные федеральными и региональными законами

экологические обоснования, цель которых - доказать допустимость воздействий в рамках действующих нормативных экологических ограничений для качества основных компонентов окружающей среды, обеспечить предупреждение ЧС и минимизацию их последствий, создать условия для безопасного функционирования технических систем и сохранения здоровья людей. Теоретические основы курса «Техногенные системы и экологический риск» опираются на положения теории экологической безопасности, фундаментальными составляющими которой являются, наряду с теорией риска, устойчивость экосистем различного уровня иерархической организации, их индикаторный отклик на природно-климатические и антропогенные воздействия и закономерности восстановления биоты при компенсации угнетающих факторов или при снятии нагрузок. Немалое место занимают идентификация вредных воздействий, вопросы мониторинга и экологического нормирования.

Цель курса - формирование представлений о принципах создания, функционирования и безопасного развития главных разновидностей техногенных систем, их взаимодействия с природными геосистемами, величине и последствиях антропогенного воздействия на окружающую среду, усвоение приемов и методов количественного риск- анализа возможных негативных последствий как от систематических воздействий техногенных систем, так и воздействий, связанных с аварийными ситуациями.

В курсе дается представление об окружающей среде, изменяющейся под влиянием природных и антропогенных факторов, как систематического характера, так и при аварийных и катастрофических экстремальных их проявлениях. Оценка экологического риска раскрывается как методология количественного определения разнородных опасностей и основа прогнозирования опасного развития и принятия решений. Рассматриваются нормативно-организационные,

технологические и экономические методы обеспечения безопасности человека и окружающей среды.

Задачами освоения дисциплины являются:

 понимание о том, что мир техногенных опасностей познаваем и что у человека есть достаточно средств и способов защиты от них;

 ознакомление с уровнями допустимых воздействий, негативных факторов на человека и окружающую среду, научить оценивать негативные воздействия и последствия, возникающие при нарушении нормативных требований;

 понимание того, что анализ экологического риска должен охватывать все этапы – от создания до «захоронения» исчерпавшей себя технологии вплоть до устранения вредных последствий ее использования;

 обучение методам идентификации опасности антропогенного происхождения, методам качественного и количественного оценивания экологического риска, приемам анализа всей доступной и достоверной информации и сопоставления различных точек зрения в процессе принятия решений;

 ознакомление с методами прогнозирования развития и оценки последствий аварийных и чрезвычайных ситуаций;

 вооружение знаниями для принятия мер по ликвидации последствий аварий, катастроф.

Современная научно-техническая революция значительно усложняет взаимоотношения между обществом, производством и природой. Современные масштабы производственной деятельности, объемы которой удваиваются каждые 15 лет, обусловливают изменение качества природной среды и ее ресурсов. Многие результаты производственной деятельности имеют отрицательное воздействие на природную среду: загрязнение воздушного и водного бассейнов, почвы, тепловое загрязнение, повышенный уровень шума, ионизирующего излучения и многое другое. Подход к решению данной проблемы состоит в том, чтобы определить пределы устойчивости биосферы, равновесия природных систем, выявить основные аспекты влияния хозяйственной деятельности человека на естественные процессы в биосфере и предотвратить их негативное влияние.

В результате хозяйственной деятельности человека формируются своеобразные нообиогеоценозы. К ним относятся технобиогеоценозы, создаваемые в процессе развития промышленных предприятий; агроценозы, создаваемые в результате сельскохозяйственной деятельности; урбабиогеоценозы - образуются в результате строительства городов, поселков, транспортных коммуникаций.

Нообиогеоценоз в отличие от биогеоценоза включает в себя дополнительное, равноправное сообщество, называемое нооценозом. Нооценоз - это совокупность сообществ людей, средств труда и продуктов труда.

Для удовлетворения своих материальных потребностей и обеспечения жизнедеятельности общество должно создать средства существования. Эту роль выполняют средства труда, посредством которых общество взаимодействует с природой. Результатом этого взаимодействия являются продукты труда. Поскольку основным процессом, определяющим взаимодействия общества и природы в техногенных системах является процесс труда, наибольшее внимание при изучении взаимоотношений в системе «общество - природа» должно уделяться технологическим процессам и тем изменениям, которые они вызывают в природной среде.

При появлении в структуре экологической системы объектов промышленного производства, оказывающих влияние на ее функционирование, возникает новая искусственная экологическая система, называемая природно-промышленной или техногенной системой.

Создание природно-промышленных систем или техногенных систем должно основываться на экологических знаниях. Если основой нообиогеоценоза служит биогеоценоз, то элементы нооценоза должны подбираться таким образом, чтобы они вписывались в те круговороты веществ и энергий, которые существуют в данном регионе в природе и не привели к гибели биогеоценозов и деградации окружающей среды.

В структуру техногенной системы входят относительно устойчивые и самостоятельные, функционирующие как единое целое на основе определенного типа обмена веществом, энергией и информацией промышленные, коммунальные, бытовые, природные, аграрные и др. объекты.

Границы техногенной системы определяются границами зоны влияния промышленных предприятий, входящих в систему, на окружающую среду.

Главным компонентом техногенной системы, определяющим направление деятельности и характер ее воздействия на окружающую среду, является ее промышленное звено. В структурной схеме промышленного звена выделяются объекты основного производства, предприятия вспомогательного производства, объекты энергетики, организации по строительству и реконструкции действующих промышленных предприятий.

Продукцией промышленного звена считается вся продукция, которая отправляется за пределы природно-промышленного комплекса, а также предназначенная для удовлетворения собственных нужд и поддержания заданной продуктивности системы. К продуктам промышленного звена относятся и отходы производства: газообразные, жидкие, пылевидные промышленные выбросы, тепловые потоки и шум, загрязняющие окружающую среду.

Вспомогательные производства включают в себя организации, деятельность которых связана с обслуживанием основного производства. В него входят ремонтно-механическая база, промышленный транспорт, склады готовой продукции, сырья и оборудования, а также предприятия, обеспечивающие строительство новых и реконструкцию действующих основных предприятий, энергетических объектов, транспортных магистралей.

Коммунально-бытовое звено обеспечивает жизнедеятельность людей, занятых в промышленности и на предприятиях по производству сельскохозяйственной и другой продукции природно-промышленного комплекса. Основными объектами этого звена являются: селитебная зона, предприятия питания, торговли, медицинские учреждения, общественный транспорт, культурные и учебные заведения, рекреационные объекты (парки, стадионы, пляжи и т.д). Продукцией коммунально-бытового звена считаются продукты, потребляемые населением, а также отходы и выбросы коммунально-бытовых предприятий.

Основная особенность экологической системы, в составе которой функционирует природно-промышленный комплекс, состоит в том, что практически все компоненты этой системы находятся под постоянным воздействием промышленных предприятий и испытывают на себе их влияние. Сельскохозяйственные, лесные и другие угодья, расположенные на территории техногенной системы, как правило, снижают свою продукцию, а иногда полностью деградируют. В этой связи наиболее рациональным является выделение под промышленные комплексы неплодородных земель.

На территории природно-промышленных комплексов страдает и качество сельскохозяйственной продукции. Это происходит потому, что определенная часть промышленных выбросов может вовлекаться в естественный круговорот веществ природных сообществ и попадать в организм человека, который является звеном в экологической цепи. Поэтому сельскохозяйственные угодья, расположенные на территории промышленных комплексов, должны оцениваться не только по продуктивности, но и по качеству получаемой продукции.

В экологическом аспекте особо важно определить пути распространения выбросов и отходов производства в экологической системе, выявить их долю в общем круговороте веществ, оценить качественные и количественные изменения, происходящие в природных объектах, провести экспертную оценку воздействия различных технологий на окружающую среду и выбрать наиболее целесообразные с этих точек зрения.

Особая роль в решении этих задач принадлежит инженерной экологии, которая определяет интенсивность взаимодействия техногенной системы с окружающей средой, степень его рациональности и комплексности. Инженерная экология, используя специальные методики, представляет сложную научно-техническую информацию о состоянии природно-промышленной системы, ее границах, степени влияния собственно на природную среду, перспективах ее развития.

Исходное сырье перерабатывается в целевую продукцию - 12%, основная масса сырья 88% - в материальные и энергетические отходы.

Таким образом, современные технологии производят в основном отходы. При этом возникают проблемы социально-экологического и экономического характера:

Истощение природно-ресурсного потенциала невозобновимого и

возобновимого характера:

Интенсивное загрязнение окружающей среды;

Нарушение рационального природопользования, угнетение и загрязнение экосистем, биоты;

Деградация биосферы, снижение иммунной системы, ухудшение здоровья человека;

Сохранение природно-ресурсного потенциала планеты в сочетании с

интенсивным ростом популяции, демографическим взрывом планеты.

Пути решения проблемы:

Ужесточение нормативно-правовой и законодательной базы по обеспечению экологической безопасности техногенных систем на региональном, федеральном и международном уровнях;

Экологическое аудирование техногенных систем и менеджмент охраной

окружающей средой;

Эффективные способы защиты окружающей среды;

Утилизация материальных и энергетических отходов;

Внедрение водооборотных систем, охлаждение материальных потоков без использования охлаждающей воды;

Повышение коэффициента полезного действия техногенных систем.

50. Опасность и риск. Допустимый и пренебрежимый экол. риск. Оценка экол. риска. Управление риском . Опасность и риск – это 2взаимосвязанных и взаимозависимых понятия. Харак-ют общественные отношения и поэтому должны рассматриваться как понятия эконом, соц, полит., эколог. Опасность и риск проявляются в опред-х ситуациях и для их оценки обяз-на целевая установка, направленная на решение поставленной задачи. Опасность – угроза чего-либо неблагоприятного, способного нанести вред, поэтому опасность носит потенциальный характер и прежде чем принять меры к ее устранению, нужно ее идентифицировать, установить колич., временные и пространственные и др. характеристики, которые необходимы и достаточны для разработки профилактических и оперативных меропр-й, направ-ных на обеспечение деятельности человека и общества в целом. Т.о., термин опасность описывает возможность осуществления некоторых условий технич., эконом., соц., природ. характера, при наличии которых могут наступить неблагоприятные события (прир. катастрофы, техн. аварии, экон. кризис). Опасность – такая ситуация, которая постоянно присутствует в ОС и челов. обществе, которая способна в определенных условиях привести к реализации неблагоприятного события в ОС. Реализация опасности – это случайное явление, и ее возникновение можно охаракт-ть вероятностью этого явления. Риск оцениваем с учетом возможных проявлений или последствий этой опасности. Риск – количественная мера опасности с учетом ее последствий. Опасность причины и нежелательные последствия это цепочка – путь реализации потенц. опасности в реальном ущербе. Оценка риска должна быть связана с оценкой ущерба. Чем>ожидаемый ущерб, тем>опасность риска. Чем>вероятность опасности, тем>риск. Поэтому риск может быть определен как произведение вероятности на величину ожидаемого ущерба: R=P*Z. Ущерб – это фактические или возможные соц. или экон.потери общества, а также ухудшение состояния ОС. Ущерб бывает соц, соц.-экон., эконом.,эколог. Виды риска: 1. риски, угрожающие безопасности людей; 2. угрож. здоровью; 3. угрож. состоянию ОС; 4. угрож. общественному благосостоянию; 5.финансовый риск. Подразделение рисков условное. Виды перечисленных рисков имеют непосредственное отношение к эколог. риску. Эколог. риск – совокупность рисков, угрожающих состоянию среды обитания и общественному благосостоянию. Эколог. риск и эколог. опасность находятся в сфере взаимодействия общества и природы, и критерием является связь человека с природой. И основой этих отношений чел. и прир. Служат экол-кие факторы, которые подразделяются на события и действия. Приемлемый (допустимый) риск . Уровень допустимого риска обосновывается исходя из эконом. и социальных соображений, что означает: уровень риска от факторов опасности, обусловленных хоз. деят-ю, должен быть такой величины, при которой выгоды в соц. и материальной среде, превышают потери от этого риска. Т.о., главное внимание при определении эколог. риска должно быть направлено на анализ соотношения вредных эколог. последствий и колич. оценки суммарного эколог. воздействия и отдельных его компонентов. Оценка риска во многих странах становится основой стандартов и нормативов. При оценке риска различают 2вида: соц. и индивид-ный . Соц. харак-ет возможные аварии на техногенных системах, которые вызывают тяжелые последствия. Индив. риск определяется вероятностью экстремального случая и рассчитывается для всей жизни человека или 1года. В больш-ве стран устанавливается стандарт на эколог. риск исходя из такого нижнего теорет-го предела индив. риска, который можно считать пренебрежимо малым. Пренебрежимо малый риск – если его уровень в силу своей малости не может быть выявлен на фоне уже имеющихся рисков (малая вероятность гибели человека от природных факторов). Индив. риск в пределах не>10 -6 за год. Мах допустимый уровень в России для населения 5*10 -5 ; для работающего персонала 10 -3 в год. Критерий мах допустимого уровня риска используется в качестве основного критерия в процессе управления эколог. риском. Вся задача управления риском сводится к снижению для пренебрежимо малого. Оценка риска – научный анализ его генезиса, определение степени опасности в конкретной ситуации, которая должна характеризовать вероятность наступления опасности и негативных последствий этого события. В 80г. было предложено 3варианта оценки риска: -чрезвычайный, который определяет потенц. причину проблемной ситуации и намечает меры по их предотвращению; -спец., заключается в экспресс-анализе текущей обстановки для предотвращения ЧС; -общий, предусматривает полное или частичное обследование предприятия, выявление основных проблем его развития, подсчет объема выбросов и сбросов и в определении практических мер по их предотвращению. Основные процедуры оценки риска:1)выявление опасностей, установление источников и факторов риска зон и объектов потенц. воздействия, формы этого воздействия; 2)выявление объектов и зон потенц. негативного воздействия;3)определение вида воздействия факторов риска на объекты и степень его опасности; 4)анализ воздействия факторов риска на население и ОС (стандарты);5)оценка подверженности; 6)полная характеристика риска. Оценивать эколог. риск и опасность, можно лишь применив матем. подход (теория принятия решений, основой которой является метод деревьев). Колич. оценка риска: испол-ся критерий ЭМБИ (вероятность 1смерт. случая в год); LLE – величина показывает, на какой срок укорачивается жизнь человека от какого-либо риска; Риск от дозы токсикантов – социальный риск от веществ, нах-ся в воздухе, пище, воде. Управление риском в основу положена методика сравнения затрат на снижение риска и выгод от этого снижения. Любой вид, сопряженный с риском, приемлем, если польза которая будет получена при достижении поставленной цели будет явно превышать сумму всех негативных последствий и эколог. риск может считаться оправданным, если будут отвечать след. неравенству: R<(V-W-Y)/a; R-эколог. риск; V-полный доход; W-затраты на основное производство; Y-затраты на снижение риска до допустимого уровня; a-цена риска. Эта концепция преобладания пользы над издержками яв-ся первым принципом обоснованности эколог. риска. Подходы к управлению риском : 1)борьба и предотвр-е самого опасного явления, оптимизация соц-экон. условий, снижение уязвимости населения; 2)меры, ограничивающие прир. бедствия, которые связаны с антропогенным воздействием. Управление риском и удержание его на приемлемом уровне начинается с принятия предупредительных мер. С пом. них можно уменьшить подверженность терр-й хоз. объектов негативным воздействиям прир. бедствий, снизить материальный ущерб. Для управления требуется соблюдать след. приоритеты: 1)изучение наиболее важных факторов экол. риска, которые могут влиять на выживание человечества (демогр, экон., соц, полит, гуман, факт.); 2)необходимо установление допустимых порогов риска, нарушение которых может привести к глоб. угрозе жизни чел. и общества; 3)разработка способов раннего распознавания и оценки опасности каждого из видов риска и существующей связи между ними; 4)обеспечение доступности всех данных и рекомендаций для всех лиц и орган-ций. Экон.методы управления риском: страхование ч-ка, недвижимости, эколог. страхование, денежная компенсация ущерба и платежи за риск.

51.Основные типы источников загрязнения ОС. Критерии оценки эколог-го состояния ОС. Наиболее опасными являются:1)производство энергии. Основ ист-ом энергии в мире в наст.вр является тепловая энергия, получаемая сжиганием угля, нефти, газа. Для ТЭС хар-но хим-ое и теп-ое загрязнение. При неполном сгорании топлива происходит накопление большого кол-ва золы, канцерогенов, оксидов серы. Кроме загрязнения атмосферы происходит загряз. водных объектов сточными водами. 2)металлургическая пром-сть(чер и цвет) относится к самой загрязняющей отрасли нархоза(34%газообразные, 26%твердые, 40%жидкие). Концентрация вредных вещ-в как в атмо в р-не металлургич. предприятий, так и сбрасываемые ими в водоемы значительно превышают нормы. Цвет металл. Сбрасывает более токсич. реагенты(цианиды, нефтепродукты, соли тяжелых ме). Происходит загрязн-е почв, под-х вод, гидросферы. 3)хим, нефтехим., ЦБК. Яв-ся одними из осн-х загрязнителей воздушного бассейна. Выбрасывают углек.газ, оксидС, сернистый газ, соединения азота, углеводороды, мышьяк, ртуть – в атмосферу; в воды – фенол, нефть, нефтепрод., органич.вещества; в почву – тяжелые ме, сульфаты. 4)транспортно-дорожный комплекс, связь. Самыми вредными яв-ся асфальтово-бетонные заводы кустарного произв-ва (канцерогены), где отсутствуют очистные сооружения, также цементные заводы (твердое загр.). транспорт яв-ся источником вредных вещ-в (выхлопные газы), также шумового загр. (жд, воздушный). Связь – электромагн. излучение. 5)С/х и лесное. Отрасли, связанные с ПС. Внедрение техники, использование механизации приводит к загр-ю выхлопными газами, мех. воздействие ведет к уплотнению и разрушению структуры почвы, применение удобрений, ядохимикатов, мин. веществ приводит к изменению в растит и животном мире, что приводит к мутации и исчезновению видов. 6)Военнопромыш. комплекс. особенно сильное негативное воздействие оказывает в военное время и на испытательных полигонах, требуют больших пространств, много сырья на вооружения, боеприпасы, сооружения. Критерии оценки экол. состояния о.с. Поскольку антропогенное воздействие на природу часто влечет за собой негативные последствия, то возникает необходимость оценки меры их опасности для жизни и деятельности чел-ка. В этом случае оценка рассматривается как способ выявления степени благоприятности или не благоприятности изменений прир систем с точки зрения тех или иных потребностей человеческого общества. Отсюда оценка экологического состояния – это соотнесение последствий изменения свойств прир-х систем с состоянием (или требованиями) субъекта. По сп-ам выражения различают экон-ую и внеэк-ую оценки. Под экон-ой оценкой понимается стоимостное выражение последствий хоз-ой деятельности чел-ка (затраты на охрану природы, расходы, связанные с сохранением здоровья и т.п.). Внеэкономическая оценка представляет собой оценку изменения кач-ва прир среды, выраженную в любой форме, кроме стоимостной. Она м б кол-ой и кач-ой, определяться в абсолютных показателях или усл-х величинах (например, в баллах) и охватывать прежде всего соц-ые, медико-географ-ие и биол-ие последствия хоз-ой деятельности чел-ка.Критерии оценки можно разделить на прир-е и антроп-ые, компонентные (частные) и комплексные (интегральные), кол-ые и кач-ые. Они должны выражать наиболее существенные признаки состояния гео- и экосистем. В кач-ве критериев оценки состояния последних м б использованы показатели изменений их структуры и признаки свойств отдельных компонентов систем. В наст вр в практике оценочных исследований чаще всего применяются нормативные показатели – санитарно-гигиенические и экол-ие критерии.Ключевым моментом санитарно-гигиенического нормирования является нахождение максимально недействующих доз (МНД) и минимально действующих доз (МДД). ПДК – это мах концентрация вещ-в, не влияющая отрицательно на здоровье людей настоящего и последующих поколений при воздействии на организм чел-ка в течение всей его жизни. ПДВ – это мах объем вещ-в в единицу вр, к-ый не ведет к превышению ПДК в сфере влияния данного источника загрязнения. Степень загрязнения ПС принято оценивать по кратности превышения ПДК и ПДВ, классу опасности (токсичности) веществ, допустимой повторяемости концентраций заданного уровня, кол-ву загрязняющих вещ-в. В случае одновременного присутствия нескольких загрязняющих вещ-в используются так называемые суммарные показатели. Экологические критерии – это структурно-функциональные показатели гео- и экосистем, характеризующие их естественное или измененное состояние. В кач-ве экол-их критериев могут применяться разные показатели, в т.ч. экологические нормативы – макс величины нагрузок на гео- и экосистемы, при к-ых их основные структурно-функциональные характеристики не выходят за пределы естественных изменений. Они призваны определить область и границы допустимого состояния ПС и дозволенного воздействия на их со стороны чел-ка. Среди экологических критериев выделяют компонентные и комплексные критерии. 1ые, используемые для оценки состояния и изменения отдельных компонентов природы (воздуха, вод, почв), достаточно репрезентативно характеризуют состояние ПС. Особое место в этом ряду занимают биоиндикаторы – виды и сообщества живых организмов (чаще всего растений), по состоянию к-ых можно судить о состоянии ПС. К комплексным экол-им критериям относятся показатели, характеризующие гео- и экосистемы в целом. Они м б получены на основе интеграции компонентных критериев или путем нахождения общесистемных индикаторов.

52. Мероприятия и методы защиты ОС от загрязнений Защита атмос-ры. Основные меропр-тия: замена вред в-в в пр-ве безвредными или менее вред; очистка сырья от примесей (удаление S из топлива); замена сухих способов мокрыми; прерывистых процессов – непрерывными; оборудование местного отсоса и очистка собранного в-ха. Очистка в-ха от пыли и капельных выбросов . Применяют различ. пыле-туманоулавливающие ап-ты и системы.1).В сухих пылеул-лях взвешенные ч-цы отдел-ся от воздушного потока за счет силы тяж, инерции и центробеж.сил. Это пылеосадочные камеры, циклоны, ротационные, радиальные, жалюзийные пыле-тели. 2)Мокрые ап-ты высокоэф-ны,достигается контакт запыленного потока с жидкостью в виде капель или пленки. 3) Фильтры-ап-ты фильтрования запыленных газов чз пористые перегородки-ткани, волокна, насыпные слои. Электрофильтры – осаждение ч-ц под д-ем электр.сил.Высок эф-ть, универ-ть. Очистка выбросов от газообразных примесей .(оксиды S,N,C, H2S, аммиак). 1.Метод абсорбции – на поглощении вред в-в жидким поглотителем- абсорбентом. 2.Хемосообции - поглощение газов и паров твердым поглотителем с образованием малолетучих/малораствор-х х.соед. 3. Адсорбции – на селективном поглощении вред газов твердым сорбентом, имеющими микропористую стр-ру. 4 Термический метод – на высокотемпературном сжигании вред примесей, содер-ся в технологических вентиляц-х/др выбросах. Важное место в системе мероприятий по охране атмос в-ха играют планировоч мероприятия. Предприятие на ровном возвышенном месте, хор продуваемом ветрами. Располож-е за чертой насел пунктов с подветрен стороны от жил массивов. Очистка сточных вод. Механичес методы 1.процеживание – выделение крупных включений на решетках шириной зазоров не более 16 мм. Собранные отбросы – в дробилки – попадают в отстойники. Песколовки улавливают минер примеси для избежания износа оборудования. 2. Отстаивание – для выделения взвешен и плавающих ч-ц. Раздел-ся на первич –для выдел взвесей и плав ч-ц, и вторичные –разделяется иловая смесь и отработанная биопленка с очищенной жид-ю. 3.Фильтрование - закл этап, для более полного извлечения ч-ц активного ила или биопленки. Ф-ры безнапорные, напорные. Фильтр.материал –ткани. Сетки, орг и минер зернистые загрузки. Химические методы 1.Нейтрализация. цель –сбалансировать кол-во ионов Н и ОН. Целесообразное мероприятие – объед-е кислых и щелочных стоков, но не водооьведение по единой сист трубопроводов. Для нейтрализации кислых вод применяют щелоч.агенты- известь., каустичес и кальцинир сода, аммиачная вода. Для щелочных – серную, соляную, азотную кислоты. 2. Окисление-восстановление. Окислительный м-д примен для очистки пром сточ вод от токсич цианидов, сульфидов, фенолов. Реагенты – хлор и его производные. Восстановит м-д – для очистки от нитритов, нитратов. Хроматов, сульфатов. Восстановителями выступают окисленные переменновалентные эл-ты, содер-ся в сульфитах, сульфидах. 3.Физ-химич методы . 1.Коагуляция - пр-с укрупнения коллоид ч-ц за счет э/стат сил межмолек вз/д-я. Коагулянты – алюмо- и железосодержащие. 2. Флокуляция - пр-с объед ч-ц в рыхлые хлопьевидные агрегаты. Применяют активир-ю кремнекислоту. 3. Флотация – выделение из воды в пенный слой взвешенных и эмульгированных загрязнений за счет пузырьков газа. 4. Абсорбция - пр-с перехлдв раствор в-ва из жидкости на повер-ть ТВ.сорбента. 4. Биохимический метод. – на спос-ти м/о использовать для питан растворен-е и коллоид орг соед-я + некотор неорг соед-я (соед N, P, S). Наиболее экологич чисТЫЙ. Аэробная очиста может вестись в естественных (поля орошения, биол пруды) и искус условиях (аэротенки, биофильтры). Поля орошения орошают сточ водами, идет усвоение биоген в-в стока и перевод их в биомассу растений. Когда не выращиваются раст – это поля фильтрации . Биолог пруды- применяют для глубокой очистки городских, производ-х вод, содер-х орг в-ва, это каскад прудов чз котор с небол скор.протек вода, освоб-ясь от загрязнений под возд-м зоо- и фитоплнктна, фотохим.реакций, донных отложений.

Аэротенки - сооруж-я имеющие большие пов-ти, на к-х закреплена живая биомасса. Биофильтры – негерметич емкости, заполненные различной загрузкой (щебень, гравий, керамзит), на пов-ти развивается очищающая сточную воду биопленка. Режим подачи исход воды на фильтр – 2-3 мин через 5-8 мин. Вода прох сверху вниз, на пленку сорбир-ся раствор и взвеш в-ва. Воздух для ж/деят м/л поступает снизу вверх за счет естес тяги или принудит-но. Эффект очистки 85-90%, углеродсодержащие в-ва в этих соор-х минерализуются до остаточных конц-ций и в них нач-ся нач.стадия нитрификации.

Человечество в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям с помощью прямого или косвенного воздействия преобразует биосферу в техносферу. Для того, чтобы обеспечить свою безопасность на протяжении веков люди создавали особую, искусственную среду обитания - ТЕХНОСФЕРУ: защищаясь от непогоды - строили дома и шили одежду и обувь; защищаясь от голода - развивали сельское хозяйство и его основу сельхозтехнику; защищаясь от болезней - искали новые более эффективные лекарства и методы лечения; защищаясь от действия электрического тока - придумали электробезопасность; защищаясь от опустошительных пожаров - разработали систему пожарной безопасности. В результате активной деятельности человека по созданию искусственной среды обитания, развитию производства и энергетики, т.е. техногенной деятельности прежняя биосфера во многих районах Земли была разрушена, и возник новый тип среды обитания – техносфера.

Человек с самого начала своего появления на земле вынужден был бороться с внешними природными опасностями, создавая для этого свою техносферу: промышленность, транспорт, энергетику, коммуникации и т.д. Но у техносферы есть собственные законы развития, действие которых все чаще приводит к нежелательным результатам - к поражению людей и материальным потерям. Техносфера, первоначально созданная для защиты человека от внешних опасностей, сама все более и более становится источником опасности. Созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворить его потребности в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. Условия производственной и городской среды оказались далеки по уровню безопасности от допустимых требований.

Техносфера - регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям (техносфера - регион города или промышленной зоны, производственная или бытовая среда).

Важной составляющей техносферы является производственная среда – пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека.

К новым, техносферным, относятся условия обитания человека в городах и промышленных центрах, производственные, транспортные и бытовые условия жизнедеятельности. Практически все урбанизированное население проживает в техносфере, где условия обитания, существенно отличаются от биосферных прежде всего из-за повышенным влиянием на человека техногенных негативных факторов.

Человек и окружающая его среда (природная, производственная, бытовая) в процессе жизнедеятельности постоянно взаимодействуют друг с другом. Следует иметь в виду, что деление окружающей среды на производственную, бытовую и природную сферы весьма условно. Один и тот же фактор, в зависимости от конкретных условий, может быть бытовым, природным или производственным.

Одним из источников экологических бедствий являются техногенные аварии и катастрофы, так как при них, как правило, происходят наиболее значительные выбросы и разливы загрязняющих веществ. Зонами наиболее высокого риска загрязнения окружающей среды вследствие техногенных аварий и катастроф являются промышленные районы, а также крупные города и мегаполисы. Крупнейшие аварии и катастрофы, произошедшие в последние десятилетия в России и за рубежом, наряду с гибелью людей, огромным материальным ущербом, как правило, причиняли невосполнимый ущерб окружающей природной среде, экологическим системам ряда регионов и территорий. Экологические последствия техногенных аварий могут проявляться годами, десятками и даже сотнями лет. Они могут быть разнообразными и многогранными. Особенно опасными являются аварии на радиационно опасных объектах.

Результат взаимодействия человека со средой обитания может изменяться в очень широких пределах: от позитивного до катастрофического, сопровождающегося гибелью людей и разрушением компонент среды обитания.

Техника (oт греч. techne - искусство, мастерство, умение) - совокупность средств человеческой деятельности, созданных для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества. В технике материализованы знания и производственный опыт, накопленные человечеством в процессе развития производства. Техника облегчает трудовые усилия человека и увеличивает их эффективность, позволяет преобразовывать природу в соответствии с потребностями общества. По мере развития производства техника последовательно заменяет человека в выполнении технологических функций, связанных с физическим и умственным трудом. Средствами техники пользуются для воздействия на предметы труда при создании материальных и культурных благ, для получения, передачи и превращения энергии, исследования законов развития природы и общества, передвижения и связи, сбора, хранения, переработки и передачи информации, управления обществом, обслуживания быта, ведения войны и обеспечения обороны.

По функциональному назначению различают технику производственную, военную, бытовую, медицинскую, для научных исследований, образования, культуры и др.

Основную часть технических средств составляет производственная техника , к которой относятся машины и механизмы, инструменты, аппаратура управления машинами и технологическими процессами, а также производственные здания и сооружения, коммуникации и т. д.

Технику обычно классифицируют по отраслевой структуре производства (например, промышленности, транспорта) или применительно к отдельным структурным подразделениям производства. Например, техника авиационная, мелиоративная, энергетическая, химическая, горная и т.п.

Техника все в большей мере становится материализацией научных знаний. Развитие техники выражается в создании новых и усовершенствовании существующих типов машин, оборудования, повышения технического уровня производств, процессов, их комплексной механизации и автоматизации, в создании новых материалов, топлива и преобразователей энергии и т.п.

Исторически техника прошла путь развития от примитивных машин, выполняющих одну операцию до сложнейших автоматических машин современного производства, объединенных в единое целое - систему, имеющую соответствующую структуру и направленную на достижение определенных целей.

Под технической системой (объектом) понимается упорядоченная совокупность отдельных элементов, связанных между собой функционально и взаимодействующих таким образом, чтобы обеспечить выполнение некоторых заданных функций (достижение цели) при различных состояниях работоспособности.

Объектами могут быть различные системы и их элементы, в частности: сооружения, установки, технические изделия, устройства, машины, аппараты, приборы и их части, агрегаты и отдельные детали.

Упорядоченность означает, что относительно окружающей среды система выступает и соответственно воспринимается как нечто функционально единое.

Признаком системы является структурированность, взаимосвязанность составляющих ее частей, подчиненность организации всей системы определенной цели.

Обязательным компонентом любой системы являются составляющие элементы (подсистемы) и само понятие элемента условно и относительно, так как любой элемент, в свою очередь, всегда можно рассматривать как совокупность других элементов.

Поскольку все подсистемы и элементы, из которых состоит система, определенным образом взаиморасположены и взаимосвязаны, образуя данную систему, можно говорить о структуре системы. Структура системы - это то, что остается неизменным в системе при не изменении ее состояния, при реализации различных форм поведения, при совершении системой операций и т.п.

Любая система имеет, как правило, иерархическую структуру , т.е. может быть представлена в виде совокупности подсистем разного уровня, расположенных в порядке постепенности. При анализе тех или иных конкретных систем достаточным оказывается выделение некоторого определенного числа ступеней иерархии.

Системы функционируют в пространстве и времени . Процесс функционирования систем представляет собой изменение состояния системы, переход ее из одного состояния в другое. В соответствии с этим системы подразделяются на статические и динамические .

Статическая система - это система с одним возможным состоянием. Динамическая система - система с множеством состояний, в которой с течением времени происходит переход от состояния в состояние.

С позиций безопасности задачи исследования технических систем заключаются в том, чтобы увидеть, каким образом элементы системы функционируют в системе во взаимодействии с другими ее частями и по каким причинам может произойти отказ, грозящий негативными последствиями для окружающей среды.

риск

«Риск»("risk") означает вероятность возникновения конкретного эффекта в течение определенного времени или при определенных обстоятельствах.

В глоссарии Американского Агентства Охраны Окружающей среды (US Environmental Protection Agency – EPA) дано следующее определение риска: «Риск – есть вероятность повреждения, заболевания или смерти при определенных обстоятельствах».

В проекте словаря Организации экономического сотрудничества и развития и Международного проекта химической безопасности (Словарь, 1998) дано следующее определения риска: Риск (risk) – вероятность неблагоприятного влияния данного агента в данных обстоятельствах на организм, популяцию или экосистему.

«Риск – вероятность причинения вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений с учётом тяжести этого вреда» (ст. 2 Федерального закона РФ «О техническом регулировании» № 184-ФЗ от 27 декабря 2002 г.).

Данное определение интегрирует несколько разноплановых понятий о риске (причинение вреда здоровью граждан, причинение вреда окружающей среде, повреждение имущества), что соответствует совокупному риску.

Общее понятие риска включает в себя два четко различимых компонента:

Частоту (F) ожидаемого нежелательного события или аварию. Частота выражается числом событий в единицу времени, например: 20000 дорожно-транспортных происшествий в год.

Последствия (C), которые являются мерой серьезности аварии. Последствия могут быть выражены различными способами, в зависимости от вида анализа. Типовым выражением последствий аварии можно считать гибель человека или конкретного числа людей.

Риск часто выражается через частоту аварий со смертельным исходом (FAR - Fatal Accident Rate). Показатель FAR отражает количество смертельных исходов в течение 10 8 часов воздействия вероятных аварийных факторов на здоровье человека. Так, если для некоторого предприятия показатель FAR равен 8.0, это означает, что из 1000 мужчин и женщин, работающих на этом предприятии всю трудовую жизнь (например, 50 лет), при режиме работы в течение 50 недель в год (2 недели отпуск) и 40 часов в неделю, восемь могут погибнуть из-за аварии. Возможно, что эти восемь человек погибнут в результате одной аварии, а возможно – за весь указанный период.

По степени влияния на жизнедеятельность человека, жизнеспособность (финансовое состояние) организации различают следующие виды риска:

Пренебрежимый (меры защиты принимать не требуется);

Приемлемый (принимаются меры контроля и защиты на основе принципов

обоснования и оптимизации);

Чрезмерный (деятельность с указанным уровнем риска не допускается).

По объекту рассматривают риски:

Для жизни и здоровья людей - индивидуальный;

Для общества - социальный;

Для функционирования и развития (благосостояния, жизнеспособности) организаций как социально-экономических систем - предпринимательский, экономический;

Для государства - стратегический;

Для окружающей природной среды как условия развития человечества - экологический риск (связан не с одномоментным ущербом, а с долговременными изменениями среды обитания, приводящими к негативным последствиям для населения и человечества в целом).

По местоположению источника опасности относительно объекта различают риски:

Внешние;

Внутренние.

По субъекту (причине или источнику) различают риски:

Природа (включая космос) - природные;

Техносфера - техногенные;

Общество - социальные;

Экономика (бизнес) - предпринимательские, экономические.

По причине возникновения различают риски, связанные с:

Опасными явлениями;

Возможными реализациями (сценариями) негативных тенденций развития;

Нестабильностью условий деятельности организации, приводящей к отклонению фактического результата деятельности от ожидаемого, к ошибочным решениям в рисковых ситуациях.

Экстенсивный характер развития промышленности и сельского хозяйства, отсталые технологии, несовершенное природоохранное законодательство привели многие регионы к деградации природных систем. Решение экологических проблем в настоящее время уже невозможно на основе проведения лишь природоохранных мероприятий. Экономика большинства регионов России в значительной мере определяется добычей, переработкой и вывозом сырья — в первую очередь нефти, газа, угля, различных металлических и неметаллических полезных ископаемых. В связи с этим неизбежно возрастающее техногенное воздействие на природную среду, в результате чего происходит замена природных экосистем природно-техногенными.

Восстановление уже в различной степени нарушенных природных экосистем в настоящее время невозможно, однако необходимо смягчить последствия техногенного воздействия и предотвратить сползание ряда регионов к экологической катастрофе. Для этого в числе важнейших мер необходимы разработка и реализация государственной программы рационального природопользования, учитывающей природную и хозяйственную специфику каждого региона. Научной основой такой программы должна быть систематизация знаний о закономерностях взаимодействия геосфер и биосферы между собой и с техносферой, для чего требуются фундаментальные обобщения и синтез данных всех наук о Земле.

Это совершенно новая проблема, так как мировая наука, в том числе геология, развивалась по пути дифференциации. Лишь в ХХ в. возникли «пограничные» научные дисциплины — геохимия, биогеохимия и т.д. В первые десятилетия ХХ в. на основе изучения горно-промышленных районов В.И.Вернадский, А.Е.Ферсман и их последователи отметили важнейшую роль технически вооруженного человека в преобразовании природы и его воздействии на все сферы Земли. Были сформулированы представления о техногенезе, о производственной деятельности человеческого сообщества как планетарной геологической силе, сравнимой по последствиям ее воздействия с основными природными процессами.

За последние десятилетия в различных отраслях наук накоплен огромный материал по техногенному воздействию на природную среду, наметился явный синтез наук о Земле в русле общей «экологизации» наук и технологий.

Природно-техногенные системы — совокупность природных объектов и инженерных сооружений, взаимодействующих с окружающей средой.

Техногенез — совокупность процессов, связанных с производственной деятельностью человека и активно влияющих на все компоненты окружающей и геологической среды. Наиболее интенсивно воздействуют на изменение параметров геологической среды геохимические, физико-механические, гидрогеологические, геоморфологические и инженерно-геологические процессы и явления.

Техносфера — часть биосферы, коренным образом видоизмененная человеком с преобразованием природных экосистем в природно-техногенные и собственно техногенные системы.

Область активной жизни, включающей в себя нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, называемой биосферой, представляет собой целостную, сложную, динамическую систему, в которой живые организмы и среда их обитания органически связаны друг с другом и взаимодействуют между собой.

Термин «биосфера» введен Э. Зюссом в 1875 г., а учение о биосфере создано русским биохимиком В. И. Вернадским в 1926 г.

В результате длительной эволюции пределы биосферы ограничены условными границами абиотических факторов существования живых организмов:

– диапазон температур от -250 до +160 «С;

– диапазон давлений от 10 –3 до 3* 10 – 3 атмосфер;

– нижняя граница в воде - примерно на глубине 10 км;

– нижняя граница в литосфере-на глубине до 2 км;

– верхняя граница в атмосфере - до озонового слоя.

Экологические системы (экосистемы), представляющие собой совокупность различных видов растений, животных и микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей средой, являются, с другой стороны, функциональными подсистемами биосферы, которые могут сохраняться неопределенно долгое время при условии соответствующих биотических и абиотических факторов.

Одним из условий устойчивого равновесия экосистем является относительное постоянство этих факторов или, по крайней мере, их изменение в пределах, не превышающих скорости адаптации живых организмов. Например, суточные, сезонные, многолетние колебания биотических и абиотических факторов не выходят за пределы лимитирующих, т.е. колебания температуры, давления, состава воздуха, сезонные изменения биомассы флоры и фауны и т.п. не выходят из границ, за которыми происходит нарушение нормальной жизнедеятельности квантов биосферы.

Необратимые процессы в биосфере происходят в течение миллиона лет и живые организмы, обладая удивительным свойством приспособления к внешним условиям, успевают адаптироваться. Примером может служить качественное изменение состава атмосферы. В ней медленно накапливался кислород вследствие процессов фотосинтеза растений, которого до возникновения живых организмов в атмосфере почти не было. Другой характер имеют антропогенные [техногенные] изменения окружающей среды, которые порой приводят к резкому возмущению средних значений абиотических факторов, выходящих за пределы устойчивости существования и развития живого организма.

Появление человека, как высшего разумного существа, оказало и оказывает все более возрастающее влияние на биосферу. Окружающая человека природная среда, как составная часть биосферы, является средой его обитания, производственной и хозяйственной деятельности. Наряду с глубоким диалектическим единством чело-веха и природы, их взаимоотношения имеют противоречивый характер. С одной стороны, человек вышел из природы, пользуется ее ресурсами, с другой стороны, из-за своей бурной деятельности человек стал создавать свою собственную, отличную от естественной экосистему человека. Появление в биосфере новых компонентов, вызванных хозяйственной деятельностью человека, характеризуют термином антропогенное «загрязнение». Под этим термином понимают побочные отходы, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека (общества), которые, попадая в окружающую природную среду, изменяют или разрушают ее биотические и абиотические свойства. Загрязнения могут также влиять на энергетический баланс, физико-химические свойства, уровни радиоактивности и электромагнитного фона окружающей среды.

Для обеспечения одного человека необходимыми предметами жизнедеятельности используется ежегодно 20 тонн природных ресурсов Земли, из них 98% бесполезно превращаются в отходы, которые рассеиваются в биосфере, загрязняя ее и нарушая эволюционно сложившиеся биогеохимические циклы. Выбрасываемые в атмосферу, гидросферу и почву «загрязнения», попадают в растения и живые организмы, оказывая на них вредное воздействие и накапливаясь в них. При этом человек подвергается не только непосредственно воздействию «загрязнений», но и становится потребителем загрязненных растений и животных. Это приводит к увеличению числа людей, страдающих различными болезнями (аллергией, астмой, ишемией, раком). Особенно велика заболеваемость людей в городах, где экологический кризис ощущается острее.

Выбрасываемые техногенные «загрязнения» и вредные воздействия можно разделить на четыре большие группы: физические, химические, биологические и эстетический вред.

К физическим загрязнениям относятся шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизирующее излучение радиоактивных веществ, тепловое излучение, ультрафиолетовое и видимое излучения возникающие в результате антропогенной деятельности. В технической литературе эта группа чаще называется энергетическими загрязнениями.

К химической группе загрязнений относят не только различные химические элементы и вещества, но и те соединения, которые образуются при взаимодействии поступающих выбросов с биотическими и абиотическими факторами биосферы. Это особенно опасно, так как довольно сложно предугадать скорость и характер химических взаимодействий, в результате которых конечный продукт может оказаться еще более токсичным, чем исходный выбрасываемый в биосферу химический «загрязнитель». К числу последних можно отнести фтористые соединения и другие галогены, тяжелые металлы, углеводороды, пластмассы, пестициды, различные органические соединения, моющие средства, производные серы, азота и т. п.

Интенсивное применение ядохимикатов, распыляемых авиацией, привело к широкому загрязнению окружающей среды. Даже в Антарктиде, за десятки тысяч километров от зон применения накопилось более 2000 т ДДТ . Безусловно, эти вредные вещества оказывают воздействие на все составные части биосферы.

К биологическим загрязнениям можно отнести микробиологическое отравление, изменение структуры биоценозов.

Эстетический вред проявляется в нарушении пейзажей за счет все нарастающей урбанизации, строительства промышленных объектов на территории природных заповедников и т. п.

производство и образованные в процессе производственной деятельности предприятия отходы различных видов.

Большую долю загрязнений занимают энергетические выбросы. По своей природе энергетические загрязнения условно можно разделить на три группы: механическую, электростатическую (магнитостатическую) и электромагнитную.

К первой группе относятся энергетические загрязнения, представляющие собой колебательно-волновое движение частиц упругой среды газовой, жидкой, твердой фаз: различные шумы, вибрации, инфразвук, ультразвук.

Ко второй и третьей группам относятся техногенные загрязнения, представляющие собой постоянные и переменные электромагнитные поля различных длин волн, от промышленной частоты до электромагнитных колебаний очень высокой частоты, вплоть до рентгеновского и у-диапазонов. В свою очередь, в каждой из этих групп в зависимости от различных свойств техногенных энергетических загрязнений может быть применена классификация по другим признакам.

В настоящее время интенсивно развивается космическая техника и связанное с нею освоение околоземного космического пространства. Это направление в науке и технике является весьма актуальным и перспективным. Уже сейчас трудно представить современное общество без глобальной спутниковой связи и телевидения, глобального мониторинга атмосферы, разведки недр, наблюдения с помощью спутников за ледяным покровом, состоянием Мирового океана, морей, озер, рек, лесов, всей земной поверхности и т. д.

Выход человека в космос, проводимые космические исследования, создание орбитальных станций как обитаемых, так и автоматических, все увеличивающийся поток запускаемых спутников разных назначений является необходимым и необратимым процессом научно-технического прогресса. Однако вместе с этим возникает и проблема загрязнения околоземного пространства. Сейчас можно говорить о космической экологии. Запуск космических аппаратов неизбежно связан с загрязнением атмосферы из-за процессов сгорания топлива. Продукты отходов возникают в результате деятельности орбитальных станций. При переходе космических аппаратов с одной орбиты на другую необходимо включение ракетных двигателей с последующим выбросом в космос продуктов сгорания. Отработанные ступени ракет либо сгорают в атмосфере, либо падают на земную поверхность в виде твердых отходов. Отработавшие свой ресурс космические аппараты становятся балластом в космосе и представляют определенную опасность для действующих орбитальных станций. Некоторые из отработанных конструкций космических аппаратов со временем снижают свою траекторию, входят в плотные слои атмосферы и сгорают в ней, создавая при этом значительное количество вредных примесей в виде газов, оксидов металлов, аэрозолей. Воздействие космических аппаратов на окружающую среду сопровождается и физическими загрязнениями, возникающими с момента старта (шум, вибрация, тепловое загрязнение и т. д.), при работе на орбите (повышенный фон электромагнитных полей, действие невесомости) и до момента посадки.

2. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕСТИЦИДОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ И БЫТУ. ВЛИЯНИЕ ИХ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Вредные организмы, по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), приводят к потере до 30% потенциального урожая различных сельскохозяйственных культур. Иными словами, каждый третий-четвертый человек в мире, занятый в земледелии, работает не давая реального конечного продукта своего труда. Особенно велики потери урожая сельскохозяйственных культур от сорных растений, которые выносят питательные вещества и влагу из почвы, затеняют культурные растения и во многих случаях загрязняют продукты ядовитыми семенами. Серьезные отравления вызывают попадающие в пищевые и фуражные продукты микотоксины, вырабатываемые многими возбудителями болезней. Некоторые грибы поражают зерно при хранении, при этом образуются сильнодействующие ядовитые вещества – афлатоксины, охратоксины и др. По существующей классификации все они высокотоксичные вещества, их ЛД 50 колеблется от 1,6 до 30 мг/кг. От головни, ржавчины, мучнистой росы, парши, мильдью, фитофтороза и др. болезней при их эпифитотийном развитии может погибнуть почти весь урожай различных сельскохозяйственных культур, а корневые гнили, мальсеко, вирусные и бактериальные болезни, рак и др. создают опасность для жизни самого растения. Опасность насекомых и клещей усугубляется тем, что большинство из них отличается высокой плодовитостью. Одна самка колорадского жука за три генерации в сезон может дать потомство до 30 млн. экземпляров, а самка кровяной тли – еще больше. Комнатная муха при благоприятных условиях дает поколение за одно лето в несколько миллионов экземпляров.

Описаны случаи массового размножения таких многоядных насекомых, как саранча. В конце X1X века в районе Красного моря было замечено массовое переселение саранчи с берегов Африки в Аравию. Ученые подсчитали, что только в течение одного дня через море переправилась туча саранчи, занявшая площадь 5967 кв.км, масса этой тучи составила 44000000 тонн. Саранча и сейчас наносит огромный ущерб сельскому хозяйству, уничтожая большие площади посевов и насаждений, зеленый растительный покров.

С тех пор, как человечество стало заниматься растениеводством, у него возникла необходимость вступить в борьбу за свои права с сорняками, вредителями и болезнями растений. Химические средства защиты растений или то, чем они в то время были, начали применять более 2000 лет назад. Демокрит (460-380 д.н.э.) предложил для профилактики болезней растений до посева пропитывать семена соком очитка едкого (Sedum Spp.). Использование золы, растертых листьев кипариса и разведенной мочи в качестве средств защиты растений основывалось на идее римлянина Плинуса Старшего 79-23 д.н.э.). Для защиты от крыс и мышей он попытался бороться с помощью барвинка (Vinka spp.) , а против плесневых грибков и мучнистой росы – с помощью серы в качестве фунгицида. Нефтяные масла, креозит и терпены, а также табак применяли в качестве инсектицида в XVIII веке. Системное применение химических средств в Западной Европе началось со второй половины XIX столетия. До 30-ых годов XX века, пестициды, в основном, были природного происхождения или неорганические вещества (сера, соединения меди, ртути, мышьяка).

В настоящее время численность населения в мире продолжает быстро расти, прогнозируемый рост народонаселения в мире к 2040 году до 8,5 млрд. человек потребует трехкратного увеличения производства продукции земледелия. Ежегодно от голода умирает двадцать миллионов человек, с процессом урбанизации посевная площадь на душу населения непреклонно уменьшается. В такой ситуации решить вопрос продовольствия может только интенсивное сельское хозяйство. Аграрная сфера должна решать столь важную задачу, и не зря из семи чудес современности, одно – сельское хозяйство. Увеличение сельскохозяйственной продукции достигается комплексом мероприятий, это экстенсивная механизация, улучшение практики культивирования растений и селекции лучших сортов. Однако главным фактором является использование химических средств защиты растений – пестицидов.

Для уничтожения вредителей изобретены тысячи химикатов. Их называют пестицидами (от лат. pestis - зараза и caedo - убиваю). Пестициды классифицируют в зависимости от групп организмов, на которые они действуют: гербициды - для уничтожения сорной растительности; инсектициды - против вредных насекомых; зооциды - для борьбы с грызунами; фунгициды - против возбудителей грибковых заболеваний; дефолианты - для удаления листьев; дефлоранты. - для удаления лишних цветков. Однако ни один из этих химикатов не обладает абсолютной избирательностью в отношении организмов, против которых он разработан, и представляет угрозу также для других организмов, в том числе для людей. Поэтому все это - биоциды, т. е. вещества, угрожающие различным формам живого.

С незапамятных времен людей охватывало отчаяние, когда их запасы продовольствия уничтожались вредителями. Например, в Библии говорится о нашествиях саранчи, которая губила урожай и приносила голод. Так или иначе катастрофические потери урожая случались время от времени и до XX века, а иногда происходят ив наше время.

Поиски эффективных средств для борьбы с вредителями продолжаются до сих пор. Сначала использовали вещества, содержащие тяжелые металлы, такие как свинец, мышьяк и ртуть. Эти неорганические соединения часто называют пестицидами первого поколения. Теперь известно, что тяжелые металлы могут накапливаться в почвах и подавлять развитие растений. В некоторых местах почвы настолько ими отравлены, что и теперь, спустя 50 лет, все еще остаются бесплодными. Несомненно, были и случаи отравления человека и животных. Кроме того, эти пестициды утратили свою эффективность, так как вредители становятся все более устойчивыми к ним.

Чтобы сельское хозяйство могло удовлетворить запросы растущего населения в условиях потери эффективности неорганических пестицидов первого поколения, фермерам 1930-х гг. потребовались новые средства борьбы с вредителями.

Ими стали пестициды, второго поколения на основе синтетических органических соединений. В 1930 г. швейцарский химик Пауль Мюллер начал систематически изучать воздействие некоторых из этих соединений на насекомых. В 1938 году он натолкнулся на дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ).

ДДТ оказался веществом, чрезвычайно токсичным для насекомых, и, как казалось, относительно безвредным для человека и других млекопитающих. Производство его обходилось совсем недорого. Он обладал широким спектром действия, т. е. его можно было эффективно использовать против многих видов насекомых-вредителей. Он был стоек, т. е. с трудом разрушался в окружающей среде и обеспечивал продолжительную защиту от них. Достоинства ДДТ казались столь выдающимися, что Мюллер в 1948 году получил за свое открытие Нобелевскую премию. Неудивительно, что это вещество возглавило нескончаемый «парад» синтетических органических пестицидов, которые и поныне используют во все больших количествах.

Так, в США их количество достигло 900. В нашей стране было применено пестицидов в среднем около 2 кг на 1 га (примерно на 87% пашни), или около 1,4 кг на душу населения, а в США 1,6 на 1 га (на 61% пашни) или 1,5 кг на душу населения. Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет).

Проблемы, связанные с синтетическими органическими соединениями, можно разделить на три категории:

Первая - это развитие устойчивости вредителей. Основная проблема растениеводов заключается в том, что пестициды постепенно теряют свою эффективность. Чтобы достичь прежних результатов, требуются все большие их количества и/или новые более действенные препараты. В этом отношении синтетические органические вещества оказались ничуть не лучше пестицидов первого поколения. Обработка полей пестицидами приводит к гибели наиболее чувствительных особей вредителей, тогда как более выносливые продолжают размножаться, давая новое, более выносливое поколение. У насекомых это происходит очень быстро, так как их способность к воспроизведению феноменальна. Например, од на пара комнатных мух может дать несколько сот потомков, достигающих половой зрелости уже через две недели. Следовательно, неоднократные пестицидные обработки ведут к неосознанному отбору и размножению генетических линий с высокой, если не полной, устойчивостью именно к тем пестицидам, которые должны уничтожать этих насекомых. Отмечены случаи, когда устойчивость популяций вредителей к химикатам возрастала в 25 тыс. раз.

За годы использования пестицидов постоянно увеличивалось число невосприимчивых к ним видов. Около 25 основных видов вредителей стали устойчивыми ко всем пестицидам. Любопытно, что, обретая устойчивость к одному препарату, популяция иногда становится нечувствительна и к другим, неродственным ему веществам, даже если не подвергалась их воздействию.

Вторая - после химического подавления вредителей они не только возвращаются, но и могут появиться в гораздо больших количествах. Это иногда называют их возрождением.

Еще больше осложняет ситуацию неожиданное интенсивное размножение популяций насекомых, не вызывавших прежде беспокойства ввиду своей малочисленности. Это называют вторичными вспышками численности. Например, серьезной проблемой стали клещи, и число видов вредителей, серьезно угрожающих хлопку, с применением синтетических органических пестицидов возросло с 6 до 16.

Существует несколько причин более сильного влияния пестицидов на врагов вредителей, чем на них самих. Во-первых, растительноядные виды бывают изначально устойчивее к пестицидам, чем плотоядные. Во-вторых, хищники могут получать боле высокие дозы препаратов в результате биоконцентрирования в пищевой цепи. В-третьих, хищные насекомые могут погибать помимо отравления из-за временного недостатка пищи. Наконец, обработка пестицидами в принципе способна изменить химические особенности растений так, что они станут более восприимчивы к нападению вредителей.

Третье - пестициды оказывают нежелательное воздействие на окружающую среду и здоровье человека.

В 1950 –1960-х годах орнитологи заметили катастрофическое сокращение популяций многих видов пернатых, соответствующих вершине пищевых цепей. Рыбоядные птицы, например белоголовый орлан и скопа, так пострадали, что возникла опасность их полного исчезновения. Исследования показали, что проблема связана с размножением: яйца разбивались в гнезде до вылупления птенцов. Оказывается, эти хрупкие яйца содержат высокие концентрации ДДТ: ДДТ влияет на обмен кальция, а в результате птицы откладывают яйца с тонкой скорлупой. Согласно дальнейшим исследованиям, птицы получали высокие дозы ДДТ в процессе биоконцентрирования в пищевых цепях.

Фактически именно эти работы дали основное представление о способности галогенированных углеводородов к биоаккумуляции. На рыбоядных птиц он влияет сильнее всего, так как огромные количества ДДТ стекают в водоемы, где в длинных пищевых цепях происходит его многоступенчатое биокоцентрирование.

Кроме того, анализ тканей показывает, что ДДТ накапливается в жировых отложениях человека и практически всех остальных животных, включая арктических тюленей и антарктических пингвинов, хотя эти виды обитают на огромном расстоянии от мест применения пестицидов.

Данные соединения могут вызывать опасные канцерогенные, мутагенные и тератогенные (врожденные) дефекты у людей. Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Но из-за повышения устойчивости, возрождения и вторичных вспышек численности вредителей разнообразие и количество применяемых пестицидов продолжают расти. Во всем мире в результате несчастных случаев, связанных с производством, применением и злоупотреблением этими токсичными веществами, страдают (часто со смертельным исходом) около полумиллиона человек ежегодно. Причина способности галоге-нированных углеводородов загрязнять окружающую среду и биоаккумулироваться - их стойкость, т. е. медленное разрушение. Например, период полураспада ДДТ - порядка 20 лет; половина его количества сохраняется и действует в среде через 20 лет после применения, еще через 20 лет - половина остатка, т. е. четверть исходной дозы, и т. д.

Признав этот факт, агрохимическая промышленность в значительной мере заменила запрещенные соединения нестойкими пестицидами.

Они также представляют собой синтетические органические вещества, но разлагающиеся на простые неядовитые продукты уже через несколько дней или недель после применения. Таким образом, отсутствует опасность их миграции в среде на большие расстояния и воздействия на людей и диких животных по прошествии длительного времени с момента использования. Нестойкие пестициды провозгласили «экологически безопасными», но это не совсем верно.

Прежде всего, общее воздействие на среду наряду со стойкостью определяется еще тремя факторами: токсичностью, дозировкой и местом применения. Во-первых, многие нестойкие пестициды токсичнее, чем ДДТ. Это их свойство вместе с необходимостью проводить более частые обработки очень опасно для сельскохозяйственных рабочих.

Во-вторых, нестойкие пестициды могут нарушить экосистему обработанного района. Насекомые - составная часть множества пищевых цепей водоемов. Когда гибнут насекомые, питающиеся фитопланктоном, происходит взрывообразное увеличение популяций последнего. Аналогичным образом может быть нарушена экосистема почвы: в ней пострадают процессы разложения органики и высвобождения биогенов. Популяции почвенных вредителей способны возрасти благодаря исчезновению их естественных врагов.

В-третьих, полезные насекомые могут быть не менее (если не более) чувствительны к нестойким пестицидам, чем вредители. Пример - пчелы, играющие главную роль в опылении. Таким образом, применение этих соединений не только создает экономические проблемы для пчеловодов, но и ставит под угрозу опыление.

Наконец, нестойкие химикаты так же чреваты возрождением и вторичными вспышками численности вредителей, как и стойкие пестициды, причем вредители так же быстро вырабатывают к ним устойчивость.

Правительство каждой страны совершенно не заботилось о здоровье своих граждан, предоставляя им для питания продукты, выращенные методами современного сельского хозяйства с использованием химикатов. Такие продукты не только бедны питательными веществами и энергией, а еще и содержат ядовитые химикаты, отравляющие организм.

Химические удобрения и пестициды лишают почву здоровья, жизни и энергии, в результате чего на ней вырастают бедные на питательные вещества продукты. Эти продукты также содержат остатки химических удобрений, которые препятствуют нормальному, здоровому функционированию ума и тела.

Использование вредных пестицидов на полях и в садах США ставит под угрозу здоровье людей и окружающей среды, но особую опасность они представляют для детей. Ежегодно миллионы фунтов токсичных пестицидов рассеивается над миллионами акров земли. Очень часто ветер подхватывает распыляемые удобрения и несет их дальше, загрязняя почву, воду и поселения.

Пестициды были специально созданы токсичными. Их назначение – уничтожать или наносить вред сорнякам, насекомым и организмам, которые являются болезнетворными для растений и деревьев. Но опасность для жизни человека заключается в том, что они вызывают различные острые и хронические заболевания, в том числе кожные раздражения, систематическое отравление, рак, родовые патологии, бесплодие, патологии головного мозга и
нервной системы, обострение астмы, аллергии, чувствительности к химическим веществам.

А органическое земледелие, наоборот, не использует химических пестицидов или искусственных удобрений и поэтому является сравнительно безопасным для потребителей, фермеров и их семей, общины и всей окружающей среды.

Применение пестицидов – вынужденная необходимость, если мы хотим нормально жить и разнообразно питаться. Абсолютно безопасных пестицидов для человека и окружающей среды не бывает, так же как не существует абсолютно безопасных химикатов, кормовых добавок или фармацевтических средств. Потенциальная опасность пестицидов для окружающей среды состоит прежде всего в том, что подавляющее их большинство синтетические химические вещества, не встречающиеся в природе. При возрастающих объемах применения этих чужеродных веществ их остатки или продукты метаболизма могут накапливаться в объектах природной среды, мигрировать по цепям питания и вызывать нежелательные эффекты в живой природе, губительно действуя на природную флору и фауну, а также загрязняя продукты питания, корма и питьевую воду и таким образом влиять на здоровье человека.