Реферат Курсовая Конспект
ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ - раздел Геология, Г.о. Білявський, Р.с.фурдуй, І.ю.костіков ...
|
Г.О. Білявський, Р.С.Фурдуй, І.Ю.Костіков
В НАВКОЛИШНЬОМУ
ГЛАВА |
Б
Країни, що розвиваються Промислово розвинені країни
Рис. 1.1
Абсолютне зростання населення Землі (e) та приріст його за десятиліттями (б)
ловкілля, транспортом, водопостачанням, забезпеченням житлом, безпекою й т. д., а також управління ними.
Демографи передбачають, що до 2050 р. близько 50 % населення планети мешкатиме в містах.
Добробут суспільства безпосередньо залежить від кількості на-веяення,рівня розвитку господарства й стану довкілля. Всі ці фактори тісно пов'язані між собою, і зміна одного з них не може не вплинути на інші. Важко точно визначити, що таке добробут людини, однак найважливішими його складовими прийнято вва-
и здоров'я та матеріальну забезпеченість. Неспростовним фактом для всіх є те, що наш добробут (а відтак, і здоров'я)
ком залежить від стану природного середовища, в якому ми живемо, від якості повітря, води та їжі, котрі ми споживаємо, від здатності природи самоочищуватися й самовідновлюватися. Тому гарантія нашого добробуту й добробуту наших нащадків — збереження чистого довкілля, біосфери, що нормально функціонує.
Промислово-енергетичний фактор.Учені підрахували, що ілсна біосфера Землі здатна підтримувати нормальне існування лозвиток не більш як 4—5 млрд чоловік, до того ж за умов оптимального розподілу національних доходів, взаємодопомоги, гримки та взаєморозуміння всіх націй, їхньої високої екологічної культури, ефективного використання загальнолюдського інтелекту для забезпечення добробуту всіх людей планети, глобального миру, раціонального природокористування й охорони природи. Навіть за стабілізації енерговиробництва на рівні теплового бар'єру (100 млрд кВт) чисельність населення має не перевищувати 10 млрд чоловік (необхідна для життя кількість енергії на душу населення становить близько 10 кВт • год).
Останніми ж десятиліттями цих умов не дотримують, що спричинює розвиток глобальної енергетичної й екологічної кри-іи. появу нових страшних захворювань (СНІД, пропасниця Ебо-ла. нові різновиди грипу, «коров'ячий сказ» тощо), почастішання епідемій різних захворювань, спалахування воєн, виникнення лашних аварій, природних і техногенних катастроф. Дедалі більше регіонів планети стають зонами екологічного лиха: Україна, Приазов'я, Чорне, Балтійське та Японське моря, Урал, Арат і Приаралля, Чечня, Перська й Мексиканська затоки, Кузбас, Тюменські нафтопромислові райони, Нова Земля, Сахель, Ефіопія, Афганістан, Югославія, райони всіх міст-гігантів та ін.
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г л а в а 1
Людство в навколишньому середовищі
Нерегульований приріст населення, котрий призвів до розширення енерговиробництва й як наслідок — до активного забруднення природи, випадання кислотних дощів, утворення озонових «дір», парникового ефекту, появи й поширення хвороб, зубожіння більшості населення планети, став причиною також того, що сьогодні у світі близько 10 млн дітей приречені до напівголодного існування, майже 200 млн — харчуються неповноцінно, споживаючи при цьому недоброякісні продукти й воду.
Мільярд найбідніших на планеті мають найбільшу кількість дітей і поповнюють легіони жебраків та хворих. У боротьбі за виживання вони змушені вирубувати залишки лісів, винищувати диких тварин, рибу, птахів, вибирати до решти цінні природні ресурси, не дбаючи про їх збереження чи відтворення. А водночас мільярд найбагатших у світі споживає більшу частину природних ресурсів, грішить небаченим марнотратством і виробляє левову частку відходів. Так, європейські екологи підрахували, що США випалили над собою практично весь кисень і підтримують енергетичні процеси за рахунок «підсмоктування» його із суміжних регіонів. При 6 % світового населення ця країна споживає близько 40 % природних ресурсів Землі й дає приблизно 60 % усіх забруднень на планеті.
Сьогодні енергетичні об'єкти, промисловість і транспорт споживають стільки кисню, скільки його вистачило б для дихання 43 млрд людей.
Якщо людство витрачатиме воду такими самими прискорюваними темпами, як і до цього часу, то до 2100 р. запаси прісної води остаточно вичерпаються.
Вивчення динаміки споживання людством мінеральних ресурсів показало, що десь через 200—250 років на Землі скінчаться запаси нафти, вугілля, горючих сланців і торфу. В разі збереження сучасних промислових та енергетичних технологій приблизно за цей самий період буде вичерпано до 2/3 запасів кисню в атмосфері планети за одночасного неухильного зниження темпів його відтворення зеленими рослинами (внаслідок деградації біосфери, зменшення площі лісів, біорізноманітності, біомаси й біопродук-тивності взагалі).
Нині середня тривалість життя в США, Канаді, Японії, Західній Європі становить 73—75 років, і лише 9 дітей із 1000 помирають у віці до 5 років. Водночас середня тривалість життя в Латинській Америці, Південній Азії та Африці становить відповідно
65, 57, 52 роки, а у віці до 5 років помирають 80—95 дітей на 1000 чоловік, у зонах екологічного лиха (Приаралля, Ефіопія) — 150 і биьше дітей на 1000 чоловік.
За матеріалами ООН, близько 250 млн чоловік уживають пит-юду низької якості. При цьому середиьостатистичний мешканець Північної Америки споживає води в 70—75 разів більше, ніж житель Центральної Америки чи Аравійського півострова, а 70 % усієї прісної води, шо споживається у світі, йде на зрошення, хоча майже половина її іпрачається, не досягаючи кореневої системи рослин.
а Ресурсопоглинання й продукування відходів.За останні 100 років людство в 100 разів збільшило швидкість свого переміщення в просторі, в 1000 разів — використання енергетичних ресурсів, у 7 млн разів — військову могутність, у сотні мільйонів разів — швидкості зв'язку, обміну інформацією й розв'язання різних наукових і практичних задач за допомогою електронно-обчислювальної техніки. Водночас людство виробляє відходів у 2000 разів більше, ніж решта біосфери.
Світова промисловість нині виробляє в 7—100 разів більше товарів і видобуває в 3—4 рази (за масою) більше корисних копалин, ніж 25—30 років тому. Для задоволення своїх потреб, що дедалі зростають, і підвищення комфортності існування людина до надзвичайно високого рівня розвинула енергетику, хімічну, нафтопереробну, гірничу, металургійну й легку промисловість, машинобудування, транспорт, засоби зв'язку. Щороку людство видобуває з надр Землі понад 3,5 млрд т вугілля, щодня^використовує приблизно 10 млн т нафти та її продуктів. Його вплив сягнув найвіддаленіших куточків земної кулі й навіть поширився на ближній Космос і планети Сонячної системи.
Сьогодні на всі живі істоти біосфери негативно діють понад 50 тис. хімічних речовин, які використовує людина. Щороку в світі синтезується близько 250 тис. нових хімічних сполук, 1,5 тис. шкідливих речовин отруюють атмосферу, приблизно 10 тис. — воду й грунти. Більшість із цих синтетичних речовин (особливо нові), як і деякі відходи, що продукуються людиною, не переробляються природою, оскільки є «чужими» в процесі життєдіяльності екосистем, а нагромаджуються, отруюючи довкілля.
Понад 500 млн автомобілів щороку викидають в атмосферу Землі майже 400 млн т оксидів вуглецю, 100 млн т вуглеводнів,
Q-U87
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
З 1
Людство в навколишньому середовищі
сотні тисяч тонн свинцю. Промислові підприємства, теплові електростанції, авто- й авіатранспорт щорічно спалюють більш як 5 млрд т нафти, вугілля й приблизно трильйон кубометрів газу. А у водойми світу щороку скидається близько 500 млрд т промислових і побутових стоків, у тому числі кілька мільйонів тонн нафти. Адже ж одного літра нафти достатньо, щоб зробити непридатною (для пиття, зрошення, технічних потреб) 1 млн л води.
Щорічно світова промисловість виробляє близько 2100 млн т твердих відходів, із них 340 млн т — потенційно небезпечні. Спеціалісти підрахували, що на початок XXI cm. буде нагромаджено принаймні 1 млн мг найнебезпечніших відходів — високорадіоактивних. Однією з найгостріших екологічних проблем людства в найближчі десятиліття залишається необхідність демонтажу сотень блоків АЕС, які відпрацювали свій ресурс, транспортування й безпечне поховання твердих і рідких радіоактивних відходів.
■ Зменшення біорізноманітності. Вчені стверджують, що протягом найближчих 20—ЗО років через техногенні зміни в навколишньому середовищі світ може втратити більш як 1 млн видів рослин і тварин. Швидкість вимирання видів сьогодні в 1000 разів перевищує природну. Близько 10 % видів рослин зони помірного клімату та 11 % видів птахів світу опинилися під загрозою зникнення. Така сама доля в найближчому майбутньому чигає на 130 тис. видів тропічної зони.
Адже добре відомо, що одна з умов ефективного існування, виживання, пристосування до змін будь-якої екосистеми — наявність певної кількості видів живих організмів у ній, котрі еволюційно добре пристосувалися до існування й активно функціонують, взаємодіючи один з одним у процесах обміну речовиною, енергією, інформацією. Інакше кажучи, біологічна різноманітність — це запорука стійкості, витривалості як окремих екосистем, так і біосфери в цілому. Екологічні взаємодії різних видів живих істот із довкіллям формують екосистеми, від стану яких залежить життя людей. Зменшення біорізноманітності — це серйозна втрата біосфери, одна з головних екологічних проблем сьогодення.
Ж Спустелювання. За даними ООН, понад 900 млн чоловік проживають у посушливих зонах нашої планети, землі яких потерпають від спустелювання. Щорічні збитки через спустелю-
вокня становлять щонайменше 42 млрд доларів, у тому числі для Аза — 21 млрд, Африки — 9, для Північної Америки й Австралії — -: 3 .ирд, для Європи — 1 млрд доларів. Близько 100 держав, землі ких схильні до цього згубного явища, належать до найнеблаго-■ояучніших з погляду й інших екологічних проблем, найсер-•озніші з яких мають глобальний характер. Із цих країн 81 нале-хить до тих, що розвиваються, тобто мають іще слабкий економічний потенціал, потерпають від голоду, злиднів, хвороб, де рівень науки й освіти дуже низький. Тут екологічні проблеми о пов'язані з соціально-економічними й призводять до політичних збурень, революцій, воєн, що, знову ж таки, закінчується гкологічними катастрофами.
• Щорічний приріст населення планети наближається до 100 млн чоловік.
• Загальна чисельність населення міст-гігантів (Мехіко, Токіо, Нью-Йорк,
Сеул, Сан-Паулу, Москва) перевищила 100 млн чоловік і неконтрольова-
но збільшується.
» Кількість людей, які мають потребу в чистій воді, досягла 1,5 млрд і продовжує зростати.
• Середньостатистичний європеєць витрачає 500 л прісної води за добу, а
мешканець Центральної Африки — 8 л; дефіцит прісної води стає дедалі
гострішим у всьому світі.
« Кількість людей, що голодують, на планеті в 1970 р. становила 460 млн, у 1990 р. — 550 млн, а на початку XXI ст. — 650 млн чоловік.
• Традиційне землеробство нині може прогодувати лише близько 3 млрд
чоловік.
• Масштаби знищення людиною тропічних лісів, у яких живе 50 % усіх тва
рин на планеті й росте 50 % усіх рослин, стали загрозливими (особливо в
Бразилії та Індії), а кількість людей, існування яких залежить від тропічних
лісів, становить 200 млн.
• Сьогодні на Землі під загрозою знищення опинилося близько 25 тис. видів
рослин, 72 млн га тропічних лісів.
• Щодня на планеті зникає від одного до десяти видів тварин, щотижня —
мінімум один вид рослин.
• Сьогодні в Африці кількість великих ссавців становить лише 10 % тієї, що
була там 100 років тому. Ще ЗО років тому на цьому континенті жили
100 тис. носорогів, а нині — менше ніж 4 тис.
• Щороку понад 6 млн га земель перетворюються на пустелі.
19
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
- а в а 1
Людство в навколишньому середовищі
II Урбанізація. Як бачимо, глобальні негативні біологічні й кліматичні зміни (спустелювання, деградація ґрунтів, біосфери, зменшення біорізноманітності, почастішання кислотних дощів, розвиток парникового ефекту й збільшення розмірів озонових «дір» в атмосфері) відбуваються через неконтрольовану, не узгоджену із Законами Життя й Природи діяльність людини. І чим активніша ця діяльність, тим сильніша зворотна реакція Природи, яка помщається на людях, відповідаючи ударом на удар, за їхнє бездушне, безжалісне втручання у віками налагоджені ритми й режими життя. Яскравий приклад цього — регіони великих міст, промислових та енергетичних центрів практично в усьому світі, де за комфорт люди розплачуються хворобами, стресами, неповноцінними дітьми, скороченням тривалості життя, виродженням.
Взяти хоча б Москву та Київ — сучасні міста-гіганти, одні з найбільших у світі. їхні мешканці користуються такими благами, як комфортабельні квартири, театри, музеї, наукові центри, престижні вищі навчальні заклади, школи, розкішні магазини, метро, автобуси, аеропорти тощо. Життя тут насичене, різноманітне, цікаве, є великі можливості для самореалізації. Однак за тепло й затишок, за світло й газ, за зручний транспорт і зв'язок, за розваги й задоволення люди платять своїм здоров'ям.
У цих містах, що розрослися вшир і ввись, поглинувши зелені передмістя, околишні ліси й паркові зони, повітря сьогодні в десятки й сотні разів брудніше, ніж у віддалених селах. Навіть у «найчистіших» районах Москви й Києва вміст у повітрі газів, пилу, парів бензину, а також шумове й електромагнітне забруднення в 1,5—2,5 раза перевищують гранично допустимі, а в екологічно напружених районах, де зосереджено об'єкти енергетики й промисловості, розташовано великі транспортні артерії та вузли, аеропорти й вокзали, концентрація шкідливих речовин у 10—15, іноді в 20—30 разів перевищує гранично допустиму (ГДК). Як у Москві-ріці, так і в Дніпрі, перевищення ГДК всіляких забруднювальних речовин (передусім — важких металів) дво-—шестикратне, в річці Либідь — набагато більше. Далека від ідеальної й часто не відповідає нормам питна вода у водопровідних мережах. Останні рекреаційні території і в містах, і на їхніх околицях зараз незаконно захоплюються під будівництво розкішних приватних котеджів, вирубуються дерева, засмічується будівель-
■ши відходами місцевість. У водосховищні зони й безпосередньо в Москву-ріку та в Дніпро потрапляють каналізаційні стоки.
Сьогодні десятимільйонна Москва стала одним із найзасе-леніших міст світу, вулицями якого щодня мчать понад 2 млн аігтомобілів (у Києві — близько 500 тис.) — більше, ніж у Лондоні ни в Парижі.
Через негативний вплив комплексу техногенних факторів (у тюму числі шумових і фізичних полів) на мешканців Москви та Києва тривалість їхнього життя за останні ЗО років скоротилася в середньому на 5—6 років, смертність збільшилася в 1,5—2 рази, захворюваність (особливо дітей) підвищилася в кілька разів. Порівняно з Європою смертність дітей у цих містах на сьогодні вища в З рази, а середня тривалість життя чоловіків (57—58 років) — менша на 15—16 років. Окрім того, в дітей шкільного віку спостерігають зниження коефіцієнта інтелектуальності.
Загибель водних екосистем. Величезна кількість отруйних речовин, що накопичуються навколо міст, промислових центрів і
енасичених хімічними добривами й пестицидами сільськогос-
арських угідь, виноситься поверхневими та ґрунтовими водами в річки, а звідти — в моря й океани. До них додаються забруднювачі, що переносяться вітром, нафтопродукти від аварій
керів та від роботи нафтопромислів, побутові стоки міст і ^елиш, розташованих на узбережжях.
Підприємства хімічної промисловості, а також ті, що виробляють добрива, щороку скидають у річки й водойми України близько 50 млн т агресивних речовин, у яких містяться, зокрема, фенол, фтор, пестициди, формальдегід.
Природа довго «терпіла», але всьому є межа: в більшості узбережних зон Європи, Америки, Африки, Азії, навіть Австралії, де не так давно в чистих водах вирувало життя, водилося багато видів риб, буяли різноманітні водорості, жили мідії, корали, бен-тосні організми й планктон, сьогодні кількість їх зменшилася в декілька разів, почастішали явища Ель Ніньє («червоні припливи»), «цвітіння» та «гниття» води, формуються «мертві зони» від нестачі кисню й нагромадження решток, що гниють. Підвищилася захворюваність мешканців узбереж, збільшилася кількість епідемій. Почастішали смертельні випадки, пов'язані з уживанням отруєної шкідливими речовинами риби (хвороба Мінамата в Японії, загибель норвезьких і шведських рибалок).
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Ава 1
Людство в навколишньому середовищі
Почала різко знижуватися біопродуктивність колись найбільших рибних районів, зменшився промисел, настали тяжкі часи для риболовецького флоту. Нещодавно в Мексиканській затоці біля гирла річки Міссісіпі, яка виносить великий об'єм дуже забруднених вод, утворилася величезна «мертва зона» (площею понад 4 тис. км2). Дедалі частіше такі зони утворюються в гирлах Дунаю, Дніпра, Дністра, Південного Бугу. Вже багато років «цвітуть» наші Дніпровські водосховища, в яких триває накопичення забруднювачів, а біомаса стає дедалі меншою, життєстійкість і продуктивність водяних організмів знижуються.
Хижацький промисел риби у Світовому океані та внутрішніх морях (без урахування можливостей самовідтворення) протягом останніх 25—30 років призвів до катастрофічного зменшення рибних запасів у всьому світі, до повного зникнення деяких найцінніших видів риб. А в озерах Північної Америки й Скандинавії риба періодично гине через підвищення кислотності води (випадають кислотні дощі, принесені з промислових районів Великої Британії та Північної Європи). Бувало, що кислотність у 10 разів і більше перевищувала норму, і тоді гинули не лише риба, а й ліс. Ця проблема вже постала в Бразилії, Китаї, Індії, Венесуелі, Замбії, у Росії і в нас в Україні.
Я Деградація ґрунтів. Останнім часом багато проблем у людства виникло також у зв'язку з безжалісною експлуатацією земельних угідь. У всьому світі швидкими темпами відбуваються деградація й ерозія грунтів. Як відомо, для утворення шару родючого ґрунту потрібні тисячі, навіть мільйони (залежно від клімату й складу материнської породи) років. А сучасна людина здатна зруйнувати грунт за 1—2 роки. Підраховано: щорічно з оброблюваних земель виноситься понад 25 млрд т корисних речовин. За оцінкою Міжнародного ґрунтового центру (Нідерланди), в результаті діяльності людини вже деградувало більш як 15 % усієї площі світової суші, причому близько 6 % земель знищено водною ерозією, 28 % — вітровою, 12 % — засолено через неправильне зрошення, близько 5 % виведено з обороту внаслідок перехімізації та фізичної деструкції (витоптування худобою, розробка кар'єрів, екстенсивне переорювання та ін.). Таким чином людина сама себе позбавила багатьох мільйонів гектарів землі-годувальниці.
# Щороку землі України втрачають 24 млн т гумусу (перегною), що визначає родючість ґрунтів.
22
Через те що ґрунти стали неродючими, активізувалося спусте-
• --іння й триває вирубування лісів, лише в 21 державі Африки
■ 1984—1985 pp. потерпіло близько 30 млн чоловік, 10 млн людей
ічшєні були змінити місце свого проживання, ставши «еколо
гічними» біженцями.
■ Забруднення атмосфери. Величезну тривогу в світі викликає псрезабруднення атмосфери шкідливими газами, що призводить зо збільшення площ озонових «дір» та активізації розвитку парникового ефекту на планеті. Перше явище спричинило зниження захисної дії озонового шару від сонячного ультрафіолетового випромінювання й, як наслідок, — масові захворювання людей к шкіри, опіки, втрата зору) і тварин — дельфінів, китів, які проживають під озоновими «дірами» (Австралія, Південна Аргентина, Ірландія, Скандинавія). Парниковий ефект призводить до епління клімату, танення льодовиків, значного глобального □ищення рівня Світового океану, до змін режиму утворення оонів і буревіїв, порушення функціонування, навіть деградації екосистем окремих районів суші.
Знищення лісів. Вирубування лісів у Бразилії, США, Південній Азії, Альпах, Карпатах призвело до почастішання повеней, у тому числі катастрофічних, на річках цих регіонів, а отже, й до значного збільшення економічних втрат. Якщо раніше сильні повені й селі траплялися один раз на 50—80 років, то тепер — через кожні 4—6 років, а паводки — практично після кожного сильного дощу (в гірських районах з голими схилами).
Щогодини на нашій планеті:
• 6—8 га продуктивної землі стає пустелею;
• 2 тис. дітей помирають із голоду;
• 55 чоловік гинуть від отруєння пестицидами та іншими хімічними речови
нами;
• 1 тис. людей помирає від отруєння водою;
• 2 тис. т кислотних дощів випадає у Північній півкулі.
Щохвилини:
• знищується понад 20 га тропічних лісів;
- використовується близько 159 л нафти;
знищується 50 т родючих ґрунтів;
• викидається в атмосферу понад 12 тис. т вуглекислого газу.
23
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
' ~ ава 1
Людство в навколишньому середовищі
І
Ставлячися так до природи і її багатств, люди начебто забули, що для підтримання існування життя на Землі іншого джерела, крім біосфери та її ресурсів, немає. А за сучасних енергоозброєності й передових технологій швидкість використання ресурсів набагато перевищує можливості їх відтворення. Такий спосіб життя сьогодні стає згубним для людства. Вихід із критичної ситуації, що склалася, може бути знайдений лише за умови екологічно грамотного господарювання, розумних взаємин з Природою, реалізації в глобальному масштабі стратегії розумного самообмеження, ресурсозбереження, впровадження нових технологій природокористування, які не суперечать законам функціонування й розвитку біосфери.
Людству залишається одне: почавши з підвищення рівня освіченості народів, їхньої загальної культури, формування в них екологічної свідомості, із забезпечення технологічної дисципліни на виробництві, підвищення екологічної ефективності науки, поступово, але якомога швидше, створити нову спільноту — високоінформаційну, з могутнім колективним інтелектом, здатну організувати свій збалансований розвиток у злагоді з Природою.
§ 1.3. J Екологічні катастрофи
...Ніхто, власне, не знає, котра саме з безлічі небезпек
і проблем — далеко не всі з яких ми вже встигли відчути
й усвідомити — розпочне ту ланцюгову реакцію, що поставить
людство на коліна...
А. Печчеі
В |
історії Землі екологічні кризи неодноразово були наслідком виникнення різних природних ситуацій, раптових істотних змін умов існування, різких змін фізичних, хімічних чи біологічних факторів, як окремих, так і разом узятих, що спричиняло погіршення стану або загибель окремих живих істот, популяцій і навіть цілих екосистем. Такі надзвичайні кризові екологічні ситуації називаються катастрофами. Залежно від причин виникнення катастрофи бувають природні й антропогенні, а залежно від розмірів заподіяної
■коли й кількості негативних наслідків, тобто від масштабів скоєного лиха, — локальні, регіональні чи глобальні.
~ ~хю чергою, як природні, так і антропогенні катастрофи залежно від фактора-збудника поділяються на космічні, ендогенні, тектонічні, екзогенні, метеорологічні, хімічні, фізичні та ін.
Раніше переважали природні катастрофи. За нашого часу кількість таких катастроф практично не змінилась, одначе внаслідок людської діяльності зросла їхня потужність, що дедалі
стотніше позначається на стані екосистем, окремих ландшафтів, регіонів, континентів і біосфери в цілому.
Природні катастрофи спричиняються екзогенними й ендогенними факторами, тобто зовнішніми навколоземними або космічними та внутрішніми силами Землі, зумовленими процесами в її надрах. Зовнішні та внутрішні сили тісно пов'язані між собою, розвиток одних часто стимулює появу інших.
До зовнішніх сил природи, здатних призвести до катастрофічних наслідків для екосистем, належать: зміни магнітного, електричного, гравітаційного полів і радіаційного поясу, спричи-
і явищами, що відбуваються в космічному просторі (спалахи наднових зірок, проходження поблизу Землі великих космічних тіл); падіння на Землю великих метеоритів; урагани; повені; цунамі; ciLibHi посухи; страшні зливи; зсуви; осипи; селі; обвали. Внутрішніми силами Землі викликаються надзвичайні екологічні ситуації: виверження вулканів; землетруси; переміщення ве.іетенських мас гірських порід через утворення в земній корі великих розломів тощо.
У літературі є багато описів грізних явищ природи: вивержень вулканів Везувію, Кракатау й Мон-Пеле; землетрусів у Сан-Франциско, Мехіко, пустелі Гобі, Спітаку; ураганів і тайфунів у Японії та Центральній Америці; торнадо в США та ін.
Наслідками найбільших катастроф були регіональні або гло-
ьні кліматичні зміни, загибель багатьох живих істот, зміни розвитку різних видів, популяцій і родів, мутації організмів. Палеонтологам і палеогеографам добре відомі такі «критичні епохи» в розвитку біосфери — на початку й наприкінці палеозойської ери, на межі мезозою й кайнозою та ін.
Різкі кліматичні зміни, а також катастрофічні зміни геофізичних полів Землі можуть бути наслідком таких грізних космічних явиш, як спалахи наднових зірок: деякі зірки, що зовні майже не
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
'пава 1
Людство в навколишньому середовищі
відрізняються від інших, раптово спалахують і починають випромінювати світла в мільйони разів більше, ніж до спалаху. ♦ Останню подібну подію в нашій Галактиці було зафіксовано стародавніми китайськими астрономами, які описали появу в 1054 р. «зірки-гості». Вона була такою яскравою, що її можна було спостерігати навіть удень, яскравіша від Венери, й поступалася потужністю світіння лише Місяцю. Через кілька місяців зірка поступово згасла, а на місці її появи сучасні астрономи спостерігають крабоподібну туманність — світну газову оболонку наднової зірки, що продовжує розширюватися після спалаху зі швидкістю десятків тисяч кілометрів за секунду.
Визначено, що вибух наднової зірки супроводжується дуже потужними потоками ультрафіолетового й рентгенівського випромінювання, згубного для всього живого, а також космічних променів високої енергії. На щастя, спалах наднової зірки в 1054 р. стався дуже далеко від Землі — на відстані понад 1 тис. пк*, і це могутнє космічне явише не вплинуло на земне життя.
Учені встановили, що вибухи наднових зірок у нашій Галактиці відбуваються один раз на 100 років, а в околицях Сонячної системи (на відстані близько 10 пк) — один раз на 750 чи навіть на 200 млн років. Отже, за час існування на Землі біосфери подібне катастрофічне явище могло вплинути на неї принаймні кілька разів. У результаті таких спалахів різко підвищувався радіаційний фон на Землі на багато сотень і навіть тисячі років. Це не могло не мати серйозних біологічних, особливо генетичних наслідків для екосистем планети й, можливо, було причиною вимирання багатьох вищих живих організмів, тобто екологічних катастроф.
Як вважають астрономи, аналогічні явища меншого масштабу відбуваються в разі періодичних наближень Землі разом із Сонячною системою до центра нашої Галактики. Сонячна система рухається навколо центра Галактики не по колу, а по еліпсу зі значною різницею в довжині його осей. Максимальні наближення до центра Галактики, що спостерігаються приблизно один раз на 250 млн років, зміни сил гравітаційних, магнітних і електромагнітних полів у Космосі під час обертання Сонячної системи навколо центра Галактики викликають на Землі збурення її геофізичних полів, стимулюють розвиток вулканізму й землетрусів,
* Парсек — одиниця довжини в астрономії; 1 пк = 3,086 • 10" м.
рух тектонічних плит і деформацію земної кори, а також спричиняють періодичні зміни клімату (зледеніння й потепління), що супроводжуються екологічними катастрофами.
Великий вплив на біосферу Землі справляють також збурення геофізичних полів унаслідок періодичних вибухів на Сонці, спаїв у його хромосфері, які є причиною появи на Землі полярних сяйв, магнітних бур та ін.
З давніх часів до наших днів на Землі періодично відбувають-грандіозні катастрофи, спричинені падінням космічних тіл і великих метеоритів, астероїдів, комет). Учені виявили на поверхні Землі багато слідів таких катастроф у вигляді велетенських метеоритних кратерів — лійкоподібних заглиблень діаметром у нтки й навіть сотні кілометрів. ♦> Наприклад, в Україні, біля ;ела Болтишка Кіровоградської області, знайдено заповнений осадовими породами кратер діаметром 25 км — слід падіння ме-рита,що сталося близько 100 млн років тому. ♦> Ще більший кратер — діаметром близько 100 км — знайдено в Сибіру, в басейні річки Хатанга. Підраховано: енергія цього колосального ру, внаслідок якого уламки скель діаметром до 20 м було роз-ано на відстань понад 40 км від кратера, дорівнювала енергії вибуху 120 млн атомних бомб, що за потужністю відповідають скинутим на Хіросиму й Нагасакі.
Учені вважають, що більшість космічних тіл падала у Світовий
океан, і це також призводило до значних катастроф (утворення
велетенських хвиль — цунамі, небачені за силою й тривалістю
пиви, грози, запилення атмосфери й пов'язані з цим кліматичні
Чи).
♦ Останній досить великий метеорит упав на Землю в районі
Арнзони (США) 50 тис. років тому. Тут утворився кратер діамет
ром 1200 м і завглибшки 180 м.
♦ Тунгуське явище в Сибіру 1908 р. (деякі вчені вважають, що
ие було не падіння метеорита, а вибух в атмосфері ядра невели
кої комети) спричинило величезну пожежу й виламування лісу в
тайзі на площі в кілька сотень квадратних кілометрів. Лише без
людність сибірської тайги врятувала від трагічних наслідків.
Такі катастрофічні події природного характеру, як землетруси, виверження вулканів, тайфуни та інші, мають локальний характер і вплинути на еволюцію біосфери в цілому не можуть. Урагани (тайфуни, тропічні циклони) утворюються над теплими водами Світового океану, в його тропічній зоні, й найбільшої
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
'пава 1
Людство в навколишньому середовищі
шкоди завдають країнам басейну Карибського моря, Бангладеш, Індонезії, Філіппінам. За даними світової статистики, лише за 1960—1980 pp. 20 ураганів у різних районах світу позбавили життя 350 тис. чоловік і завдали матеріальних збитків на суму понад 5 млрд доларів.
У наш час завдяки супутникам з'явилася можливість попереджати про наближення ураганів і пом'якшувати їхню дію. Але перед падінням космічних тіл — людина безсила.
Практично ми не захищені й від таких грізних явищ природи, як землетруси та виверження вулканів. Передбачити точний час їх виникнення за допомогою сучасних науково-технічних засобів поки що не вдається. Ці явища супроводжуються виділенням колосальної кількості енергії. ♦ Так, сейсмічна енергія, що виділилася за кілька секунд унаслідок катастрофічного землетрусу в Перу 1970 p., дорівнювала приблизно добовому споживанню електроенергії в США.
За повідомленням агентства «Рейтер», у 2001 р. в усьому світі від стихійних природних катастроф загинуло близько 25 тис. жителів планети, а загальні економічні збитки становили 36 млрд доларів США. Із 700 великих природних катастроф 2/3 супроводжувалися бурями й повенями. Екстремальні погодні умови спричинені постійними негативними змінами клімату під впливом техногенної діяльності, яка провокує також і землетруси.
В Україні до сейсмічно небезпечних районів належать гірський Крим і Карпати. Як свідчать геологічні дані, протягом останніх 20 млн років тут неодноразово відбувалися землетруси й виверження вулканів. Останніми десятиліттями також траплялися землетруси силою до 6—9 балів. Центральні райони України — сейсмічно спокійні, хоч інколи й сюди від Карпат або гір Вранча (Румунія) докочуються хвилі землетрусів, сила яких не перевищує 3—4 балів.
■ Антропогенні катастрофи.У XX ст., як і нині, виникнення більшості надзвичайних екологічних ситуацій — катастроф — пов'язане з людською діяльністю й, на жаль, вони дедалі частішають. Умовно їх поділяють на катастрофи хімічного, фізичного, інженерно-геологічного, мілітаристичного та комплексного характеру.
Перше місце серед них належить катастрофам, пов'язаним із військовою діяльністю, війнами, масштабними випробуваннями ядерної зброї та військовими навчаннями, випробуваннями
28
чної й бактеріологічної зброї. Війни за всіх часів завдавали величезної шкоди довкіллю, сучасні ж війни — це справжні екологічні катастрофи. На відміну від будь-яких звірів, людина зоатна з неймовірною жорстокістю вбивати подібних до себе. Світова термоядерна війна може в лічені секунди знищити все
їство й більшість живих істот планети. Підраховано: накопичених ядерними державами боєголовок, кількість яких перевищує 60 тис. штук, а їхня сумарна потужність становить 20 000 Mm, достатньо для того, щоб 70 разів поспіль знищити всі великі й малі міста планети!
Війни — це не лише геноцид, а й екоцид, прикладів чого в історії людства дуже багато, й ось деякі з них:
♦ войовничі походи хетів і гунів, які жорстоко знищували не
тільки людей, а й досягнення їхньої цивілізації та природу
Близького Сходу й Римської імперії;
♦ грабіжницькі походи жорстокої орди Чингісхана, яка пла
номірно знищувала все на своєму шляху: спалювала врожаї,
засипала колодязі, винищувала худобу, вирубувала сади, ви
топтувала поля. В Месопотамії було зруйновано зрошувальну
систему, яка будувалася й діяла там протягом тисячоліть і бу
ла життєдайною для цілого регіону. Після цього родючі землі
перетворилися на пустелю, і землеробство в долині річок Тиг
ру та Євфрату відтоді так і не відновилося;
♦ «освоєння» європейцями Америки, яке супроводжувалося не
лише винищенням місцевого населення, а й безглуздим
відстрілом мільйонних стад бізонів, іншої звірини, випалюван
ням тисяч гектарів лісів, спустошенням земель;
♦ Перша та Друга світові війни, що принесли незліченні людські
жертви й завдали величезної шкоди природі;
♦ війни у В'єтнамі, Кореї, Афганістані, Кувейті, Чечні, Юго
славії, в яких загинули й покалічені сотні тисяч людей, а збит
ки від них обчислюються трильйонами доларів.
Війни — це ще й абсолютно безглузді економічні витрати й розтринькування природних ресурсів, деструкція екосистем. Величезних збитків людству й природі завдають не лише самі воєнні дії, а й підготовка до них: утримання армій, техніки, полігонів, військових об'єктів і заводів, проведення регулярних навчань, маневрів, поховання відходів військової діяльності, в тому числі небезпечних — хімічних.
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 1
Людство в навколишньому середовищі
♦ Наприклад, у Балтійському морі після закінчення Другої світової війни союзники затопили тисячі тонн німецьких хімічних снарядів та авіабомб. На дно Атлантичного й Тихого океанів, Карського й Охотського морів було скинуто багато відпрацьованих ядерних реакторів із підводних човнів і контейнерів із радіоактивними відходами. Через десятиліття вони знову почали загрожувати природі та людству: корозія матеріалу упаковок спричинила «розповзання» шкідливих речовин у довкіллі й отруєння всього живого.
Зросла кількість катастроф, пов'язаних із розвитком нафтовидобувної, нафтопереробної промисловості та атомної енергетики. Райони інтенсивного видобування нафти й газу (Перська та Мексиканська затоки, Північне море, Тюменський край, Каспійське море, інші регіони) сьогодні стали зонами екологічного лиха.
Про наслідки аварії на Чорнобильській АЕС ітиметься далі.
Не можна не нагадати й про тяжкі екологічні наслідки, пов'язані з випробуванням ядерної зброї та похованнями радіоактивних відходів. Випробування атомних боєзарядів на Новій Землі, в Казахстані, в пустелі Гобі, в штаті Аризона, на Тихоокеанських островах Муруроа, Бікіні, Еніветок, поховання залишків відпрацьованих атомних реакторів в Охотському морі — все це не лише спричинило значне підвищення загального радіоактивного фону на планеті, в атмосфері та водах Світового океану, а й також призвело до масових отруєнь риби, тюленів, захворювань та загибелі людей і тварин у цих районах.
Потенційну загрозу виникнення надзвичайних екологічних ситуацій становлять усі великі нафто- й газосховища, трубопроводи, склади всіляких хімічних речовин, особливо — отруйних (пестициди, кислоти, аміак тощо). Людство вже відчуло на собі наслідки аварій на таких об'єктах.
• У 1976 р. в італійському місті Севесо хмара діоксину, що утворилася після
вибуху на хімічному заводі, накрила територію площею понад 10 км2, на
якій мешкало більше ніж тисяча людей і було розташовано багато тварин
ницьких ферм. У результаті загинуло близько 100 тис. голів худоби,
захворіли сотні людей, двоє дітей померло, а загальний первинний збиток
становив понад 10 млн доларів. Завдяки погодним умовам хмара не
поширилася далі. Через деякий час підрахували: концентрація цієї отру
ти була такою, що могли б загинути 100 млн чоловік!
# 3 грудня 1984 p., уночі, коли люди спали, смертоносна хмара ме-
тилізотіоціанату, який використовується для виготовлення пестицидів,
Зо
просочилася з велетенської цистерни заводу компанії «Юніон Карбайд» і накрила місто Бхопал в Індії. Це стало однією з найбільших в історії індустріальних катастроф: 2,5 тис. чоловік померли зразу, близько 100 тис. тяжко захворіли й стали інвалідами (ушкодження мозку, сліпота, стерильність).
Будь-які широкомасштабні втручання в природні екосистеми також мають катастрофічні наслідки. Наприклад, унаслідок будівництва на великих річках гребель і водосховищ відбувається ось що:
• кардинально змінюється режим річкового стоку (в багато разів
уповільнюється);
• змінюється тепловий режим;
• змінюється характер випадання опадів, розчинення солей, їх
відкладення, біохімічних та інженерно-геологічних процесів;
• різко змінюються умови взаємозв'язку річкових і підземних вод
у даному басейні, рівневий режим, фізичні й хімічні власти
вості поверхневих і зв'язаних з ними підземних вод;
• розвиваються процеси стагнації (гниття) й «цвітіння», застою,
нагромадження всіх видів забруднювачів, що змиваються з
водозборів і приносяться вітрами;
• вимирають ті види водяних організмів, зокрема риба, які
потребують чистої води й міграції вздовж русла;
• гинуть заплави — найцінніші природні об'єкти.
Живі ресурси планети вичерпуються зі швидкістю, що перевищує швидкість їх відновлення... Нині на Землі немає жодного біогеоценозу, якого б так чи інакше не зачепила діяльність людини.
З матеріалів UN ЕР — Програми ООН з охорони довкілля
Велике гідрологічне будівництво в будь-якому річковому басейні — це практично екологічна катастрофа для нього.
Те саме можна сказати й про широкомасштабні іригаційні роботи (осушування боліт на Поліссі, зрошення на півдні України), які призводять до деградації болотних екосистем, загибелі малих річок, зміни шляхів міграції перелітних птахів, зміни режимів та обсягів підземних вод, засолення ґрунтів.
Наслідки осушування поліських боліт:
• ЗО років тому на Поліссі заготовляли 220 ц валеріанового кореня на рік, а
сьогодні — лише 4—5 ц.
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глав а 1
Людство в навколишньому середовищі
» Із 47 видів лікарських рослин, якими славилося Полісся, тепер збирають 6—7 видів.
• 20 років тому на Поліссі цілюща журавлина росла на площі 80 тис. га, а нині ця площа зменшилася до 20 га.
Катастрофічно впливає на природні ландшафти будівництво великих шахт, відкритих кар'єрів, автомагістралей, летовищ, потужних ліній електропередач, каналів, тунелів, великих сміттєзвалищ і шламосховищ.
Зазначені вище екологічні катастрофи, пов'язані з широкомасштабною людською діяльністю, мають локальний, іноді — регіональний характер.
Ураховуючи гіркий досвід недбалого природокористування, люди повинні у своїй майбутній діяльності зважати на Закони Природи, чітко уявляти наслідки свого втручання в життя біосфери, що проявляться як найближчим часом, так і пізніше, через 50—100 років. Використовуючи весь загальнолюдський інтелект і набуті знання в галузі охорони природи та раціонального споживання її ресурсів, розвиваючи міжнародне співробітництво, обмінюючись Інформацією, надаючи наукову, матеріальну й технічну допомогу, необхідно домогтись ефективного вирішення головної проблеми — зберегти сферу життя на Землі.
§ 1 A^J Духовна криза
...Що ж робити? ...Мені здається, що відповідь криється не стільки у ставленні людини до середовища свого природного проживання (це наслідок), скільки у сфері духовного, морального її світу. Тут насамперед важливо, яким богам молишся, — ось це все й визначає.
С. Г. Островой,
російський поет
рім головних причин деградації довкілля —
___ ^демографічний вибух, виснаження природних
ресурсів і дедалі активніше забруднення повітря, води й ґрунтів — є й інші серйозні причини поглиблення екологічної кризи:
32
• занепад духовності;
• надзвичайно низька екологічна культура цілих народів і націй;
• низький рівень екологічної освіти більшості керівних
працівників та урядових чиновників практично в усіх країнах
світу;
• загальне зниження морального рівня людей за останні деся
тиліття.
Дослідження сучасних соціологів і психологів переконливо дчать про те, що одна з причин розвитку глобальної
екологічної кризи — це криза людського духу. До її проявів на-
іежать:
• сплеск антисуспільних настроїв, егоїзму, нігілізму, локальних і
регіональних збурень у суспільстві;
• планетарна епідемія аморальності, злочинності, наркоманії,
проституції, тотальної легковажності, бездумності й жадоби
швидкої наживи;
• деградація особистості в різних її проявах;
• зниження культурного й духовного рівня;
• зростання корупції, проявів некомпетентності й непрофе-
сіоналізму у вирішенні національних і міжнаціональних
питань.
За цих обставин, як гриби після дощу, з'являються (й, на жаль, знаходять численних прихильників і наслідувачів) усілякого гатунку «пророки», ясновидці, екстрасенси, сатаністи типу керівників сумнозвісного Білого Братства, японської секти Аум синрікьо та ін.
Про страшний занепад моралі, людського духу попереджали видатні релігійні діячі сучасності — Папа Римський Іоан Павло II, Далай-лама, священик Олександр Мень та інші, спра-^епиво вважаючи однією з причин кризи людського духу — занурення в матеріальне, поклоніння не Богові, а Мамоні, відрив їл Матері-Природи, нехтування її правилами й законами.
Стає дедалі зрозумілішим, що ступінь розвитку цивілізації визначається не кількістю кіловат, які виробляються енергетичними об'єктами, а низкою моральних і духовних критеріїв, мудрістю людей, особливо тих із них, котрі рухають уперед цю _ивілізацію. Подальший прогрес людського суспільства неможливий без розвитку культури й етики, підвищення духовності й моралі. Тому найкращі представники науки й культури всіх країн
33
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
'лава 1
Людство в навколишньому середовищі
світу сьогодні закликають звернутися до тих життєвих цінностей, які людство виробило протягом тисячоліть, цінностей, закріплених у біблійних заповідях і настановах усіх релігій. Людство мусить переглянути свої життєві позиції й принципи, знову відчути себе невід'ємною частиною Природи й зрозуміти, що духовне здоров'я людини невіддільне від здоров'я Природи. Інакше, як застерігав німецький письменник 3. Ленц, може трапитися так, що на надгробному пам'ятнику нашій цивілізації буде написано: «Кожен хотів кращого — для себе». Наше покоління повинне залишити по собі, для своїх онуків і правнуків, не мертві пустелі й отруєні поля, моря, річки й підземні води, а квітучу Землю, континенти й океани, що вирують життям.
Аби виконати цю місію, молоді належить оволодіти Законами Природи, які, власне, і є законами нашого виживання. І передусім слід усвідомити істину, котру сформулював 400 років тому великий англійський філософ Ф. Бекон: «Ми не можемо управляти природою інакше, ніж підкоряючись їй».
Необхідні подальші величезні зусилля, аби діУ людини стали мудрими, неупередженими й завбачливими. Якщо ж у її поведінці, як і досі, переважатимуть роз'єднаність, антагонізм, пожадливість, то зруйнуються найтонші механізми, котрі підтримують рівновагу сил природи, що оточує нас. І тоді навряд чи в людини залишаться шанси вижити.
Б. Уорд,
англійський економіст, політолог
Уявлення про те, що ресурси природи невичерпні, що все в ній призначене тільки для людини, яка має право панувати над царством живого й неживого, сформувалося в глибокій давнині. Ідея домінування над природою тисячоліттями вкорінювалася в свідомості людей, тому змінити хід їхнього мислення сьогодні — завдання надзвичайно складне. Та якщо людство хоче вижити, його неодмінно треба вирішити в найближчі десятиліття.
Адже ж у давнину на Землі були регіони, де не існувало ворожого ставлення людини до природи, навпаки, все робилося для того, щоб гармонізувати стосунки з нею.
Мешканці Півночі — чукчі-оленярі й нині дбайливо ставляться до природи. Основним кормом для їхнього годувальника — північного оленя — є лишайник ягель. Випасені, витоптані копитами оленів ягельники відновлюються дуже повільно — приблиз-34
-to через 10 років. Знаючи про це, оленярі кочують тундрою зі своїми стадами, суворо дотримуючися певних маршрутів, і повер-"іються на використані пасовиська лише тоді, коли вони відновлюються. Кормові ресурси тундри слугували багатьом поколінням ленярів і не втрачали своєї цінності.
Зовсім інакше поводяться сучасні «підкорювачі природи», які "рийшли в північні краї, — геологи, нафтовики, військові. їх не хвилює,що буде з цими землями завтра. Важкі трактори та всюдиходи безжалісно шматують тундру, розтоптують ягельники,
ішаючи в них глибокі колії. З часом ці колії розширюються, бо в місцях знищеного рослинного покриву починає танути вічна мерзлота, утворюються термокарстові болота, а отже, руйнуються
ірові екосистеми.
Мисливські племена чукчів, ескімосів, північноамериканських
лнців та інші ніколи не забивали дичини більше, ніж це було необхідно для їхнього прогодування. Ніколи рука мисливця не моглапіднятися на самку звіра з дитинчам. Етнографи описали іивовижно зворушливі обряди, що виконувалися над тушею збитого ведмедя чи лося: люди просили вибачення в духа звіра за вбивство й пояснювали йому, чому вони змушені були так
учинити.
Та ось у північноамериканських преріях (у канадських і російських тундрі й тайзі...) з'явилися «цивілізовані» колонізатори.
У 1806 р. в преріях від Канади до Південної Дакоти паслося 30 млн бізонів, і коли ці численні стада рухалися прерією, вона
іеку здавалася чорною. Чужинці розпочали масову безглузду бійню.В бізонів стріляли заради шкури, заради язика (делікатес!), ічасто — просто заради спортивного інтересу. З'явилися ••чемпіони» зі знищення цих мирних тварин, на кшталт якогось Буффало Білла, котрий застрелив кілька десятків тисяч бізонів. За короткий час Велика Прерія перетворилася на кладовище "зонових скелетів, і вже в 1889 р. від 30-мільйонної популяції
ишилося лише близько 1 тис. особин (рис. 1.2). З'явився новий бізнес — збирання кісток і переробка їх на добриво. Сьогодні бізони мешкають в окремих ізольованих резерваціях і заповідниках індіанців. Зусиллями біологів і товариств охорони "варин їхню чисельність удалося довести до 100 тис. (вважається, _ю вид урятовано від остаточної загибелі).
Нині наука екологія має набути статусу нової релігії. Лише такийглибокий переворот у свідомості людей допоможе вберегти
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г пава 1
Людство в навколишньому середовищі
цивілізацію від деградації й загибелі! Сьогодні людина не вписується у знівечене власними руками довкілля. Протягом усього періоду формування людини як біологічного виду її організм і психіка перебували під потужним впливом космічних сил. Коли ж вогні Всесвіту, шерех прибережних хвиль, шелестіння листя й
Рис. 1.2
За типами
Діяльності
І
Г
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
БІОЕКОЛОГІЯ
. .... ^ ....
За орієнтовними оцінками, протягом усієї історії існування біосфери в біогеохімічному кругообізі брало участь не менше ніж 1,5 млрд видів живих істот, переважна більшість яких виникла протягом четвертої фази історії Землі. При цьому одні види поступово, а іноді й раптово, вимирали внаслідок локальних чи глобальних катаклізмів або поступово витіснялися новими, більш пристосованими до даних умов існування. Через мутації, різноманітні процеси, пов'язані з перенесенням генів і симбіозами, під дією природного добору види змінювалися, породжуючи нові. Сьогодні людині відомо понад 1,7 млн видів, які існують нині на нашій планеті*: близько 30 тис. видів прокаріот, 450 тис. видів
* За оцінками різних спеціалістів, ця цифра коливається в межах 1,4—2,0 млн видів. Точну кількість складно визначити, бо, з одного боку, щороку описується до 10 тис. нових, раніше не відомих науці видів, з іншого — багато з видів після критичних перевірок закриваються як помилково або необгрунтовано описані або переводяться в розряд синонімів уже відомих видів.
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глав а 2
Біоекологія
рослин, 100 тис. видів грибів і 1 млн 200 тис. видів тварин (із них понад 1 млн видів — комахи). Проте навіть за дуже обережними оцінками, це становить менш як 10 % числа видів, котрі справді живуть разом із нами на Землі. Частка нашого виду — Homo sapiens — у загальному генофонді планети не перевищує 0,00006 %.
§ 2.3. j Функціонування біосфери
Довгий шлях життя на Землі — це урок для всіх. І вже коли людина вважає себе улюбленим дитям Природи, вона повинна знати цей урок і пам'ятати, що давні істоти, які не змогли пристосуватися й не відповідали мінливим факторам довкілля, заповнюють нині своїми скелетами палеонтологічні музеї.
Т. Ніколов,
болгарський палеонтолог, еколог
[жерела й кількість енергії в біосфері.Біосфера — це відкрита термодинамічна система, що одержує енергію' у вигляді променистої енергії Сонця й теплової енергії процесів радіоактивного розпаду речовин у земній корі та ядрі планети. Радіоактивна енергія, частка якої в енергетичному балансі планети була значною на абіотичних фазах, нині не відіграє помітної ролі в житті біосфери, й основне джерело енергії сьогодні — це сонячне випромінювання. Щороку Земля одержує від Сонця енергію, яка становить близько 10,5 ■ 1020 кДж. Більша частина цієї енергії відбивається від хмар, пилу й земної поверхні (близько 34 %), нагріває атмосферу, літосферу й Світовий океан, після чого розсіюється в космічному просторі у вигляді інфрачервоного випромінювання (42 %), витрачається на випаровування води й утворення хмар (23 %), на переміщення повітряних мас — утворення вітру (близько 1 %). І лише 0,023 % сонячної енергії, що потрапляє на Землю, вловлюється продуцентами — вищими рослинами, водоростями та фототрофними бактеріями — й запасається в процесі фотосинтезу у вигляді енергії хімічних зв'язків органічних сполук. За рік у результаті фотосинтезу утворюється близько 100 млрд т органічних речовин, в яких запасається не менш як 1,8 • 1017 кДж енергії.
Ця зв'язана енергія далі використовується консументами й редуцентами в ланцюгах живлення, і за її рахунок жива речовина виконує роботу — концентрує, трансформує, акумулює й перерозподіляє хімічні елементи в земній корі, роздрібнює та агрегує неживу речовину. Робота живої речовини супроводжується розсіянням у вигляді тепла майже всієї запасеної в процесі фотосинтезу сонячної енергії. Лише частки процента цієї «фотосинтетичної» енергії не потрапляють у ланцюги живлення й консервуються в осадових породах у вигляді органічної речовини торфу, вугілля, нафти та природного газу.
Отже, в процесі роботи, яку здійснює біосфера, вловлена сонячна енергія трансформується, тобто йде на виконання так званої корисної роботи, й розсіюється. Ці два процеси підпорядковуються двом фундаментальним природним законам — першому та другому законам термодинаміки.
Перший закон термодинаміки часто називають законом збереження енергії. Це означає, що енергія не може бути ні народжена, ні знищена, вона може бути лише трансформована з однієї форми в іншу. Кількість енергії при цьому не змінюється.
В екологічних системах відбувається багато перетворень енергії: промениста енергія Сонця завдяки фотосинтезу перетворюється на енергію хімічних зв'язків органічної речовини продуцентів, енергія, запасена продуцентами, — на енергію, акумульовану в органічній речовині консументів різних рівнів, і т. д. Сучасне людське суспільство також перетворює величезні кількості однієї енергії на іншу.
Другий закон термодинаміки визначає напрям якісних змін енергії в процесі її трансформації з однієї форми в іншу. Закон описує співвідношення корисної та марної роботи під час переходу енергії з однієї форми в іншу й дає уявлення про якість самої енергії.
Другий закон термодинаміки, я вважаю, панує серед законів Природи. І якщо ваша гіпотеза суперечить цьому законові, я нічим не можу вам допомогти.
А. Еддінгтон,
англійський астроном
Згадаймо, що під енергією розуміють здатність системи здійснювати роботу. Але за будь-якої трансформації енергії лише частина її витрачається на виконання корисної роботи. Решта ж
67
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
безповоротно розсіюється у вигляді тепла, тобто здійснюється марна робота, пов'язана зі збільшенням швидкості безладного руху частинок. Чим більший процент енергії витрачається на виконання корисної роботи й, відповідно, чим менший процент при цьому розсіюється у вигляді тепла, тим вищою вважається якість початкової енергії. Високоякісна енергія може бути без додаткових енергетичних затрат трансформована в більшу кількість інших видів енергії, ніж низькоякісна.
Енергією найнижчої якості є енергія невпорядкованого броунівського руху, тобто теплова. її не можна використати для виконання корисної роботи. Кількість енергії найнижчої якості, непридатної для здійснення корисної роботи, називають ент-ропісю. Спрощено ентропія — це міра дезорганізації, безладу, випадковості систем та процесів.
Отже, за другим законом термодинаміки, будь-яка робота супроводжується трансформацією високоякісної енергії в енергію нижчої та найнижчої якості — тепло — й призводить до зростання ентропії.
Знизити ентропію в термодинамічно закритій системі, яка не отримує енергії ззовні, неможливо — адже вся якісна енергія такої системи врешті-решт перетворюється на низькоякісну, деградує до тепла. Проте у відкритій термодинамічній системі можливо протидіяти зростанню ентропії, використовуючи для цього високоякісну енергію, що надходить іззовні, й відводячи низькоякісну енергію за межі системи.
Всесвіт є закритою системою, й у ньому ентропія постійно зростає. Натомість біосфера є відкритою системою, яка підтримує власний низький рівень ентропії, використовуючи для цього зовнішнє джерело якісної променистої енергії — Сонце — й розсіюючи в космічний простір низькоякісну теплову енергію. Тому, крім ентропії фізичної (ентропії замкненої системи), в екології використовують поняття «ентропія екологічна» — кількість необоротно розсіяної в просторі теплової енергії, яка, проте, компенсується трансформованою енергією зовнішнього джерела — Сонця.
Ж Ентропія екологічна. ВКосмосі ентропія зростає з плином часу, але всередині хаосу існують острівці порядку. Один із найважливіших серед них — життя.
Живі системи за рахунок високовпорядкованої енергії Сонця з низьковпорядкованих компонентів довкілля створюють свій,
вищий, ніж у довкіллі, порядок. За популярним серед фізиків висловом, живе живиться не енергією, воно живиться чужим порядком (наприклад, порядком сонячного світла, хімічних зв'язків органічної речовини). В процесі самовпорядковування жива речовина необоротно розсіює енергію, яка плине крізь екосистеми, тобто створює ентропію екологічну.
Теплове розсіяння енергії екосистемами відбувається двома основними шляхами: 1) звичайних утрат тепла через різницю в температурах біоти й довкілля; 2) втрат тепла організмами та їх угрупованнями в процесах метаболізму (зокрема дихання) у зв'язку з вивільненням енергії в ході екзотермічних реакцій.
З погляду другого закону термодинаміки біосфера не є «безвідходним виробництвом»: відходи її діяльності — це не речовина, а це низькоякісна теплова енергія, що випромінюється за межі планети, тобто ентропія.
Вважають, що еволюція біосфери відбувалася в напрямі зменшення екологічної ентропії. Адже за постійної кількості енергії, що надходить, чим менше тепла випромінюється, тим більше виконується корисної роботи, тим упорядкованішою стає система. Наприклад, у системі продуцент—редуцент корисна робота полягає в протидії розпаду тіл лише двох ланок — продуцентів і реду-центів, а в системі продуцент—консумент—редуцент — уже в підтриманні організації трьох компонентів. За однакової кількості зовнішньої енергії в обох випадках друга система, котра здійснює більше корисної роботи, випромінюватиме менше тепла, тобто матиме нижчу екологічну ентропію. З цього випливає, що чим довшими є ланцюги живлення, тим вони енергетично досконаліші.
Рослини поглинають енергію Сонця. Ця енергія циркулює
в системі, яку ми називаємо біотою й можемо зобразити
у вигляді багатосхідчастої піраміди. Нижня сходинка — ґрунт.
Сходинка, на якій розташовуються рослини, спирається
на ґрунт; сходинка, на якій розміщуються комахи, — на рослини;
птахи й гризуни — на комах, і так далі, через різні групи тварин,
до вершини, на якій перебувають великі хижаки.
Види, що становлять одну сходинку, об'єднуються
не походженням чи зовнішньою схожістю, а типом їжі... Піт
залежності, які відображають передавання енергії, що міститься
в їжі, від її первинного джерела (рослини) через низку організмів,
кожен з яких поїдає попереднього й з'їдається наступним,
називаються ланцюгами живлення... Земля, таким чином, —
це не просто ґрунт, а джерело енергп, що циркулює в системі,
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
І І
замикаються через доступні неорганічні речовини. Геологічний кругообіг повільний і замкнений. Частина речовин із біологічного кругообігу надходить у геологічний у вигляді відмерлих решток, утворюючи осадові породи, які з часом під впливом тиску, температури та інших факторів трансформуються в граніти. Тектонічні підняття спричинюють винесення частини гранітних порід на поверхню. Граніти вивітрюються, й, як наслідок, утворюється фонд доступних речовин, що в подальшому знову залучаються до біологічного кругообігу.
Процеси кругообігу речовин у біосфері здійснюються збалансовано. Переважна більшість речовин, залучених до біологічного кругообігу, повертається в мінеральний стан і стає доступною для повторного використання живою речовиною. Лише невелика частина відкладається в осадових породах, але ці втрати компенсуються речовинами, які вивільнюються з гірських порід у результаті процесів вивітрювання.
Баланс та узгодженість біологічного й геологічного циклів досягаються завдяки живій речовині: за рахунок тривалих процесів видоутворення в разі появи нових ресурсів чи нових умов середовища й за рахунок формування численних прямих, зворотних і непрямих зв'язків між різними організмами та факторами середовища.
Зазвичай прискорення вивітрювання гірських порід спричиняє зростання кількості біогенних речовин, що, своєю чергою, стимулює збільшення кількості живої речовини й урешті-решт підвищує інтенсивність процесів винесення речовин у Світовий океан. Це призводить до інтенсивнішого нагромадження донних осадів. Кількість доступних речовин у біосфері починає швидко зменшуватися. Біосфера переходить на «голодний» режим, що супроводжується масовими вимираннями видів, посиленням конкурентної боротьби за ресурси й прискоренням процесів утворення нових, більш конкурентоспроможних та «економних» видів. Проте вимирання відбувається набагато швидше, ніж видоутворення. За приклад можуть правити кам'яновугільний і крейдовий періоди, коли надзвичайно швидко нагромаджувались осадові породи внаслідок катастрофічного вимирання багатьох видів палеозойської та ранньомезозойської флори й фауни. Вимирання завершувалося появою на планеті нових класів і типів (відділів) тварин і рослин. Іще тривають дискусії про причини порушення балансу між біологічним і геологічним кругообігами, однак катастрофічні наслідки цього й повільні темпи їх усунення очевидні.
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
І І
Сьогодні ситуація аналогічна, але, на відміну від попередніх епох, причина її відома: це діяльність людини — так званий антропогенний фактор (рис. 2.4).
Розглянемо головні причини порушення кругообігу речовин у біосфері.
• По-перше, це досить сильне штучне прискорення процесів
вивітрювання осадових і гранітних порід, пов'язане з видобуван
ням і переробкою корисних копалин, спалюванням вугілля, наф
ти, торфу, природного газу. В результаті в атмосфері збільшується
вміст вуглекислого газу, оксидів сірки, через кислотні дощі
зменшується рН грунту, що призводить до переходу багатьох еле
ментів у розчинений стан. Деякі з них у великих концентраціях
токсичні йнебезпечні для живого (наприклад, важкі метали —
мідь, цинк, свинець). Процеси кругообігу речовин у біологічному
циклі вповільнюються — адже гинуть носії живої речовини. Та
чим більше елементів переходить у розчин, тим більше їх вими
вається у Світовий океан. Прискорені темпи загибелі біоти,
вповільнені темпи повторного використання доступних мінераль
них речовин, зростання швидкості їх вимивання спричиняють
перезбагачення Світового океану біогенними елементами.
Внаслідок цього частішають спалахи «цвітіння» океану мікро
скопічними водоростями, які нерідко бувають токсичними й
пригнічують розвиток консументів, котрі їх споживають. Так,
порівняно з минулими століттями частота спалахів «цвітіння» в
Світовому океані зросла в 50—130 разів! Усе це прискорює проце
си вилучення з біосфери доступних біогенних речовин і їх
консервації в донних відкладах.
• По-друге, людина в процесі своєї господарської діяльності
створює численні речовини (наприклад, пластмаси), які надалі не
можуть бути ні використані продуцентами, ні розкладені до до
ступних мінеральних речовин редуцентами. Вони утворюють особ
ливу групу антропогенних «осадових» порід — відходи нашої
цивілізації, які археологи чомусь назвали «культурним шаром». Ці
відходи зрештою будуть трансформовані в літосфері в граніти й
потім у процесі вивітрювання знову стануть доступними для живої
речовини, але відбудеться це в геологічних вимірах часу — через
мільйони років. Тому є реальна загроза того, що доступні ресурси
біосфери можуть бути перероблені на відходи швидше, ніж завер
шиться цикл геологічного кругообігу- Що в цьому разі станеться з
біосферою (в тому числі й з людиною), передбачити нескладно.
І
о І
Ш
І
В
І
X
Я ю
S
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
І
Біогеоценози — елементарні одиниці § 2.4. j біосфери
...Ми, біологи, добре знаємо, що найстійкіше біологічне угруповання — це угруповання, яке складається з максимуму різноманітних видів. Наприклад, це тропічний ліс, який складається з багатьох десятків тисяч видів. А найнестійкіше угруповання — тундра: тут мало видів і звідси її страшенна вразливість, ранимість. Стійкою є лука, що складається з багатьох видів. А тільки-но ми застосовуємо монокультуру, то її вже треба постійно підживлювати добривами, захищати отрутохімікатами.., інакше вона існувати не може. Вона нестійка, бо «моно».
М. М. Воронцов,
російський біолог
•Загальне уявлення про екосистему.Процеси зв'язу-Овання сонячної енергії, її трансформації й накопичення в живій речовині, поглинання поживних речовин та їх перетворення, нагромадження осадових відкладів і вивітрювання гірських порід відбуваються в конкретних екосистемах. Термін «екосистема» запропонував англійський еколог А. Тенслі в 1935 р.Під екосистемою розуміють функціональну систему, яка вбирає в себе угруповання живих організмів разом із середовищем, в якому вони мешкають. Елементи цієї системи пов'язані між собою обміном речовин та енергії. Екосистемами є й біосфера в цілому, й окремий ліс, і окрема калюжа, й поодиноке дерево, тобто як за розмірами, так і за складом екосистеми дуже різноманітні. Головна спільна риса всіх екосистем — це те, що в певних ланках трофічного ланцюга екосистеми засвоюється, передається й перетворюється енергія. В екосистемах також відбуваються міграція й трансформація речовини. Залежно від характеру циркуляції речовини екосистеми поділяються на закриті й відкриті.
Закритою називають таку екосистему, в якій речовина циркулює від продуцентів до редуцентів по колу й саме в межах цієї екосистеми. Наприклад, у ставку біогенні елементи багаторазово проходять по тому самому колу: водорості—зоопланктон—риба— бактерії—мінеральні біогенні речовини—знову водорості.
У відкритих екосистемах речовина по колу не обертається. Наприклад, в екосистемі окремого дерева гусінь з'їдає листя про-
80
дуцента; саму ж гусінь ловлять птахи й відносять у свої гнізда на інші дерева. Отже, речовина з даної екосистеми вилучається й переноситься в іншу.
Розрізняють також екосистеми, здатні або не здатні до саморегуляції. Механізм саморегуляції в екосистемах першого типу здійснюється за принципом негативного зворотного зв'язку. Цей принцип у спрощеному варіанті можна уявити собі у вигляді ланцюга, кожна ланка якого виступає щодо двох сусідніх або хижаком, або жертвою. Якщо з якихось причин зменшується чисельність жертви, то через нестачу їжі з часом зменшується й чисельність хижака. Зниження чисельності хижака відповідно приводить до зменшення тиску на жертву, чисельність якої збільшується. Це знову створює умови для збільшення чисельності хижака. Отже, система «хижак—жертва» саморегулюється, тобто утримується в рівноважному стані. При цьому чисельність жертви й хижака постійно коливається навколо якогось середнього значення. Ці коливання дістали назву «хвиль життя».
Ш Біогеоценоз як елементарна екосистема біосфери.Елементарними екосистемами, з яких складається біосфера, є біогеоценози — замкнені екосистеми, здатні до саморегуляції.
Біогеоценозом називають однорідну ділянку земної поверхні з певним складом організмів, що населяють її (бактерій, рослин, тварин, грибів), і комплексом абіотичних компонентів (грунтом, повітрям, сонячною енергією та іншими), які пов 'язуються обміном речовини й енергії в єдину природну систему. Складові біогеоценозу — це біотоп — однорідний за абіотичними факторами середовища простір — і біоценоз — сукупність усіх представлених у межах даного біотопу організмів. Функціональні складові біоценозу: сукупність усіх продуцентів даного біотопу (вищі рослини, водорості, автотрофні бактерії) — так званий фітоценоз; сукупність тварин-консументів — зооценоз; сукупність редуцентів (бактерій і грибів-сапротрофів) — мікробоценоз. Межі біогеоценозу визначаються межами фітоценозу, тобто контуру однорідної рослинності, оскільки саме рослини-продуценти є першою ланкою трофічних ланцюгів біогеоценозу. Біогеоценози водойм називають також біогідроценозами.
Розміри конкретних біогеоценозів коливаються в досить широких межах: у пустелях площа біогеоценозу становить сотні тисяч квадратних метрів (наприклад, такири й барханні піски);
81
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
площа одного лісового біогеоценозу — зазвичай від кількох сотень до кількох десятків тисяч квадратних метрів (наприклад, березовий гай у дубовому лісі); лугові й степові біогеоценози ще менші — до кількох десятків, зрідка — сотень квадратних метрів. Як правило, виразних, різких меж між біогеоценозами не існує, а один поступово переходить в інший.
Будь-який біогеоценоз являє собою систему елементів, що взаємодіють, — популяцій живих організмів.
Кожний біогеоценоз характеризується біомасою та продуктивністю, має свою певну просторову й видову структури, певну сукупність ланцюгів живлення, які пов'язуються потоками речовини й енергії в специфічну для даного біогеоценозу трофічну мережу й визначають його інформативність.
Сукупність біогеоценозів із відносно схожими характеристиками (передусім — рослинністю), які займають значну територію й розвиваються в схожих кліматичних умовах, називають біома-ми. Сьогодні на нашій планеті виділяють близько ЗО основних біомів.
■ Біомаса й продуктивність біогеоценозу. Біомасою називають кількість живої речовини на одиниці площі в момент спостереження. Це один із найважливіших статичних показників біогеоценозу. Загальна біомаса визначається сумою біомас усіх популяцій, які населяють даний біогеоценоз. Найчастіше за одиницю біомаси беруть 1 г сухої (рідше — сирої) органічної речовини на 1 м2. Біомаса біогеоценозів різних типів коливається в широких межах (табл. 2.1).
Продуктивністю називають здатність живої речовини створювати, трансформувати й нагромаджувати органічну речовину (біомасу). На відміну від біомаси — це динамічний показник біогеоценозу.
Коли комбайни рухаються полем, коли траулер піднімає свої сітки з моря, коли ведеться вирубування лісу, то в будь-якому разі це означає, що людина збирає врожай органічної речовини. Сонячне світло й збирання врожаю пов'язані функцією екосистеми — здатністю нагромаджувати енергію в органічній речовині, інакше — продуктивністю, від розміру й динаміки якої цілком залежить життя всього сущого на Землі, й у тому числі — людини.
Р. Уіттекер,
американський еколог
82
Продуктивність — одна з найважливіших характеристик: вона відображає ефективність роботи біогеоценозів, швидкість потоку енергії й речовин в їхніх ланцюгах живлення. Виражають продуктивність через показники продукції.
Таблиця 2.1
Середня біомаса продуцентів і первинна продукція в біогеоценозах різних типів
Тип біогеоценозу | Середня біомаса (г/м2) | Первинна продукція (г/м2 рік) |
Вологий тропічний ліс | 45 000 | 2 200 |
Савани | 4 000 | |
Пустелі | ||
Напівпустелі | ||
Степи | 2 000 | |
Широколистяні ліси | 30 000 | 1 200 |
Хвойні ліси | 20 000 | |
Тундри | ||
Агроценози | 1 000 | |
Відкритий океан | ||
Планета в цілому | 3 600 |
Ш Продукція й деструкція.Розрізняють продукцію первинну —
швидкість засвоєння сонячної енергії у вигляді органічних речовин, синтезованих продуцентами, та продукцію вторинну — швидкість трансформації й накопичення органічної речовини консументами й редуцентами. Оцінюють первинну й вторинну продукції за кількістю органічної речовини, синтезованої (первинна продукція) чи накопиченої (вторинна продукція) за одиницю часу на одиниці площі, або за кількістю енергії, запасеної в цій речовині. Приблизно 1 кДжДм2 • рік) еквівалентне 0,06 г/(м2 ■ рік) сухої органічної речовини.
Вторинна продукція завжди менша від первинної, оскільки створюється вона в результаті трансформації органічної речовини продуцентів після їх споживання консументами чи редуцентами. Зміни значень продукції при переході від нижніх трофічних рівнів (продуцентів) до верхніх (первинних, вторинних чи третинних консументів) мають стрибкоподібний характер: уявіть
83
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
піраміду, в якої кожний наступний рівень становить приблизно лише 10 % попереднього. Зазвичай між первинною та вторинною продукціями є пряма залежність: чим більша первинна продукція, тим більша й вторинна, і навпаки.
Баланс продукції й деструкції в біогеоценозах суші. Вназемних біогеоценозах нагромаджена органічна речовина в подальшому поступово перетворюється на гумус, який завдяки своїм фізико-хімічним властивостям здатний зберігати поживні мінеральні ре-
Урожай |
Органічні добрива |
Мінеральні добрива |
Винесення біогенних елементів з урожаєм |
Мертва органічна речовина |
Поглинання рослинами |
Ґ---- Ь аданняІ ( * • U А |
----- *j- Втрати в ~^j результаті І бактеріальних І процесів |
Доступні біогенні елементи |
Пустелі
Напівпустелі
Тундри
Степи
Агроценози
Савани
Хвойні ліси
Широколистяні ліси
Вологі тропічні ліси
5000 10 000 15 000 20000 25000 30000 35 000 40000
Продукція, кДж/м |
Рис. 2.5
Середньорічна первинна продукція наземних біогеоценозів різних типів
[кДж/(м2 рік)]
На конкретне значення продукції впливає багато різних факторів, але, як правило, перше місце посідають вологість і температура, друге — забезпеченість біогеоценозу елементами мінерального живлення. Найбільшу продукцію мають біогеоце-нози вологого тропічного лісу. Далі продукція зменшується за градієнтами температури й вологості в напрямі від екватора до полюсів (рис. 2.5).
Окрім продукції, важливим показником є деструкція — швидкість розкладання органічної речовини до мінеральної. Процеси деструкції здійснюють редуценти — передусім гриби й бактерії. Різниця між первинною продукцією й деструкцією є показником акумуляції (накопичення) органічної речовини в біогеоценозі.
Рис. 2.6 Втрати біогенних елементів ґрунтом і шляхи їх компенсації
човини, запобігаючи тим самим їх вимиванню дошами й талою водою у Світовий океан. Тому багаті на гумус ґрунти (наприклад, чорноземи) містять великий запас поживних речовин, необхідних продуцентам, і є найродючішими.
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г п а в а 2
Біоекологія
У добре сформованих, стабільних біогеоценозах, таких як старі дубові ліси, ковилові степи, лишайникові тундри, органічна речовина майже не акумулюється. Тут первинна продукція практично дорівнює деструкції, тобто все, що синтезується рослинами, сповна споживається тваринами, грибами, бактеріями й розкладається до мінеральних речовин, які знову використовуються продуцентами й повертаються до біологічного кругообігу.
У біогеоценозах, які перебувають на стадії розвитку (так звані сукцесійні біогеоиенози, наприклад піщані річкові коси, що заростають), первинна продукція перевищує деструкцію, тобто відбувається акумуляція органічної речовини. В процесі нагромадження органічної речовини перші, примітивні біогеоценози замінюються складнішими, стійкішими й продуктивнішими (наприклад, піщані річкові коси з часом перетворюються на заплавні луки). Коли нарешті біогеоценоз досягає стабільного (клімаксного) стану, деструкція врівноважує первинну продукцію, й акумуляція органічної речовини майже припиняється.
Проте, коли людина займає землі під агроценози, вона починає з урожаєм вилучати з біотопу біогенні елементи, які були нагромаджені в гумусі попереднім «диким» біогеоценозом, а потім використані культурними рослинами. Це порушує збалансований кругообіг — поживні речовини, зв'язані у вигляді органічної речовини врожаю, в екосистему вже не повертаються, й через їх нестачу грунт починає втрачати родючість. Продуктивність агроценозу зменшується. Для компенсації винесення елементів мінерального живлення в грунти агроценозів необхідно вносити мінеральні добрива, причому в тій кількості, яка дорівнює кількості вилучених з урожаєм біогенних елементів (рис. 2.6).
Баланс продукції й деструкції у водних біогеоценозах.У біо-гідроиенозах нагромаджена органічна речовина або розкладається редуцентами до мінеральних речовин, які переходять у розчинений стан, або відкладається на дні, й таким чином вилучається з біологічного кругообігу. Якщо у воді нагромаджується багато розчинених мінеральних речовин, то, як правило, спостерігається масовий розвиток мікроскопічних водоростей — «цвітіння» води. При цьому на розкладання водоростевої біомаси використовується майже весь розчинений у воді кисень, а самі клітини водоростей можуть виділяти велику кількість токсичних речовин. Наприклад, динофітові водорості, які спричинюють у морях так
звані «червоні припливи», виділяють токсин, подібний до отрути кураре; синьозелені водорості, що спричинюють «цвітіння» води у водосховищах, виділяють токсини, котрі класифікуються як фактори швидкої й дуже швидкої смерті. Через отруєння води токсинами й нестачу кисню починаються замори риби, масова загибель інших гідробіонтів, вода стає небезпечною для здоров'я людини.
Переважання продукції над деструкцією, яке супроводжується значним збільшенням у біотопі вмісту поживних речовин, називають евтрофікацією (від грец. ев — добре, легко й трофе — живлення). В природних водоймах процеси евтрофікації зазвичай відбуваються повільно — віками й тисячоліттями, оскільки продукція, як і в наземних біогеоценозах, майже врівноважується деструкцією. Проте сьогодні під впливом діяльності людини евтрофікація водного середовища відбувається з величезною швидкістю: вміст біогенних елементів у воді збільшується передусім через скидання у водойми багатих на біогенні елементи стічних вод або надходження цих елементів у водне середовище із затоплених родючих грунтів унаслідок створення величезних рівнинних водосховищ, зокрема й на Дніпрі.
Швидку евтрофікацію водойм, яка відбувається під впливом людини, називають антропогенною евтрофікацією.
Ж Просторова структура біогеоценозу.Біогеоценози ніколи не бувають цілком однорідними. Навпаки, вони мають свою певну просторову структуру, яка є «обличчям» даного біогеоценозу. Просторова структура вбирає в себе ярусність і горизонтальну неоднорідність — мозаїчність.
Ефективність використання сонячного світла збільшується, коли воно вловлюється на різних висотах, починаючи з поверхні землі й до кількох десятків метрів (або від дна до поверхні води в біогідроценозах). Одновисотні зарості називають ярусами. Зазвичай у біогеоценозах суші виділяють деревний, чагарниковий, трав'янистий і мохово-лишайниковий яруси. Ступінь розвитку ярусної структури великою мірою визначає продуктивність біогео-ценозів. Найбільшу первинну продукцію мають лісові біогеоценози, причому простежується загальна закономірність: чим складніша ярусна структура, тим більша продуктивність біогеоценозу. Наприклад, у вологих тропічних лісах виділяють до дев'яти ярусів, у широколистяних — у середньому чотири, у хвойних —
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
І
три, савани й степи зазвичай двоярусні, а тундри й пустелі — одноярусні. Відповідно й продуктивність у цьому ряді поступово знижується: від найбільшої в тропічних лісах до найменшої — в пустелях і тундрах.
Неоднорідні біогеоценози й у горизонтальній площині. Завжди можна знайти густі або розріджені плями рослинності, нори, пориї та лігвища тварин, скупчення грибів, ділянки поверхні, які різняться освітленістю, вологістю тощо. Як правило, на таких ділянках склад і чисельність біоти дещо інші, ніж на основній території, зайнятій даним біогеоценозом.
Горизонтальна й вертикальна неоднорідність біогеоценозу зумовлює й деяку неоднорідність процесів трансформації енергії в його межах. Основною коміркою трансформації енергії в біогеоценозі є консорція — окрема особина або популяція рослин і просторово чи трофічно пов'язані з нею популяції інших рослин, тварин, грибів, бактерій. Назву консорції дають за назвою рослини, навколо якої групуються всі інші пов'язані з нею організми (так звані консорти). Наприклад, у дубовому лісі до консорції дуба входять: шапкові гриби, які утворюють мікоризу, паразитичні гриби-трутовики, лишайники, що оселяються на корі, птахи, що гніздяться на кроні, гусениці й довгоносики, що поїдають листя, павуки, що прикріплюють до гілок павутиння, бактерії, що розкладають листовий опад, кабани, які вишукують і поїдають жолуді, та багато інших представників, життя котрих у даному конкретному місці було б неможливим, якби тут не ріс дуб. Саме на рівні консорцій рухаються енергія й речовина трофічними ланцюгами в біогеоценозах.
Ступінь насиченості біогеоценозу різноманітними консор-ціями залежить від його видового багатства, тобто кількості видів, які живуть у даному біогеоценозі. Чим більше видів у біогеоценозі, тим краще він саморегулюється, тим стійкіший до дії різних несприятливих факторів (окрім катастрофічних).
Ш Трофічна мережа.До кожного біогеоценозу входить багато видів, які належать до продуцентів, консументів чи редуцентів. Харчові зв'язки між цими видами утворюють трофічну мережу, або мережу живлення. Суть її полягає в тому, що в меню будь-якого виду, за винятком продуцентів, входить не один, а кілька або багато інших видів. Кожен із цих видів, своєю чергою, може бути їжею для кількох інших. У результаті безліч ланцюгів жив-
лення в біогеоценозі складно переплітаються між собою, наче сітки. Зрозуміло, що чим більше видів населяють біогеоценоз, тим складнішою є його трофічна мережа.
її Сукцесії біогеоценозів.Поступові необоротні зміни складу та структури біогеоценозу, що спричинюються зовнішніми або внутрішніми факторами, називають сущесіями. Класичний приклад сукцесії — заростання озера й перетворення його на болото.
Сукцесії бувають повільними (тривають тисячоліття й десятки тисяч років), середніми (століття) й швидкими (десятиліття). Вони можуть відбуватися з внутрішніх причин (наприклад, утворення нових видів) або під впливом зовнішніх факторів (наприклад, засолення, підтоплення, вселення видів «чужих» фаун та флор), мати природне (наприклад, у результаті підняття чи опускання суші) чи антропогенне (вирубування лісу, розорювання степу) походження, бути прогресуючими (тобто супроводжуватися збільшенням продуктивності й видового багатства, як у випадку заростання новоутворених річкових піщаних кіс) або, навпаки, регресуючими.
Якщо біогеоценоз не перебуває в стані швидкої або середньої сукцесії, то продукція, біомаса й видове багатство в ньому коливаються навколо певного середнього значення в результаті процесів саморегуляції за принципом негативного зворотного зв'язку. Такий біогеоценоз перебуває в стані динамічної рівноваги, або клімаксному стані.
Можливість переходу клімаксного біогеоценозу в сукцесійний стан визначається з ак он ом одного процента, згідно з яким зміна енергетики природної системи в межах 1 %, як правило, не виводить екосистему з рівноважного стану, і навпаки. Зміна потоку енергії в біогеоценозі більше ніж на 1 %, як у бік його зменшення, так і в бік збільшення, виводить екосистему з клімаксу й переводить її в сукцесійний стан (рис. 2.7). При цьому через велику кількість факторів, що взаємодіють, здебільшого не можна дати точний прогноз, якого характеру набере сукцесія — прогресуючого чи регресуючого, тобто шляхи розвитку біогеоценозу стають непередбачуваними.
За приклад може слугувати досвід використання ДДТ (отрутохімікату дихлордифенілтрихлорметану) для боротьби зі шкідниками сільськогосподарських культур. Із агроценозів, куди вносили ДДТ, отрутохімікат різними шляхами надходив також і в навколишні природні біогеоценози. Спершу це надходження
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2 Біоекологія
супроводжувалося короткочасним збільшенням первинної продукції за рахунок тотального знищення комах. Але при цьому знизилась ефективність запилення рослин. Потім комахозапильні рослини почали витіснятися іншими видами, переважно бур'янами, здатними до інтенсивного вегетативного розмноження. Це спричинило зниження продукції природних біогеоценозів і «ввімкнуло» процеси довготривалих сукцесій.
§ 2.5. j Види, популяції та середовище
Лише останніми роками починаємо ми осягати зв'язки всередині найскладнішої екосистеми, де кожний біологічний вид потрібний, аби могли жити інші, більш розвинені види. І на самій верхівці ми бачимо людину, яка цілковито залежить від видів, що розвивалися до неї й зумовили її появу.
Т. Хейсрдал
А ~ стійкий стан екосистеми Б - гіперпродуктивність екосистеми В - деградація екосистеми |
о
х+0,5
х-0,5
Клімаксний стан |
Імовірний перехід у сукцесійний стан
Час
Рис. 2.7
Шляхи розвитку біогеоценозу в разі зміни потоку енергії (закон одного процента)
Отже, використання ДДТ призвело в природних біогеоценозах до швидкої прогресуючої сукцесії, в подальшому — до швидкої регресуючої, і нарешті — до повільної прогресуючої.
На жаль, сьогодні людина практично повсюдно виводить екосистеми за межі 1 % коливань енергетичних потоків, збільшуючи тим самим загальну нестабільність біосфери.
90
У |
явлення про популяцію.Головні дійові особи в будь-якому біогеоценозі — це сукупності видів, що його населяють, — популяції. Саме на рівні популяцій відбуваються процеси засвоєння, трансформації й передавання енергії ланцюгами живлення.
Під популяцією розуміють сукупність особин одного виду з єдиним генофондом, яка формується в результаті взаємодії потоку генів (схрещування, міграції, запилення, запліднення, поширення зачатків — спор, клітин, насіння, личинок, яєць) та умов довкілля. Популяція — це елементарна одиниця існування виду й та одиниця, з якою «працює» природний добір. Порівняно з видом, популяція фенотипно й генотипно зазвичай однорідніша. Наприклад, у популяції берези, що росте на болоті, дерева тонші, слабші, чутливіші до грибних захворювань, ніж у популяції берези того самого виду, яка росте на сухих місцях.
Популяції, як і біогеоценози, характеризуються багатьма показниками. З погляду екології, найсуттєвішим є показник мінімальної чисельності популяції, тобто такої чисельності, за якої в популяції ще підтримується необхідний рівень генетичної неоднорідності, завдяки чому вона не вироджується.
Наприклад, у популяціях із великою чисельністю схрещування відбуваються здебільшого між особинами, що не є близькими родичами. Завдяки цьому в популяції не накопичуються шкідливі мутації й вона процвітає. В противному разі переважають близь-коспоріднені схрещування, збільшується фонд генетичних захворювань, популяція вироджується й у подальшому зникає. Зазвичай (принаймні у тварин) мінімальна чисельність популяції становить кілька сотень особин. Послідовно підводячи популяції до мінімальної чисельності, людина знищує їх, навіть не вбиваючи останнього представника.
91
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г л а в а 2
Біоекологія
І
♦ Так на початку нашого століття людина знищила мандрівного голуба. Ці птахи навесні збирались у величезні зграї й у місцях ночівлі ставали легкою здобиччю для американських фермерів, які стріляли в них, збивали палицями, ловили сітками, а потім згодовували свиням. У Вашингтонському музеї виставлено чучело птаха з табличкою: «Марта. Останній представник виду. Померла о 1-й годині 1 вересня 1914 р. у віці 29 років у зоологічному саду м. Цинциннаті». Мандрівний голуб вимер не тому, що фермери винищили всіх цих птахів до єдиного (адже деяким птахам удалося врятуватися від мисливців), а через те, що людина звела рівень усіх його популяцій до чисельності, нижчої за мінімальну. Після цього мандрівний голуб як вид уже був приречений: припинився обмін генами, була втрачена генетична різноманітність. Тому навіть зоопарк Цинциннаті, де ще зберігалося кілька птахів, не був спроможний запобігти втраті. Мандрівний голуб припинив своє існування як біологічний вид іще до того, як померла його остання представниця — Марта.
Будь-яка популяція залежить не лише від генетичної різноманітності та пов'язаного з нею потоку генів, а й від факторів довкілля.
Основні екологічні фактори,як правило, класифікують за їхньою природою, поділяючи на абіотичні, біотичні та антропогенні.
До абіотичних факторів, тобто безпосередньо не пов'язаних із діяльністю живої речовини, належать: космічні, геліофізичні та геофізичні (наприклад, рівень космічного випромінювання, потік сонячної енергії, фази 11-річного сонячного циклу, напруженість магнітного поля Землі); кліматичні й метеорологічні (температура, вологість, тиск, освітленість, вітер і т. д.), а також катастрофічні природні явища — повені, посухи, пожежі; едафічні (грунтові) та гідрологічні (наприклад, хімічний склад ґрунту й води, рН, уміст розчиненої органічної речовини, гранулометричний склад, швидкість фільтрації води, її прозорість, солоність, ступінь насиченості киснем).
До біотичних належать фактори, безпосередньо зумовлені різноманітними аспектами діяльності живої речовини, наприклад: конкуренція рослин за світло, тварин — за джерела їжі, наявність певних патогенів, іміграція та еміграція видів, сукцесії, пристосувальні (адаптивні) та еволюційні процеси.
До антропогенних належать фактори, зумовлені діяльністю людини: вирубування лісів, зарегулювання річок, меліорація, хімізація, інтродукція (введення в культуру) нових видів рослин чи тварин і т. д. Сьогодні розроблено досить складні класифікації антропогенних факторів. Це свідчить, що діяльність людини стала глобальним, планетарним фактором, який надзвичайно потужно впливає на довкілля.
Біологічно людина являє собою лише частину єдиної природної системи. І водночас людське суспільство покликане експлуатувати цю систему в цілому для того, щоб виробляти матеріальні блага. Парадоксальне становище, яке ми займаємо в природі, відіграючи заразом ролі її представника та експлуататора, заважає нам правильно зрозуміти її.
Б. Коммонер,
американський біолог, спеціаліст у галузі охорони довкілля
і Екологічна ніша.Кожна конкретна популяція присутня в біогеоценозі не випадково: вона виконує певні функції в трофічних ланцюгах; вона певним чином пристосована до умов середовища; вона займає в біогеоценозі певний простір. Ці три поняття — «професія» виду в екосистемі, його ставлення до факторів зовнішнього середовища (температури, світла, вологості, джерел живлення та інших — так звана багатовимірна ніша) та «адреса» — були об'єднані американським екологом Ю. Одумом у термін екологічна ніша.
Зазвичай у природних биогеоценозах (особливо клімаксних) кількість екологічних ніш збігається з кількістю видів, які цей біогеоценоз населяють (принцип Гаузе). Якщо ніші, зайняті різними популяціями, частково перекриваються, то такі види починають конкурувати між собою за той ресурс, за яким відбувається перекривання. Це призводить до поступового витіснення з біогеоценозу менш конкурентоспроможного виду. Конкуренція, так само, як і взаємовідношення типу «хижак—жертва», має надзвичайно важливе значення для підтримання стабільної видової структури біогеоценозу й запобігає надмірному розселенню певних конкретних видів.
II Лімітуючі фактори.Багатовимірна ніша визначає екологічний діапазон певного виду стосовно факторів зовнішнього середовища. Діапазон значень будь-якого фактора, в межах якого вид
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г па в а 2
Біоекологія
І І
здатний існувати, називають діапазоном толерантності.Наприклад, верес вегетує в діапазоні рН 3,5—4,5, жовтець — рН 4,5— 6,5, лисохвіст — рН 6,5—8,0. Ці значення рН є діапазоном толерантності до значень кислотності середовища вересу, жовтцю йлисохвосту відповідно. Зрозуміло, що в одному біогеоценозі всі ці три види рости не можуть. Загалом же кількість параметрів, які описують багатовимірну нішу конкретного виду, дуже велика.
Присутність і процвітання виду в певному біотопі залежать від усього цього комплексу умов. Проте відсутність чи неможливість процвітання визначається нестачею або, навпаки, надміром лише одного якого-небудь фактора. Наприклад, якщо за значенням вологості, освітленості, температури, вмісту азоту, фосфору, калію біотоп сприятливий для жовтцю, але значення рН виходить за межі діапазону толерантності (наприклад, становить 3,5), то жовтець у даному біогеоценозі розвиватися не буде. В цьому разі говорять, що рН — фактор, який обмежує розвиток жовтцю в конкретному біогеоценозі, або лімітуючий фактор.
Інший приклад. Чисельність зайця-біляка на невеликих островах у Білому морі залежить від багатьох факторів — температури, вітру, вологості, наявності укриттів, рівня захворюваності популяції й т. п., але найбільшою мірою визначається біомасою рослин, якими заєць харчується (злаків, бобових) та рівнем браконьєрства. Ці два фактори є лімітуючими, тоді як інші — другорядними.
Концепція лімітуючих факторів дає змогу зрозуміти, наскільки вразливі, незважаючи на здатність до саморегуляції, природні екосистеми, і разом із законом одного процента показує, як легко вивести біогеоценоз зі стану динамічної рівноваги.
Ш Екологічна валентність видів.Хоча діапазони толерантності в різних видів свої, проте криві, що описують ці діапазони, подібні. Якщо на осі абсцис відкласти діапазон значень якого-небудь фактора, а на осі ординат — інтенсивність розвитку виду, то залежність між цими параметрами описуватиметься дзвоно-подібною кривою. Діапазон фактора, який зумовлює верхню частину кривої, називають зоною оптимуму даного фактора для даного виду. Нижні частини «дзвона» — це зони зниження життєдіяльності, або зони песимуму. Області значень фактора, де інтенсивність розвитку виду дорівнює нулю, — це зони смерті (так звані летальні зони), в межах яких даний вид існувати не може.
Діапазон зони оптимуму є критерієм визначення екологічної валентності виду. Види з широкими зонами оптимуму (високою екологічною валентністю) називають евритопними, тобто пристосованими до змін значень даного фактора в широких межах. Види з вузькими зонами оптимуму називають степотопними.
к § о л с;ш о S |
Жовтець |
ЗС - зона стресу (песимуму) ЗО - зона оптимуму
Квасениця
Рис. 2.8 Стенотопні та евритопні види в біогеоценозі
Так, екологічний оптимум жовтцю стосовно рН ширший, ніж у квасениці (рис. 2.8). Відповідно жовтець є більш евритопним порівняно з квасеницею. Приклади евритопних видів — більшість бур'янів (пирій, суріпок, лутига тощо), багато кліщів, черепашкові амеби, цвілеві гриби, стенотопних — більшість лишайників, усі орхідні, багато хижих птахів та ін. Види з широкою екологічною амплітудою одразу за багатьма факторами середовища часто називають убіквістами. Зазвичай у разі виходу екосистеми з рівноважного стану більш стенотопні види першими випадають із біогеоценозів, і саме ці види дають змогу помітити початок сук-цесійних змін у біогеоценозі. Цю особливість стенотопних видів широко використовують для біологічної індикації стану середовища.
II Кількісний розвиток популяцій.Кількість особин конкретної популяції залежить передусім від стану народжуваності й смертності. Чисельність популяції залишається постійною тоді, коли народжуваність дорівнює смертності. Збільшення народжуваності
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
й зменшення смертності призводять до збільшення популяцій, і навпаки.
Для аналізу причин, які зумовлюють співвідношення смертності й народжуваності, в екології часто використовують аналіз кривих виживання популяцій.
Криву виживання певної популяції можна побудувати, якщо постійно реєструвати кількість народжених у ній особин і зміни їхньої кількості в часі. Потім будують графік, де на осі абсцис відкладають вік особин, а на осі ординат — процент особин, які вижили, стосовно чисельності вихідної популяції.
о;
ш
Рис. 2.9 Криві виживання
Добуті таким чином криві виживання умовно можна звести до трьох основних типів (рис. 2.9): крива типу А відповідає популяції, де головний фактор, що визначає смертність, — це старіння. В природі таке трапляється рідко, проте досить характерне для популяцій людей у розвинених країнах. Крива типу Б характерна для популяцій із високим рівнем смертності на початкових стадіях розвитку. Зазвичай до причин смертності в таких популяціях належать хвороби, нестача поживних речовин, високий тиск із боку хижаків, а в популяціях людей — також і війни. Крива типу В відповідає популяціям із високим рівнем смертності протягом усього життя, як правило, в результаті випадкової
загибелі з найрізноманітніших причин. Типові приклади — різні популяції рослин, безхребетних тварин, риб.
За допомогою кривих виживання можна визначати смертність особин різних видів залежно від віку й з'ясовувати, коли така популяція найуразливіша.
Ш Регуляція кількісного розвитку популяцій.Кількісний розвиток популяцій контролюється механізмами взаємодії з іншими популяціями (передусім — за принципом зворотного зв'язку) та обмеженістю ресурсів конкретних біотопів. Наприклад, діатомова водорость талласіозіра, що живе в морях і океанах, має широкі діапазони толерантності за багатьма параметрами. Вона здатна поділятися надвоє щодня. В разі розмноження талласіозіри такими темпами її біомаса за 40 діб перевершила б масу нашої планети. Але в реальному житті такого ніколи не буває.
Є два основних механізми запобігання надмірному розвиткові конкретних популяцій: • за принципом зворотного зв'язку «популяція—ресурси середовища»; • за моделями біотичних зв'язків — «жертва—хижак», «хазяїн—паразит».
♦ Прикладом зворотної регуляції за ресурсами середовища
може бути історія розведення кіз на острові Кіпр. Коза — неви
багливий і всеїдний первинний консумент. Зазвичай вона їсть
траву, видираючи її разом із корінням. Коли закінчується трава,
коза переходить на кущі й молоді дерева, а якщо не залишається
й цієї їжі, — об'їдає деревну кору. Після кози на Кіпрі від квіту
чих, родючих земель не залишилося нічого. Зрештою кіпрські
кози й самі загинули з голоду, але раніше запустів увесь Кіпр. За
античних часів кози «з'їли» Ліван, Сирію, Марокко, Іспанію,
Італію, Грецію. Експансію кози зупинила тільки нестача ресурсів.
Обмежувальна дія паразитизму й хижацтва полягає в тому, що коли починається вибухоподібне зростання якої-небудь популяції, то на такого «бунтівника» накидаються бактерії, паразитичні безхребетні тварини, патогенні гриби, віруси, різні хижаки.
Обмежувальну дію хижацтва було розглянуто раніше, коли обговорювалася модель «хижак—жертва».
♦ Лімітуючу дію паразитизму можна проілюструвати на при
кладі історії розведення ялини в Карпатах. Під час другої світової
війни німці для збільшення виробництва деревини почали тут
масове вирубування бука, а на його місце висаджували ялину —
дерево, яке характеризується дуже швидким ростом. Протягом
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г пав а 2
Біоекологія
двох десятиліть ялина захопила майже весь вільний від бука простір і вклинилася в букові праліси, піднімаючися на місцях вивалювання старих дерев. Та переможний марш ялини невдовзі припинився: дерева почали масово уражатися паразитичним грибом — кореневою губкою, оскільки густе розташування ялин |
Рис. 2.12 Ревучий бізон. Мадлен, печера Альтамира. Іспанія
оцінює цей факт польський учений Т. Білецький: «Кінцевий результат еволюції гомінідів, розум сучасної людини, значно перевищує вимоги примітивного збирацького й мисливського способу життя та примітивної суспільної організації, що були характерними для гомінідів протягом майже всього плейстоцену; в цьому випадку наслідок абсолютно не відповідає причині». Складається враження, начебто еволюція людини заздалегідь «передбачала» майбутні потреби виду гомо сапієнс і наділила його таким «комп'ютером», який чомусь не використовується на повну силу, але, можливо, буде задіяний у майбутньому. За деякими оцінками, мозок сучасної людини реалізує лише близько 2 % своїх потенційних можливостей.
/05
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
Загальні уявлення про ноосферу.Людина в біосфері Землі виступила в ролі нової сили, нового фактора. Сьогодні людина вже оволоділа й продовжує оволодівати величезними силами природи, і це поставило перед нею найболючіше питання — про саму себе. Хто ж вона, людина, яке її місце в світі? Які її права та обов'язки перед Матір'ю-Природою й самою собою? Чи є межа цих прав? А якщо є, то де вона? «Людина вперше реально зрозуміла, — писав В. 1. Вернадський, — що вона — житель планети й може, повинна мислити й діяти в новому аспекті, не лише окремої особини, сім'ї або роду, держав або їхніх союзів, а й у планетарному аспекті».
Нині складаються зовсім нові взаємовідносини в системі людина—біосфера. Земля, котра раніше здавалася людині неосяжною, безкраєю, величезною, сили якої викликали в неї благоговійний трепет, були грізним нагадуванням про безсилість виду гомо сапієнс, сьогодні вже такою не уявляється. Хоча сліпі природні сили й нині не стали слабшими й час від часу нагадують про себе руйнівними землетрусами або іншими стихійними лихами, могутність людини здається просто безмежною.
• За рахунок роботи тисяч радіо-, телестанцій, релейних ліній
та інших об'єктів Земля сьогодні випромінює енергії в радіодіапа
зоні (на метрових хвилях) більше, ніж Сонце.
• Щороку людство лише в сільському господарстві перевер
тає, перелопачує своїми плугами й культиваторами таку масу
грунту, яка в 200 разів більша, ніж маса піску, глини, мулу, що
виносяться в океан усіма річками Землі.
• Людство стало провокувати справжні землетруси — в
результаті підземних ядерних вибухів, а також будівництва вели
ких водосховищ у сейсмічно небезпечних зонах.
• Сьогодні людина не лише використовує всі елементи таб
лиці Менделєєва, а й створює нові, яких раніше не було на Землі,
наприклад плутоній.
• Усе добуте з надр Землі людина розсіює на поверхні, коло
сально прискорюючи переміщення хімічних елементів у біосфері,
руйнуючи ті біохімічні цикли, які склалися протягом мільйонів
років.
• Запаси енергетичної сировини, металів та інші, які природа
накопичувала в своїх коморах протягом цілих геологічних
періодів, людина розтрачує за лічені десятиліття. Натомість вона
106
вносить у природу нові сполуки, здебільшого шкідливі для біосфери. На сьогодні за рахунок техногенної діяльності в біосферу потрапило вже близько 50 тис. нових хімічних речовин, не властивих природі і, як правило, шкідливих для живих організмів.
Люди й далі продовжують діяти в тому самому напрямі, не усвідомлюючи очевидного факту: Земля, на якій вони розвинулися до сучасного рівня, — це маленька планета з обмеженими ресурсами й дуже вразливим режимом, і вона вимагає до себе тим обережнішого і дбайливішого ставлення, чим ширшими стають можливості людей порушувати цей режим.
В. І. Вернадський висунув тезу про те, що біосфера Землі закономірно й неминуче перейде в нову якість, стане ноосферою (від грец. ноос — розум). На його думку, людина перебере на себе керівництво всіма процесами в біосфері, спрямує її розвиток у потрібному для себе напрямі. На зміну «дикій» біосфері має прийти нова оболонка — ноосфера, тобто якісно новий стан біосфери, переробленої, перебудованої розумом людини та її працею.
Сьогодні можна констатувати, що біосфера справді різко змінюється під впливом технологічної діяльності людини, дедалі більше замінюється техносферою, в якій дехто з учених іще недавно схильний був убачати початок формування ноосфери, передбачуваної В. І. Вернадським. Проте сьогодні стало ясно, що наступ техносфери супроводжується такими змінами природного середовища, які вже почали загрожувати самому існуванню людини на Землі. Відбувається прискорене руйнування основних, життєво важливих комірок біосфери, яке прогресує й уже здатне призвести до її повної деградації й загибелі, що автоматично означає загибель людства, оскільки люди не можуть існувати в іншому середовищі, ніж те, в якому вони з'явилися та існували. Отже, дедалі активніше рухаючи вперед «технічний прогрес», людство лише погіршує загальну ситуацію в біосфері й своє власне становище в ній.
У загальному вигляді закон ноосфери В. І. Вернадського дає відповідь на питання, в який бік спрямований соціально-екологічний процес: біосфера неминуче перетвориться на ноосферу, тобто сферу, де розум людини відіграватиме домінантну роль у розвитку системи людина—природа... Мрія й віра, звичайно, світла, але досить далека від реальності п недостатня ні як науковий прогноз, ні як визначення закону ноосфери, хоча сам закон, безперечно, справедливий. Він точний у тому розумінні, що в разі, якщо людство не почне розумно
107
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
регулювати свою чисельність і тиск на природу, зважаючи на її закони, біосфера в зміненому вигляді може зберегтися, але цивілізація, а не виключено — й вид гомо сапієнс, загинуть... Керуватимуть люди не природою, а передусім собою, й у цьому суть закону ноосфери
М. Ф. Реймерс,
видатний російський біолог, еколог
На думку деяких учених, серед причин цієї глобальної екологічної кризи, що насувається, головними є дві: надмірне зростання чисельності населення Землі й надмірне використання людиною основних природних ресурсів.
Ситуація ще більше ускладнюється тим, що до появи на Землі людини всі процеси в біосфері базувалися на використанні відновлюваних ресурсів. Сьогодні людство 90 % енергії для своїх потреб добуває з невідновлюваних джерел (спалює нафту, вугілля, газ тощо). Використання ресурсів цього типу спричиняє такі порушення в біосфері, з якими вона неспроможна боротися. Наприклад, у природи немає механізмів нейтралізації радіоактивного забруднення внаслідок діяльності АЕС. Не може природа також компенсувати шкоду, заподіяну будівництвом гідроелектростанцій, коли великі ділянки суші затоплюються водою.
Зруйновані людством біоти самі стають джерелом забруднення природного середовища. Наприклад, через надмірне внесення в грунт мінеральних добрив і пестицидів порушуються склад і діяльність мікроорганізмів, що призводить до посиленого надходження в атмосферу метану й вуглекислого газу. З цієї ж причини, а також унаслідок швидкого знищення лісів біота континентів почала виділяти в атмосферу стільки СО2, скільки його надходить туди ж від згоряння мінерального палива.
На жаль, мрія В. І. Вернадського про те, що людина може перебрати на себе керівництво всіма процесами в біосфері, спрямувати їх у «розумне русло» сьогодні виглядає нереальною. Якщо ми хочемо створити систему для повного керування біосферою, вона має бути (за правилом Ешбі) складнішою від самої біосфери. За підрахунками вчених, для цього всю поверхню Землі (разом з океанами!) довелося б укрити шаром ідеальних комп'ютерів розміром із бактерію з комірками пам'яті молекулярних розмірів і програмами, складнішими, ніж генетичні програми роз-
108
витку мільйонів видів живих істот! Звичайно, таке завдання не під силу людині. То чи є взагалі сенс ставити питання про керування всією біосферою?
Нам не можна забувати, що ми — частинка надзвичайно складної системи, єдиного біологічного комплексу, котрий об'єднує все — від планктону й лісів, що виробляють кисень, до землі й вод, що виробляють продукти харчування, незамінні ресурси яких доступні нам цілком завдяки діяльності й комах, і черв'яків, і бактерій — усіх непомітних істот, яких людина через своє неуцтво часто зневажає.
Ми живемо в домі, ім'я якому — біосфера. Але вона, своєю чергою, тільки мала частинка Великого Всесвіту. Наш дім лише зовсім маленька частинка неосяжного Космосу. І людина зобов'язана відчувати себе частинкою неосяжного Космосу. Вона повинна знати, що виникла не через чиюсь потойбічну волю, а в результаті розвитку, і, як апофеоз цього розвитку, вона знайшла Розум, здатний передбачати результати своїх дій і впливати на події, що відбуваються навколо неї, а відтак, і на те, що відбувається у Всесвіті! Вільний вибір має спиратися на світогляд, котрий формується досвідом багатьох поколінь. Людина повинна знати, що їй недоступно й заборонено, — в усі часи гонитва за ілюзіями, фантомами була однією з головних небезпек, які чигають на людину... Ці принципи — основа екологи, фундамент екологічного світогляду.
:■ ■ ■■.
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г л а в а 2
Біоекопогія
І
Сьогодні вченими описано близько 1,7 млн сучасних видів, із них порівняно добре вивчено приблизно 3 %. Відносно вивченими вважаються 400—700 тис. видів, більш як половина залишаються практично невивченими — вони представлені тільки одиничними гербарними екземплярами, одиничними тушками, черепами, іншими рештками чи навіть одиничними описами. За оцінками спеціалістів, іще від 15 до 80 млн видів, які існують нині на планеті, людству поки що взагалі не відомі.
Стрімкий розвиток цивілізації не прискорив процесів видоутворення, але інтенсифікував процеси вимирання видів. Це відбувається через руйнування місць проживання видів, надмірну економічну експлуатацію окремих видів (масовий відстріл тварин, хижацьке рибальство, вирубування комерційно цінних видів дерев тощо), конкуренцію з екзотичними видами «чужих» фаун і флор, екстенсивне нарощування масштабів сільськогосподарської діяльності (передусім вирубування лісів і розорювання під сільськогосподарські угіддя цілинних земель), глобальне техногенне забруднення біосфери.
♦ За сучасними оцінками, сьогодні темпи вимирання видів під антропогенним пресом перевищують темпи природного вимирання в 100—1000 разів, і навіть якщо ці темпи залишаться на нинішньому рівні (а поки що вони наростають), через 50—100 років планета втратить від 25 до 50 % сучасної видової різноманітності! Мільйони (а можливо, десятки мільйонів) видів можуть зникнути швидше, ніж людство дізнається про їхнє існування.
У 1948 р. при ООН було створено спеціальну Комісію з охорони видів рослин і тварин, що зникають, а з часом — Міжнародну Червону книгу, куди заносяться дані про всі види рослин і тварин, які опинилися на межі вимирання. Ідея створення Червоної книги належить англійському зоологові П. Скотту. Міжнародна Червона книга складається з кількох солідних томів. До неї внесено близько 300 видів і підвидів ссавців, близько 300 видів птахів, понад 100 видів плазунів, близько 40 видів земноводних, понад 250 видів вищих рослин. У Червоній книзі є також і «чорний список», куди заносять тварин і рослини, які зникли на планеті після 1600 р. Види, внесені до Червоної книги, підлягають обов'язковій міжнародній і державній охороні, вони є об'єктами численних міждержавних угод, договорів, наукових проектів.
114
З 1970 по 1999 р. кількість видів, яким загрожує повне вимирання, зросла з 92 до 550.
На відміну від нас, тварини — не володарі свого майбутнього... Вони не можуть домагатися автономії, в них немає членів парламенту, котрих вони могли б закидати скаргами, вони не можуть навіть змусити свої профспілки оголосити страйк і вимагати ліпших умов. їхнє майбутнє, саме їхнє існування — в наших руках.
Дж. Даррелл
Сьогодні, крім Міжнародної Червоної книги, всі розвинені країни створюють національні Червоні книги. В Україні першу Червону книгу випущено в 1980 p., а через два роки ухвалено Закон про Червону книгу України, який закріпив її в статусі державного документа. В 1994 й 1996 р. Червону книгу України було перевидано вже у двох томах. Кількість видів, які в нашій країні опинилися перед загрозою зникнення, стрімко зростає. Наприклад, якщо в перше видання Червоної книги України було внесено 151 вид вищих рослин і 29 — ссавців, то в друге — вже 467 і 41 відповідно.
Екосистемна біорізноманітність— це сукупність екосистем планети на всіх рівнях, починаючи з біогеоценотичного. Різноманітність елементарних екосистем планети — біогеоценозів — величезна. Найбільша цінність екосистемної різноманітності полягає в сукупності зв'язків між елементами екосистем — видами — та абіотичними факторами середовища. Вважають, що чим більше видове багатство екосистеми, тим вища її інформативність, тим краще збалансовані потоки речовини та енергії, тим злагод-женіше працюють механізми її саморегуляції.
Екосистеми планети — найуразливіший компонент біологічної різноманітності. Навіть випадіння з екосистеми одного, другорядного стосовно продукції, виду порушує систему зв'язків, що складалася віками. А вилучення з екосистеми виду-домінанта дощенту руйнує її. Вирубуючи ліс, людина використовує для своїх потреб лише деякі органи одного, рідше — кількох видів (зазвичай стовбури однієї—п'яти деревних порід), але винищує при цьому сотні, а іноді й тисячі видів, супутніх домінантові.
Наприклад, навіть порівняно бідний на види біогеоценоз ялинника налічує в середньому кілька десятків видів вищих рослин, по кілька сотень видів бактерій, грибів, водоростей і безхребетних тварин, мінімум кілька видів хребетних. Заготівля стов-
//5
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г л а в a 2
Біоекологія
бурів однієї тільки ялини на території експлуатованого біогеоценозу супроводжується загибеллю близько 1000 видів інших організмів.
Спробуйте уявити собі втрати, завдані біорізноманітності вирубуванням вологого тропічного лісу, де лише на одному дереві можна знайти аж 43 види мурашок, де на одному гектарі росте понад 700 видів деревних порід. Сьогодні територія, зайнята такими лісами, скоротилася більш як удвоє й продовжує скорочуватися на 1 % щороку. І це при тому, що у вологих тропічних лісах, за найобережнішими оцінками, неописаними (тобто невідомими науці) залишаються 80 % тварин і 30 % вищих рослин. Ці невідомі види не можна зберегти жодним іншим способом, окрім як зберігаючи екосистеми в цілому.
На відміну від видів, котрі часом можуть пристосуватися до антропогенного фактора, переселитися в штучні біогеоценози — агроценози, лісосмуги й лісопосадки, водосховища й ставки, природні екосистеми до людини не пристосовуються. Вони або остаточно деградують, або перетворюються на квазіприродні екосистеми.
Подібно до Червоної книги, сьогодні складаються списки рідкісних екосистем і тих, що зникають, а отже, потребують особливої охорони. Такі списки називають Зеленою книгою. Не викликає сумніву, що Зелена книга найближчим часом набуде статусу державного документа, як і Червона книга.
Я Збереження біорізноманітності — це складна, комплексна проблема. Вона пов'язана з цілою системою юридичних, наукових, організаційних, фінансових, етичних, виховних заходів, охоплює біорізноманітність на всіх її рівнях. Завдання щодо збереження біорізноманітності входять до глобальної концепції стратегії й тактики виживання людства. Це: • планування й збалансоване використання земельних ресурсів; • боротьба зі зменшенням площі лісів; • невиснажливе використання природних екосистем; • невиснажливе ведення сільського господарства; • зниження рівня техногенних забруднень води, грунту й повітря; • раціональне використання ресурсів моря та ін. Проте є й система специфічних заходів захисту. Це, передусім, заповідна справа та біоконсервація.
Заповідна справа— це теорія й практика організації та збереження заповідних територій різних рангів. На заповідних територіях охороняються як окремі носії біорізноманітності — попу-
116
ляції, види, екосистеми, так і середовище проживання в цілому. Ранг заповідної території визначається науковою значущістю об'єктів, що охороняються, та її площею. Серед заповідних територій найвищий ранг мають заповідники й національні природні парки (табл. 2.2), потім — заказники й заповідно-мисливські господарства, а також пам'ятки природи.
Таблиця 2.2 України |
X
о.
Я
в. я
В
ЗІ
•і
я
S
І
■
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
ляціями, розташованими на межі ареалу виду. Створення системи таких пам'яток природи сприяє збереженню передусім генетичної різноманітності. На їхній території заборонено будь-яку діяльність, що руйнує чи пошкоджує об'єкти охорони.
Проте навіть розвинена мережа заповідних територій не зможе забезпечити збереження біорізноманітності, якщо не припи-
Регіональні | Заповідні | ||
Ботанічні сади, | ландшафтні парки | урочища | |
зоологічні парки, дендрологічні парки, | (18%) | (3 %) 1 | Природні |
парки-пам'ятки | / у | заповідники (6 %) | |
садово-паркового | / / | ||
мистецтва | |||
(1%) Х | |||
Біосферні | |||
заповідники | |||
г V | -"" (9%) | ||
Пам'ятки | |||
т | - природи | ||
Заказники | |||
(39 %) | ч Національні | ||
природні парки |
Рис. 2.14 Структура території природно-заповідного фонду України
Біоконсервація належить до галузі новітніх напрямів біоеко-логії. Це система заходів, спрямованих на збереження генетичної й видової різноманітності шляхом збереження популяційних і видових генотипів окремих особин поза природними місцями проживання — в зоопарках, ботанічних садах, у колекціях культур тощо.
Біоконсервація сьогодні розглядається як остання лінія захисту генетичної й видової біорізноманітності. Для цього розвивається мережа зоопарків, створюються колекції рослин у бота-
Площа, тис. га
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Роки
II Загальна площа ПЗФ
Ні Площа територій та об'єктів загальнодержавного значення
Рис. 2.15 Зростання площі природно-заповідного фонду (ПЗФ) України (1992—2001)
ниться глобальний вплив на біоту антропогенного забруднення. Навіть у біосферних заповідниках з їхньою налагодженою й суворою системою охорони деградація біоти триває. Наприклад, у Карпатському біосферному заповіднику через кислотні дощі дедалі скорочуються популяції лишайників, занесених до Червоної книги.
У природно-заповідний фонд України (рис. 2.14, 2.15) входять також регіональні ландшафтні парки, заповідні урочища, ботанічні сади, зоологічні, дендрологічні парки, пам'ятки садово-паркового мистецтва тощо. Загалом природно-заповідний фонд України в 2001 р. налічував у своєму складі 6939 територій і об'єктів площею 2508,7 тис. га, що становить 4,16 % території країни.
122
нічних садах, колекції культур мікроорганізмів, грибів, водоростей, найпростіших, банки насіння, кріоколекції тварин, де гамети й навіть ембріони зберігаються в замороженому стані, організовуються сховища культур тканин рослин і тварин.
Сьогодні людство «законсервувало» для нащадків близько 10 % відомої науці сучасної біоти. Однак біоконсервація поки що не може стати гарантом збереження біорізноманітності. Законсервувати будь-який вид — це складна наукова й технічна задача. Але незмірно складнішою справою є розконсервація виду й повернення його в природу. Вид, випущений «із пробірки» в природу, як правило, поводиться непередбачувано: адже він потрапляє до системи з іншими зв'язками. Найчастіше такий вид не
123
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекопогія
встигає пристосуватися до свого оточення й стає легкою здобиччю для хижаків, субстратом для хвороб, їжею для паразитів. Якщо ж він виявляється здатним протистояти цьому тискові, то зазвичай сам стає агресором: витіснює види аборигенної флори й фауни, стрімко розселяється, створює різні біоперешкоди. Такі наслідки біологи й екологи називають «беззвучними вибухами».
Екологічна мережа.Протягом останніх п'яти років в Україні, як і в усьому світі, велике значення надається розвиткові екологічної мережі. Концепція екомережі є інтегральною в організації збереження біологічної і ландшафтної різноманітності. Вона поєднує в собі всі попередні системи охорони природи, пов'язує природоохоронну діяльність із різними секторами економіки (аграрним, транспортним, лісовим, туристичним тощо) і є основним елементом стратегії збалансованого розвитку. Це якісно новий підхід до розв'язання споконвічної проблеми людства у відносинах із Природою, спрямований на забезпечення функціонування всіх природних компонентів довкілля як єдиної цілісної системи.
Національна екологічна мережа України розглядається як складова всеєвропейської екомережі, створення якої схвалено Конференцією міністрів довкілля 55 країн Європи в Софії в 1995 р.
У нашій країні набув чинності закон «Про загальнодержавну програму формування національної екологічної мережі України на 2000—2015 pp.». Основною метою цього важливого документа є збільшення частки земельного фонду з природними заповідними територіями до рівня, достатнього для збереження біологічної і ландшафтної різноманітності.
Екологічна мережа забезпечить можливість природної міграції та поширення рослин і тварин.
' |
ГЕОЕКОЛОГІЯ
У краплині води
Відбивається
I
І
о m см" »-^
о
In о о о m
о* •■* »» cJ см"
I I I I I
qHaoadag
янзии|/
янаіш»
ИИ1СН[/
Pound; о
x gІ = 5 2
!.іSI
It
5 .g
и
X S
i§ Смог. ♦У фудні 1952 p. світові інформаційні агентства передавали тривожні повідомлення про біду, що спіткала Лондон. Через безвітряну й дуже холодну погоду над цим величезним містом утворився так званий чорний смог («смог» у перекладі з англійської означає «дим») — скупчення шкідливих газів, причиною якого була посилена робота котелень, що використовували вугілля, мазут і солярову оливу. В приземному шарі повітря різко (до 10 мг/м3, а подекуди й більше) зріс уміст отруйного оксиду азоту та інших шкідливих сполук. Це призвело до загибелі близько 4 тис. чоловік, а десятки тисяч потрапили до лікарень із захворюваннями легень.
♦ Над іншим великим містом — Лос-Анджелесом — через велику загазованість його території внаслідок роботи автотранспорту досить часто з'являється так званий білий смог. Це явище серйозно загрожує здоров'ю жителів і таких міст, як Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Токіо, Мілан, Мехіко, а найближчим часом може виникнути й у наших великих індустріальних містах, до того ж іще й перевантажених автотранспортом (Київ, Харків, Дніпропетровськ, Одеса, Сімферополь, Запоріжжя та ін.). Утворенню смогу сприяє спекотна безвітряна погода.
* Сьогодні 400 суперміст світу щороку викидають в атмосферу близько З млрд т відходів (газів, аерозолів, пилу та ін.). Це на 500 млн т більше, ніж дають 578 активних вулканів нашої планети.
Дослідження вчених свідчать, що смог виникає внаслідок складних фотохімічних реакцій (тому його ще називають фотохімічним смогом) у повітрі, забрудненому вуглеводнями, пилом, сажею та оксидами азоту під дією сонячного світла, підвищеної температури нижніх шарів повітря й великої кількості озону, який утворюється в результаті розпаду діоксиду азоту під впливом олефінів у парах несповна згорілого автомобільного
палива.
В сухому, загазованому, теплому повітрі з'являється синюватий прозорий туман, який має неприємний запах, викликає подразнення очей, горла, задишку, спричинює розвиток бронхіальної астми, емфіземи легень тощо. Листя на деревах в'яне, стає плямистим, жовкне. Набагато прискорюються корозія металів, руйнування мармуру, фарб, гуми, швидко псуються одяг, взуття, порушується робота транспорту.
141
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гпава З
Геоекологія
І
■ Кислотні дощі(рис. 3.5). Оксиди сірки й азоту, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій (ТЕС) та автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кис-
Рис. 3.5
Ареали випадання кислотних дощів:
/ — Велика Британія (ушкоджено 67 % лісів); 2 — Північна Норвегія
(80 % озер стали біологічно мертвими); 3 — Швеція (20 тис. озер закиснені,
в 4 тис. не живе риба); 4 — Німеччина (ушкоджено понад 50 % лісів);
5 — Польща (руйнуються залізничні колії, ушкоджено частину лісів);
6 — Україна, Білорусь (сильно ушкоджено ліси Полісся й Карпат); 7— Японія (в Токіо кисле повітря становить серйозну загрозу для здоров'я
людей); 8— Китай (у деяких районах ушкоджено рисові поля);
9 — Індія (гинуть ліси, руйнуються будинки в Бомбеї і Тадж-Махал);
10 — Південна Африка (руйнуються будинки, ушкоджено овочеві плантації);
// — Греція (руйнуються Пантеон та інші пам'ятки архітектури);
12 — Швейцарія (в центральних районах Альп загинуло або ушкоджено близько
половини хвойних лісів); 13 — Бразилія (в Сан-Паулу завдається шкода
здоров'ю населення, руйнуються будівлі); 14 — США (гинуть хвойні ліси
Аппалачів, отруєно воду деяких озер, зростає захворюваність жителів великих
міст); 15 — Канада (ушкоджено рідкісні дерева, руйнуються цінні будівлі,
в 300 озерах Онтаріо рН води не перевищує 5)
142
лот, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі вкрай шкідливо впливають на довкілля:
• знижується врожайність більшості сільськогосподарських куль
тур через ушкодження листя кислотами;
• з ґрунту вимиваються кальцій, калій і магній, що призводить
до деградації рослинності й, як наслідок, — збіднення тварин
ного світу;
• гинуть ліси (найчутливіші до кислотних дощів кедр, бук і тис);
• отруюється вода озер і ставків, у них гине риба, зникають
комахи;
• щезають водоплавні птахи й тварини, що живляться комахами;
• загибель лісів спричинює в гірських районах (таких як Карпа
ти) зсуви та селі;
• прискорюється руйнування пам'яток архітектури, споруд,
особливо тих, що побудовані з вапняку, оздоблені мармуром;
• збільшується захворюваність людей (найчастіше хворобами
очей, органів дихання тощо).
Взимку поблизу ТЕС і металургійних заводів іноді випадає також кислотний сніг, іще шкідливіший, ніж кислотний дощ, що пояснюється більшим вмістом у ньому кислот. Райони випадання такого снігу дістають одразу 4—5-місячну дозу забруднення, а внаслідок його танення навесні відбувається концентрація шкідливих речовин, тому тала вода інколи містить удесятеро більше кислот, ніж сам сніг.
• Більш як 230 озер у горах Адірондак (штат Нью-Йорк) мають критичний
рівень забруднення сірчаною та азотною кислотами, принесеними кислот
ними дощами й снігом.
• До небезпечного для водних екосистем рівня закиснена також третина
озер штату Флорида, 20 % озер штатів Массачусетс, Нью-Гемпшир, Род-
Айленд.
• У такому самому стані перебувають 20 тис. озер півдня Швеції, сотні озер
у Південній Канаді.
■ Ядерна ніч і ядерна зима.Сьогодні людство, на жаль, здатне спричинити не лише повільні зміни клімату, а й різкі катастрофічні, в результаті чого може бути знищена не тільки сама людина як біологічний вид, а й загалом усе живе на планеті.
143
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г па в а З
Геоекологія
Такою катастрофою була б світова ядерна війна. На Землі нагромаджено колосальний ядерний потенціал (за приблизними оцінками, лише в США й Росії сьогодні зберігається 60 тис. ядерних боєголовок, потужність вибуху кожної з яких набагато перевищує потужність вибуху бомби, скинутої в 1945 р. на Хіросиму). Як свідчить моделювання на ЕОМ, виконане американськими й, незалежно від них, російськими вченими, катастрофічні наслідки для людства мав би навіть ядерний конфлікт із використанням «лише» 1000 Мт тротилу. Цей конфлікт, хоч би де він стався, неминуче спричинить метеорологічну катастрофу глобального масштабу, яка матиме такі наслідки:
• теплове нагрівання атмосфери на 1 °С, що підніме ураганні
вітри;
• забруднення атмосфери радіоактивними речовинами, які за
короткий час поширяться по всій земній кулі (конфлікт,
скажімо, в Європі призведе до випадання радіонуклідів і в
Африці, і в Америці);
• виділення горючих газів унаслідок пожеж і руйнування проми
слових свердловин і газопроводів, що викличе підвищення
глобальної температури атмосфери Землі на 4—5 °С у перші ж
дні після конфлікту;
• утворення під час ядерних вибухів великої кількості оксидів
азоту; їх надходження в стратосферу призведе до руйнування
від 40 до 60 % озонового шару, а отже, до збільшення
УФ-опромінювання поверхні Землі;
• забруднення атмосфери величезною кількістю пилу й сажі
після ядерних вибухів і пожеж.
Найстрашнішим наслідком ядерного конфлікту буде саме цей останній. Спостереження під час випробувальних наземних вибухів показали, що в результаті кожного вибуху ядерного заряду потужністю 1 Мт тротилу в повітря піднімається 5 Мт пилу. Величезна кількість гірських порід випаровується й перетворюється на аерозоль із розмірами частинок 1 мкм. Такий найдрібніший пил надовго зависає в повітрі й надходить у стратосферу. Отже, вибухи потужністю 1000 Мт тротилу піднімуть у повітря 5 млрд т найдрібнішого пилу! Крім того, повітря забрудниться ще й мільярдами тонн сажі та попелу. В містах, де зосереджено багато займистих матеріалів (деревини, пластмас, фарб тощо), все
144
горітиме, причому пожежі набудуть характеру вогняних смерчів колосальних розмірів.
♦ Подібні явища спостерігалися під час Другої світової війни в дні масових бомбардувань Гамбурга й Дрездена літаками союзників, коли полум'я від будинків, які горіли, зливалося в одну вогняну «форсунку» діаметром у кілометр і заввишки в багато сотень метрів. Уцілілі свідки розповідали: висхідні течії повітря в палаючому Дрездені були такими потужними, що піднімали вгору й усмоктували в ревуче полум'я людей, які металися на вулицях...
Після такого локального ядерного конфлікту пил, попіл і сажа сильними горизонтальними течіями, що є в стратосфері, за один-два тижні затягнуть небо над усією Землею. В результаті прозорість атмосфери зменшиться в 200 разів! На Землі настане «ядерна ніч», що триватиме кілька місяців, упродовж яких загине врожай і зникне практично весь рослинний покрив планети.
Унаслідок сильного запорошення атмосфери приземний шар повітря охолоне на 15—30 °С протягом першого місяця після конфлікту. А в деяких районах, як показало моделювання, температура знизиться на 40—50 °С. Настане «ядерна зима», що триватиме кілька місяців. Це спричиниться тим, що в атмосфері встановиться не властива їй надстійка стратифікація (розшарування), коли нижні її шари сильно охолонуть, а верхні — нагріються, й припиниться вертикальне перемішування повітря.
За кілька місяців темряви й холоду пил і сажа поступово осядуть. Охолодження зміниться нагріванням атмосфери на 20—30 °С вище за норму, що породить повені й селі, передусім у гірських місцевостях. Неоднорідні температурні зміни над суходолом та океаном піднімуть ураганні вітри й снігопади в прибережних районах материків.
Люди, які вціліють після ядерних вибухів, поринуть у пекельний жах ядерної ночі та ядерної зими. Загибель рослин і тварин, радіоактивне забруднення, вихід із ладу енергетичних систем, транспорту й зв'язку, ніч і мороз, ураганні вітри викличуть такий психологічний шок, який людство пережити не зможе. Отже, локальний ядерний конфлікт спричинить глобальну загибель людства, а ймовірно, й усієї біосфери. А той політик, який віддасть наказ натиснути на «ядерну кнопку», сам собі підпише смертний вирок.
Ці результати моделювання зайвий раз переконують у тому, що ядерна зброя має бути безсуперечно заборонена й знищена.
145
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава З
Геоекологія
Ми, українці, можемо пишатися тим, що наша держава усвідомила цю істину раніше за інших, заявила про свій без'ядерний статус і звільнила свою територію від ядерної зброї.
И Методи боротьби із забрудненнями атмосфери.До основних і найефективніших із них належать економічні методи. Вбагатьох розвинених країнах діє продумана система заохочувальних і заборонних заходів, що допомагають уникнути забруднень. Фірми, які впроваджують безвідходні технології, найновіші системи очищення й т. п., мають істотні податкові пільги, що дає їм переваги над конкурентами. Водночас фірми й підприємства, які забруднюють атмосферу, змушені платити дуже великі податки й штрафи. В багатьох країнах, крім державних санітарно-епідеміологічних служб, за станом атмосфери слідкують також численні громадські організації («зелені» товариства).
♦ У Швейцарії, наприклад, власник фабрики може отримати
листа такого змісту: «Ваша фабрика забруднює повітря понад
визначені норми. Якщо Ви не встановите очисні фільтри й не
ліквідуєте забруднення, наша екологічна організація розпочне в
пресі кампанію проти Вашої продукції, в результаті чого збитки
Вашої фірми перевищать ті затрати, які Вам потрібні для
поліпшення системи очищення». Як правило, такі попередження
діють дуже ефективно, оскільки в цій країні дістати ярлик забруд
нювача природного середовища значить приректи себе до швид
кого економічному краху — ніхто не купуватиме продукції «бруд
ної» фірми.
Величезна увага на Заході приділяється також виховній і просвітницькій роботі.
♦ У тій же Швейцарії, наприклад, дітям із самого раннього
віку пояснюють, що для їхньої країни, де практично немає ніяких
корисних копалин, чисте повітря, чисті озера й річки є основним
національним багатством. Усьому світові відомі гірські швей
царські курорти з їхнім кришталево чистим повітрям, сліпучо-
білими лижними трасами, гірськими озерами небесної блакиті.
Кожний швейцарець буквально з молоком матері всотує любов
до своєї прекрасної країни й для нього блюзнірством є навіть
сама думка про те, що можна зазіхнути на цю красу й чистоту.
• Вчені Уральського й Сибірського відділень Російської академії наук установили дуже цікавий факт самоочищення повітря земною поверхнею.
146
Карстові печери й кам'яні осипи на схилах гір є своєрідними природними кондиціонерами: через різницю температур зовнішнього повітря й повітря всередині печери або осипу виникає активний рух (узимку повітря всмоктується крізь тріщини, входи, порожнини, відфільтровується, очищується, а влітку очищене повітря виштовхується назовні; крім того, відбувається добовий обмін повітря в печерах та осипах). За рахунок сезонного «дихання» карстові масиви й гірські осипи поглинають та акумулюють величезні маси забруднювачів атмосфери.
Бережіть карстові печери! Не перетворюйте їх на склади й звалища!
Є також організаційні, технологічні та інші методи боротьби із забрудненнями атмосфери:
• зменшення кількості ТЕС за рахунок будівництва потужніших,
забезпечених найновішими системами очищення й утилізації
(корисного використання) газових і пилових викидів. Як відо
мо, одна потужна ТЕС забруднює повітря менше, ніж сотня
котелень тієї ж сумарної потужності. Гази, що виходять із
топок ТЕС, перш ніж потрапити в атмосферу, очищаються в
спеціальних установках. Деякі країни навіть мають таким чи
ном економічну вигоду. Наприклад, Франція забезпечує свої
потреби в сірчаній кислоті, вловлюючи її з відходних газів ТЕС
(власних родовищ сірки, з якої в інших країнах виготовляється
сірчана кислота, у Франції немає);
• очищення вугілля від піриту [сірчаного колчедану (FeS2)] перед
його спалюванням у топках ТЕС. Це стає необхідним у зв'язку
звикористанням для ТЕС вугілля чимраз нижчої якості зі
значним умістом піриту (окиснюючися в топках ТЕС, пірит
розкладається з виділенням SO2). В результаті ефективного
очищення вугілля від піриту вміст оксидів сірки в димах ТЕС
зменшується на 98—99 %;
• заміна вугілля й мазуту для ТЕС екологічно чистішим пали
вом — природним газом. ТЕС, що працюють на природному
газі, викидають в атмосферу тільки СО2 та оксиди азоту
(останні також можна вловити з диму), й не забруднюють
повітря іншими шкідливими викидами;
• регулювання двигунів внутрішнього згоряння в автомобілях,
установлення на них каталізаторів, що нейтралізують чадний
газ (СО) до СО2; заміна екологічно небезпечного етильованого
бензину (який забруднює повітря свинцем) менш шкідливим
паливом;
147
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава З
Геоекологія
озеленення міст і селищ;
правильне планування житлових і промислових районів у межах міста. Треба розташовувати їх якомога далі один від одного, а між ними обов'язково створювати зони зелених насаджень. Автомобільні траси з напруженим рухом (особливо вантажівок) необхідно планувати в обхід житлових районів; використання звукопоглинальних матеріалів під час будівництва житлових і промислових споруд; улаштування ліній електропередач (ЛЕП) за межами сіл і міст.
§ 3.3. j Гідросфера
Річки треба вважати найважливішою державною цінністю. Тільки так можна вберегти Радість, яку нам дають води, що течуть, і можливість у будь-яку хвилину втамувати спрагу. Адже немає на Землі напою кращого, ніж склянка холодної чистої води.
В. М. Песков,
російський письменник, журналіст
Г -Ж- Pf |
Чдросфера, або водяна оболонка Землі, — це її моря й океани, крижані шапки приполярних районів, річки, озера й підземні води. Запаси води на Землі величезні — 1,46- 109 км3 (0,025 % її маси). Але це переважно гірко-солона морська вода, непридатна для пиття й технологічного використання. Прісна вода становить усього 2 % її загальної кількості на планеті, причому 85 % її зосереджено в льодовикових щитах Гренландії та Антарктиди, айсбергах і гірських льодовиках. І лише 1 % прісної води містять річки, озера й підземні води; саме ці джерела й використовує людство для своїх потреб.
Космонавти кажуть, що коли дивитися на Землю з висоти космічної орбіти, то око розрізняє переважно два кольори: білий колір хмар і крижаних полярних шапок і блакитний колір Світового океану, що вкриває 71 % поверхні нашої планети; морська вода — найпоширеніша на Землі речовина.
Вода, як елемент глобальної екосистеми, виконує дуже важливі функції:
• вода — це основна складова частина всіх живих організмів (тіло людини, наприклад, на 70 % складається з води, а деякі організми, такі як медуза або огірок, на 98—99 %);
148
• з участю води здійснюються численні процеси в екосистемах
(наприклад, обмін речовин, тепла);
• води Світового океану — основний кліматоутворюючий фак
тор, головний акумулятор сонячної енергії й «кухня» погоди
для всієї планети;
• вода — один із найважливіших видів мінеральної сировини,
основний природний ресурс, що споживається людством
(сьогодні води використовується в тисячі разів більше, ніж
нафти чи вугілля).
Величезну роль відіграє гідросфера у формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у розвитку екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, ерозія, карст тощо), в перенесенні хімічних речовин, у тому числі й забруднювачів довкілля.
Для багатьох організмів вода — це середовище їхнього життя. Хімічний склад морської води дуже схожий на склад плазми крові людини: містить ті самі хімічні елементи й приблизно в тих самих пропорціях. Це один із доказів того, що предки людини, як і решти ссавців, колись жили в морі.
Солоність океанічних вод становить 35 %о (тобто в 1 л води міститься 35 г солей). Найсолоніша вода в Мертвому морі — 260 %о (людина вільно лежить на поверхні цієї води, не занурюючися в неї); в Чорному морі солоність води становить 18 %0, в Азовському — 12 %о.
Підземні води за своїм хімічним складом дуже різноманітні: від прісних, що використовуються для пиття й водопостачання, до мінералізованих і навіть до ропи із солоністю 600 %о деякі мінералізовані підземні води мають лікувальні властивості.
Основне джерело водопостачання для людини — річковий стік. Перше місце за цим показником посідає Бразилія з її гігантською повноводою річкою Амазонкою.
Значну проблему для людства становить нерівномірний розподіл річкового стоку по поверхні Землі. Наприклад, Китай готується здійснити найграндіозніший проект століття — повернути великі річки Хуанхе, Янцзи, Хай і Гуай на північ для забезпечення посушливих північних провінцій, у тому числі району Пекіна, водою. Проект розраховано на 50 років. Усі річки планується сполучити каналами, загальна довжина яких перевищить 1000 км. Об'єм води, що перекидатиметься з півдня на північ, — 48 млрд м3/рік. Вартість першого етапу робіт (10 років) оцінюється в 19 млрд доларів США. Вартість усього проекту поки що
149
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава З
Геоекологія
І
неможливо оцінити. Фахівці-екологи вважають, що реалізація цього задуму спричинить екологічні лиха й негативні зміни екосистем регіонального масштабу. Проте, на жаль, економічні фактори сьогодні переважають.
Річковий стік України становить у середньому 83,5 млрд м3, а в посушливі роки зменшується до 48,8 млрд м3. Він розподіляється по території нашої держави нерівномірно: 70 % стоку припадає на Північно-Західний економічний район, де мешкає лише 40 % населення. А на Донецько-Придніпровський і Південний економічні райони, де живе 60 % населення й зосереджені найбільш водоємкі галузі господарства, припадає тільки 30 % стоку. У зв'язку з цим у багатьох районах півдня України відчувається гострий дефіцит води, для ліквідації якого доводиться перекидати її каналами, будувати водосховища тощо.
Головне джерело води для України — річка Дніпро. Крім того, потреби у воді забезпечуються річками Дунай, Дністер, Південний Буг, Тиса, Прут та ін. Стан води й повноводність цих артерій залежать в основному від стану їхніх приток — малих річок, яких в Україні налічується близько 63 тис. їхня роль величезна: досить згадати, що 90 % населених пунктів нашої країни розташовані саме в долинах малих річок і користуються їхньою водою. Однак стан малих річок України сьогодні викликає велику тривогу. За даними Держводгоспу, протягом другої половини XX ст. в Україні зникло близько 5 тис. малих водотоків. Це невідворотно веде до деградації великих річок, тому проблема їх збереження та оздоровлення — одна з найгостріших для нашої держави.
Спроби припинити гідротехнічними засобами процес зменшення стоку малих річок не дали очікуваних результатів. Через активне зарегулювання русел річок унаслідок створення водойм, гідротехнічне будівництво та меліоративні заходи на водозборі, обвалування й спрямлення русел, сільськогосподарське використання та урбанізацію заплав, заміну болотних екосистем штучними сільськогосподарськими моноценозами, постійне необоротне використання вод більшість річкових ландшафтів України опинилися в стані екологічної кризи.
В умовах непорушених ландшафтів поверхневий стік практично не несе в річки забруднень. Саме природні ландшафти, завдяки фільтраційним здатностям природних біоценозів, раніше були ідеальним фільтром. Нині в Україні природні ландшафти або знищені, або перебувають на різних стадіях деградації. А водоохо-
150
ронні зони, якщо вони є взагалі, зведено до вузьких берегових лісопосадок, які не виконують належним чином функції фільтра-торів стоків.
Підземні водиУкраїни мають не менше значення для забезпечення водою населення: близько 70 % жителів сіл і селищ міського типу задовольняють свої потреби впитній воді за рахунок ґрунтових вод (колодязі) чи глибших водоносних горизонтів (свердловин). Стан підземних вод України вцілому кращий, ніж поверхневого стоку, хоча місцями вони забруднюються стоками промислових підприємств, тваринницьких комплексів тощо. В деяких промислових районах (Донбас, Кривбас) розробка шахт і кар'єрів негативно впливає на якість і запаси підземних вод. У результаті багаторічного відкачування води з цих об'єктів її рівень дуже понизився, а з деяких водоносних горизонтів вода зникла зовсім.
Ш Споживання прісної води.Всі галузі господарства стосовно водних ресурсів поділяються на споживачів і користувачів. Споживачі забирають воду з джерела водопостачання, використовують її для виготовлення продукції, а потім повертають, але вже вменшій кількості й іншої якості. Користувачі воду не забирають, а використовують її як середовище (водний транспорт, рибальство, спорт тощо) або як джерело енергії (ГЕС). Проте й вони можуть змінювати якість води (наприклад, водний транспорт забруднює воду).
Промисловість використовує близько 20 % води, споживаної людством. Кількість води, що споживається підприємством, залежить від того, яку продукцію воно випускає, від системи водопостачання (прямоточна чи оборотна) та від інших причин.
За прямоточної системи вода з джерела надходить на промисловий об'єкт, використовується в процесі виготовлення продукції, потім піддається очищенню й після цього скидається у водостік чи водойму. За оборотної системи відпрацьована вода після очищення не повертається у водойму, а знову використовується в процесі виробництва. Витрата води за такої системи набагато нижча. Наприклад, ТЕС потужністю 1 млн кВт у разі прямого водопостачання (для охолодження агрегатів) споживає 1,5 км3 води щорічно, а за оборотної системи — лише 0,12 км тобто в 13 разів менше.
Кількість води (м3), необхідної для виробництва 1 т продукції, називають водоємкістю виробництва.За цим показником різні
151
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава З
Геоекологія
виробництва дуже відмінні. Наприклад, для виробництва 1 т металопрокату потрібно 10—15 м3 води, а 1 т хімволокна — 2000— 5000 м3. До найбільших споживачів води в промисловості належать атомні електростанції. Так, Хмельницька АЕС, розташована у верхів'ях річки Горинь, «випиває» всю воду з цієї річки, яка колись була основним джерелом водопостачання населення й промисловості Рівненської області.
Основний же споживач води — сільське господарство (70 % її загального використання). Це зумовлено передусім збільшенням площ зрошуваного землеробства. Зрошувані землі набагато продуктивніші від незрошуваних. Сьогодні в світі площа зрошуваних земель становить 15 % загальної площі сільськогосподарських угідь, а дають ці землі понад 50 % усієї продукції.
Питоме водоспоживання під час зрошення залежить від виду вирощуваних сільськогосподарських культур, клімату, технічного стану зрошувальних систем і способів поливу. Так, норми поливу для зернових культур становлять 1500—3500 м3/га, для цукрового буряку — 2500—6000, а для рису — 8000—15 000 м3/га.
Більша частина води (20—60 %), що використовується для зрошення, безповоротно втрачається (випаровується), певна її кількість повертається назад у водойми у вигляді так званих поворотних вод, сильно забруднених солями.
Водопостачання населення (близько 10 % усієї споживаної людством води) задовольняє потреби в питній воді й комунально-побутові (робота підприємств побутового обслуговування, поливання вулиць і зелених насаджень, протипожежні заходи тощо). Є поняття питоме водоспоживання, тобто добовий об'єм води (л), необхідний для задоволення потреб одного жителя міста або села. У великих містах світу питоме водоспоживання сьогодні таке (л/добу): Нью-Йорк — 600, Париж — 500, Москва — 400, Київ — 333, Лондон — 263. Для порівняння: в країнах, що розвиваються (Центральна Африка, Близький Схід), цей показник становить лише 10—15 л/добу.
Ш Забруднення води. Врезультаті діяльності людей гідросфера змінюється: кількісно (зменшення кількості води, придатної для використання) та якісно (забруднення).
Серед забруднень розрізняють фізичне, хімічне, біологічне й теплове.
152
Фізичне забруднення води відбувається внаслідок: накопичення в ній нерозчинних домішок — піску, глини, мулу в результаті змивання дощовими водами з розораних ділянок (полів); надходження суспензій з підприємств гірничорудної промисловості; потрапляння пилу, що переноситься вітром за сухої погоди, тощо. Тверді частинки знижують прозорість води, пригнічують розвиток водяних рослин, забивають зябра риб та інших водяних тварин, погіршують смакові якості води, а іноді роблять її взагалі непридатною для споживання.
Хімічне забруднення відбувається через надходження у водойми зі стічними водами різних шкідливих домішок неорганічного (кислоти, луги, мінеральні солі) та органічного (нафта й нафтопродукти, мийні засоби, пестициди тощо) складу. Шкідлива дія токсичних речовин, що потрапляють у водойми, посилюється за рахунок так званого кумулятивного ефекту (прогресуюче збільшення вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці трофічного ланцюга). Так, у фітопланктоні концентрація шкідливої сполуки часто виявляється в десятки разів вищою, ніж у воді, у зоопланктоні (личинки, дрібні рачки тощо) — в десятки разів вищою, ніж у фітопланктоні, в рибі, яка харчується зоопланктоном, — ще в десятки разів вищою. А в організмі хижих риб (таких, як щука чи судак) концентрація отрути збільшується ще в десять разів і, отже, буде в десять тисяч разів вищою, ніж у воді.
Особливої шкоди водоймам завдають нафта й нафтопродукти, які утворюють на поверхні води плівку, що перешкоджає газо-обмінові між водою та атмосферою й знижує вміст у воді кисню. В результаті розливу 1 т нафти плівкою покриється 12 км2 води. Згустки мазуту, осідаючи на дно, вбивають донні мікроорганізми, які беруть участь у процесі самоочищення води. Внаслідок гниття донних осадів, забруднених органічними речовинами, виділяються шкідливі сполуки, зокрема сірководень, що отруюють усю воду в річці чи в озері.
До основних забруднювачів води належать хімічні, нафтопереробні й целюлозно-паперові комбінати, великі тваринницькі комплекси, гірничорудна промисловість. Серед забруднювачів води особливе місце посідають синтетичні мийні засоби. Ці речовини надзвичайно стійкі, зберігаються у воді роками.
Забруднення води речовинами, що містять фосфор, сприяє бурхливому розмноженню синьозелених водоростей і «цвітінню» водойм, яке супроводжується різким зниженням у воді вмісту
/53
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гпа в a З
Геоеколоеія
кисню, «заморами» риби, загибеллю інших водяних тварин. Під час «цвітіння» Каховського та інших «рукотворних» морів на Дніпрі стоїть сморід, а хвилі викидають на берег трупи риби, що задихнулася.
Біологічне забруднення водойм полягає в надходженні до них зі стічними водами різних мікроорганізмів (бактерій, вірусів), спор грибів, яєць гельмінтів і т. д., багато з яких є хвороботворними для людей, тварин і рослин. Серед біологічних забруднювачів перше місце посідають комунально-побутові стоки (особливо, якщо вони не очищені або очищені недостатньо), а також стоки цукрових заводів, м'ясокомбінатів, підприємств з обробки шкір, деревообробних комбінатів. Особливо небезпечне біологічне забруднення водойм у місцях масового відпочинку людей (курортні зони на узбережжях морів). Через поганий стан каналізаційних систем та очисних споруд останніми роками нерідко закривалися пляжі в Одесі, Маріуполі та інших містах на узбережжях Чорного й Азовського морів, оскільки в морській воді було виявлено збудників таких небезпечних захворювань, як холера, дизентерія, вірусний гепатит та ін.
Теплове забрудненняводи відбувається внаслідок спускання у водойми підігрітих вод від ТЕС, АЕС та інших енергетичних об'єктів. Тепла вода змінює термічний і біологічний режими водойм і шкідливо впливає на їхніх мешканців. Як показали дослідження гідробіологів, вода, нагріта до температури 26—30 °С, діє на риб та інших мешканців водойм пригнічувально, а якщо температура води піднімається до 36 °С, риба гине. Найбільшу кількість теплої води скидають у водойми атомні електростанції.
Ш Очищення стічних вод.Усі природні водойми здатні самоочищатися. Самоочищення води — це нейтралізація стічних вод, випадіння в осад твердих забруднювачів, хімічні, біологічні та інші природні процеси, що сприяють видаленню з водойми забруднювачів і поверненню води до її первісного стану.
Одначе здатність водойми до самоочищення має свої межі. Сьогодні у водойми надходить така величезна кількість стічних вод, настільки забруднених різними токсичними для їхніх мешканців речовинами, що багато водойм почали деградувати. Тому людство, якщо воно хоче мати майбутнє, мусить негайно вжити спеціальних заходів для очищення забруднених вод і повернення джерел водопостачання до такого стану, за якого вони стали бпридатними для використання.
154
Здатність природних водойм до самоочищення (періодичність природного очищення):
• Світовий океан — 2500 років;
• підземні води — 1400 років;
• полярні льодовики — 9700 років;
• гірські льодовики — 1600 років;
• підземний лід районів вічної мерзлоти — 10 000 років;
• ґрунтова волога — 1 рік;
• води озер — 17 років;
• води боліт — 5 років;
• води в руслах річок — 16 днів;
» волога в атмосфері — 8—10 днів;
• вода в живих організмах — кілька годин.
До заходів, що мають забезпечити нормальний стан водних об'єктів, належать:
• нормування якості води, тобто розробка критеріїв її придат
ності для різних видів водокористування;
• скорочення обсягів скидання забруднювачів у водойми вдоско
наленням технологічних процесів;
• очищення стічних вод.
Чинними законами України передбачається, що для різних господарських потреб має використовуватися вода певної якості. Недопустимо, наприклад, використовувати питну воду для охолодження блоків ТЕС, забороняється скидати у водойми стічні води, які містять цінні відходи, що можуть бути вилучені із застосуванням раціональної технології. Основний напрям захисту водного середовища — перехід підприємств до роботи за схемою замкненого циклу водопостачання, коли вони після очищення власних стічних вод повторно використовують їх у технологічному циклі, й забруднені стічні води взагалі не потрапляють у водойми.
У сільському господарстві (основний споживач води) слід запровадити сувору економію води, раціональне її використання. Так, заміна суцільного поверхневого поливу на зрошуваних землях дощуванням або краплинним поливом дає змогу збирати ті самі врожаї з меншими (в 5—7 разів) витратами води. Скоротити кількість пестицидів, фосфатів, нітратів, що потрапляють у водойми, можна частковою заміною хімізації сільського госпо-
155
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава З
Геоекологія
І
дарства біологічними методами боротьби зі шкідниками й хворобами рослин, чітким дотримуванням сівозмін, уведенням більш продуктивних і стійких до хвороб та шкідників рослин.
Очищення стічних вод — це руйнування або видалення з них забруднювачів і знищення в них хвороботворних мікробів (стерилізація). Сьогодні застосовуються два методи очищення стічних вод: у штучних умовах (у спеціально створених спорудах) і в природних (на полях зрошення, в біологічних ставках тощо). Забруднені стічні води послідовно піддають механічному, хімічному й біологічному очищенню.
Механічне очищення полягає у видаленні зі стічних вод нерозчинних речовин (піску, глини, мулу), а також жирів і смол. Для цього використовуються відстійники, сита, фільтри, центрифуги тощо. Сучасні передові методи із застосуванням найкращих зарубіжних установок дають змогу видаляти зі стічних вод до 95 % твердих нерозчинних забруднювачів.
Хімічне очищення стічних вод здійснюється після їх механічного очищення. В забруднену різними сполуками воду додають спеціальні речовини-реагенти. Ці речовини, вступаючи в реакцію із забруднювачами, утворюють нешкідливі речовини, які випадають в осад і видаляються.
Біологічне очищення стічних вод, як правило, — завершальний етап. Органічна речовина, що міститься у стічній воді, окис-нюється аеробними бактеріями до вуглекислого газу й води, а також споживається гетеротрофами-консументами (передусім найпростішими). Чим більше в очищуваній воді є гідробіонтів-гетеротрофів і чим вища їхня біологічна активність, тим інтенсивніше відбувається процес очищення. Крім того, організми-фільтратори, поглинаючи й згодом осаджуючи різні суспензії, сприяють їх похованню на дні та освітлюють воду. Біологічне очищення здійснюють у спеціальних гідротехнічних спорудах і установках — на так званих полях зрошення, на полях фільтрації, на біофільтрах, в аеротенках. Іноді ці споруди й установки штучно заселяють спеціально дібраними або виведеними штамами бактерій і культурами найпростіших та водоростей. Комплекс організмів, які беруть участь у процесах біологічного очищення, називають активним мулом.
Деякі особливо токсичні стічні води хімічних підприємств узагалі не піддаються очищенню ніякими сучасними методами. їх доводиться закачувати в підземні сховища, наприклад у відпрацьо-
156
вані нафтові родовища. Таким чином створюються небезпечні об'єкти, оскільки ніхто не може дати стовідсоткової гарантії, що отруйні води не потраплять колись у підземні водоносні горизонти. Іноді надотруйні стічні води піддають випаровуванню у відстійниках, щоб зменшити масу та об'єм відходів, які необхідно поховати.
Ш Особливості морських екосистем.Найбільшою екосистемою в межах біосфери Землі є Світовий океан (моря вкривають 70,8 % поверхні планети й містять у собі 1,4 млрд км3 води).
Глибоководні западини (жолоби) |
Глибоке дно |
я
Шельф |
Континентальний схил
Плейсталь |
Зона припливів і відпливів |
x
0 200
° 7,6
5
І
g 1000
jtr
1 3000
Хадопелагіаль |
u 6000 з" 15
10 000
1,2
Рис. 3.6 Схема розподілу океанського простору з різними екологічними факторами
З погляду екології, океанський простір поділяють (Д. Гайнріх, М. Гергт, 1998) за глибиною на епіпелагіаль, мезопелагіаль, батипелагіаль, абісопелагіаль та хадопелагіаль (від мілководдя до найбільших океанських глибин у 5—7 км та океанських жолобів — 7—11км) (рис. 3.6).
Батіаль, абісаль та хадаль є життєвими просторами глибинних (пелагіальних) організмів, а неретичні життєві простори близькі до узбережжя.
157
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г па в а З
Геоекологія
Достатні світлові умови для фотосинтезу забезпечуються лише в 10 % морської води, 90 % води перебуває в абсолютній темряві, й морські організми отримують поживні речовини завдяки опусканню загиблих організмів і їх решток із верхніх шарів. Оскільки абсорбційна система продуцентів пристосована до різних світлових зон, вони можуть існувати в морських екосистемах на глибинах до 200 м.
В океанській глибинній зоні (понад 140—300 м) коливання температури невеликі, тому тут живуть стенотермні види. Тварини одного виду можуть пристосовуватися до температури води через її вплив на певній фазі розвитку. Для екології мають значення зони температурних перепадів (термокліни), які відокремлюють теплі й холодні шари. Властивості зависання планктону залежать від густини води, у зв'язку з чим на термокліні відбувається флуктуація цих організмів.
Солоність морських вод у середньому становить 35 %о. Вміст поживних солей незначний і є важливим фактором, що стримує ріст біомаси.
Солоність морських вод коливається залежно від пори року та географічного положення (вплив температур повітря, річкового стоку, танення льоду). За вмістом солей розрізняють оліго-, мезо-, полігалінні та морські зони. Солона вода через осмотичний тиск становить екологічну проблему для організмів. Більшість видів віддають перевагу зонам зі стабільним умістом солей (вони стеногалінні). Естуарії і літоральні зони населяють евригалінні види.
На життя морських організмів великий вплив справляють різні морські течії (дрейфуючі — спричинені вітрами, компенсаційні, глибинні, підйомні, градієнтні, припливно-відпливні та ін.).
Гідростатичний тиск, що зростає з глибиною (кожні 10 м водяного стовпа збільшується на 1 атм, або 105 Па), також впливає на функціонування гідробіонтів, але фізіологію пристосування морських організмів до тиску майже не досліджено. Хоча відомо, що тиск спричиняє зміну інтенсивності обміну речовин (через підвищення вмісту СО2 у протоплазмі), що під його впливом деформується білок, підвищується активність плавання.
Такі фактори, як освітленість, солоність, механічні сили водних мас, зумовлюють чіткий розподіл морських організмів за зонами умов життя (мілководні, середньоглибинні, глибоководні).
158
Дуже важливу екологічну роль у Світовому океані відіграють корали, які виконують таку саму очищувальну функцію, що й тропічні ліси. Корали (коралові поліпи) мають біологічне походження, ростуть від морського дна вгору зі швидкістю 0,1—3 см на рік, живуть колоніями в угрупованні з зеленими водоростями в прозорій теплій чистій воді на глибинах до 70 м. Найсприятливіші для тропічних коралів температури — 25—28 °С. За нижчих і вищих температур вони гинуть, як і внаслідок зменшення чистоти й прозорості води (від пилових бур, підняття мулу з дна та ін.). Ріст коралових рифів гальмують організми, які їх поїдають (риби-папуги, колючі морські зірки, бурильні губки).
Продуктивність морських водних мас змінюється в дуже широких межах. У відкритому морі вона порівнянна з продуктивністю пустель, а в зонах підйомних течій та літоралі — з продуктивністю степів і саван.
• Найбільшу біомасу одного виду на Землі має криль (рачки) — 400— 500 млн т.
» Найбільшими хребетними тваринами є сині кити (довжина — 32 м). Вони — планктонофільтрувальні, живляться переважно рачками.
До продуцентів належить фітопланктон (діатомові, джгутикові, синьозелені водорості, коколітофориди й силікофлягеляти), до первинних консументів — зоопланктон (70 % його — рачки).
Найближчими десятиліттями біомаса Світового океану відіграватиме велику роль у житті людства, якщо воно своєю діяльністю не спричинить деградації морських екосистем (як це відбувається на континентах). Тому їх охорона, як і водних екосистем суші, — одне з найпріоритетніших завдань сьогодення.
Ш Охорона вод Світового океану.Стан вод Світового океану сьогодні викликає велику тривогу. Його забруднюють переважно річки, з водами яких щороку надходить понад 320 млн т заліза, 6,5 млн т фосфору та ін. Дуже багато забруднень потрапляє в океани також з атмосфери: 200 тис. т свинцю, 1 млн т вуглеводнів, 5 тис. т ртуті й т. д. Майже третина мінеральних добрив, що вносяться в ґрунт, вимивається з нього дощовими водами й виноситься річками в моря та океани; лише азоту й фосфору таким шляхом потрапляє у Світовий океан близько 62 млн т щорічно. Ці речовини викликають бурхливий розвиток деяких водоростей, що вже неодноразово спричиняло появу «червоних припливів»,
159
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава З
Геоекологія
виникнення різних інших типів «цвітіння» води. Під час «цвітіння» водорості виділяють у воду високоотруйні токсини, що призводить до масової загибелі інших гідробіонтів.
До найшкідливіших забруднювачів Світового океану належать нафта й нафтопродукти. Щорічно їх потрапляє сюди 5—10 млн т, здебільшого в результаті втрат під час добування нафти з морських родовиш, аварій танкерів, берегового стоку тощо.
♦ Так, унаслідок аварії танкера «Екссон валдіз», що сталася в
1990 р. поблизу узбережжя Аляски, в море потрапило 40 тис. т
нафти. Величезні нафтові плями рознеслися морськими течіями
й вітром далеко від місця аварії, забруднивши великі ділянки
узбережжя материка та островів і спричинивши загибель тисяч
тюленів, морських птахів, риби тощо.
♦ В 1991 р. під час війни між Кувейтом та Іраком (відомої як
операція «Буря в пустелі») нафта, що вилилася з підірваних
танкерів і нафтопроводів, покрила 1550 км2 поверхні Перської
затоки й 450 км берегової смуги, де загинуло багато морських
черепах, птахів, крабів та інших тварин.
Нафтова плівка на поверхні моря пригнічує життєдіяльність морського фітопланктону — одного з головних постачальників кисню в земну атмосферу, порушує тепло- й вологообмін між океаном і атмосферою, губить мальків риб та інші морські організми.
Більш як половину біологічної піраміди, яку вінчає людина, становлять морські організми. Якщо вони загинуть, піраміда завалиться, зникне всяка основа життя на суші й у повітрі... Наземне життя дедалі більше залежить від життя в океані: мертвий океан — мертва планета.
Т. Хейєрдал
Моря й океани забруднюються також твердими відходами — промисловими й побутовими. їх у Світовому океані нагромадилося вже понад 20 млн т. Більшість із них містять сполуки важких металів та інші шкідливі речовини, які згубно діють на морську біоту.
У Світовий океан потрапило дуже багато радіоактивних речовин унаслідок випробувань атомної зброї, роботи атомних реакторів військових підводних човнів і криголамів, скидання контейнерів із відходами атомних електростанцій тощо.
160
Загальне радіоактивне забруднення Світового океану з вини людини становить 1,5 ■ 109 Кі, тоді як чорнобильська аварія «збагатила» біосферу на 5 • 107 Кі, тобто у Світовому океані сьогодні міститься 300 Чорнобилів!
Найсильнішого забруднення зазнає мілководна зона Світового океану. Шельф океану — це район, де багато морських організмів проводить значну частину свого життя; до того ж саме тут рибалки заробляють собі на хліб насущний, а мільйони людей
відпочивають.
Глобальні кліматичні зміни, зокрема потепління морських вод, спричиняють негативні процеси в морських екосистемах.
♦ Так, восени 2002 р. в центральній частині Японського моря виявлено медуз-мутанті в незвичайних розмірів. Одна з найбільших медуз була діаметром 3 м і масою понад 150 кг (вид Stomolopus nomurai). Екземпляри близько 1 м у діаметрі тисячами потрапляють у рибальські сітки. Потепління клімату призвело також до появи в Німеччині тропічних фімелів (фіолетові
фімелі — теслі).
Проблема захисту Світового океану нині стала однією з найактуальніших, вона стосується всіх країн, навіть тих, що не мають безпосереднього виходу до океану. З огляду на це ООН розробила й ухвалила кілька важливих угод, які регулюють судноплавство, рибальство, видобування корисних копалин із морських родовищ тощо. Найвідомішою з них є угода, підписана більшістю країн світу в 1982 p., — «Хартія морів».
Літосфера
Земля й вода, якщо тільки вони безсовісно не пограбовані, можуть знову й знову давати все необхідне для життя.
С. Юделл, американський еколог
Ж |
'ітосфера — це зовнішня тверда оболонка Землі, щ, Ащо охоплює всю земну кору й частину верхньої мантії; вона складається з осадових, вивержених і метаморфічних порід.
161
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г л а в а З
Геоекологія
Літосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує важливі функції:
• на її поверхні живе більшість рослинних і тваринних організ
мів, у тому числі й людина;
• верхня тонка оболонка літосфери на материках — це грунти,
що забезпечують умови життя для рослин і є основним джере
лом отримання продуктів харчування для людей;
• літосфера — це й «комора» корисних копалин — енергетичної
сировини, руд металів, мінеральних добрив, будівельних
матеріалів тощо.
У літосфері періодично відбувалися й відбуваються грізні процеси — виверження вулканів, землетруси, зсуви, селі, обвали, ерозія земної поверхні, які призводять до небезпечних екологічних ситуацій на певних ділянках планети. Іноді ці процеси спричинюють глобальні екологічні катастрофи.
Нижня межа літосфери нечітка й визначається за різким зменшенням в'язкості порід, збільшенням їхньої щільності та іншими геофізичними характеристиками. Товщина літосфери на континентах і під океанами різна й становить відповідно 25—200 та 5—100 км. Найглибші шахти, пройдені людиною, сягають З— 4 км, а найглибша в світі свердловина (пройдена на Кольському півострові) — трохи більше за 12 км. Про склад і будову глибших зон літосфери нам відомо лише на основі непрямих методів (сейсмо- та електророзвідка, гравіметрія тощо).
Ш Охорона Грунтів. Ґрунти — органо-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла й світла. Це природні утворення, які характеризуються родючістю — здатністю забезпечувати рослини речовинами, необхідними для їхньої життєдіяльності.
Найродючіші й найпотужніші грунти — чорноземи — формувалися протягом багатьох тисячоліть у зонах лучних степів, де був сприятливий клімат (тепле літо, кількість опадів — 500— 600 мм/рік), оптимальні умови для розвитку багатої трав'янистої рослинності. Найбільші в світі запаси чорноземів зосереджені на території України. Про їхню цінність свідчить хоча б такий факт: у роки Другої світової війни німецькі окупанти вивозили український чорнозем залізничними ешелонами до Німеччини. Сьогодні, на жаль, запаси та якість цього неоціненного природного ресурсу в нашій державі істотно знизилися, що пояснюється вар-162
варською, непродуманою їх експлуатацією, ерозією, засоленням, відчуженням земель під кар'єри та промислові споруди тощо.
Дуже важливим компонентом грунту є гумус (перегній) — органічна речовина, що утворилася з решток відмерлих рослин під впливом діяльності мікроорганізмів, які переробляють їх, розкладають, збагачують вуглекислим газом, водою, сполуками азоту та іншими речовинами. Ґрунтоутворення — важлива частина біологічного кругообігу речовин та енергії. Ґрунт забезпечує рослини калієм і вуглецем, азотом і фосфором тощо. Родючість ґрунту залежить від кількості цих речовин у гумусі, гумусу в ґрунті й товщини шару ґрунту. Найкращі чорноземи містять до
9 % гумусу.
Ґрунти становлять величезну цінність не лише тому, що це основне джерело отримання продуктів харчування; крім того:
• вони беруть активну участь в очищенні природних і стічних
вод, які фільтруються крізь них;
• фунтово-рослинний покрив планети — це регулятор водного
балансу суші, оскільки він поглинає, втримує й перерозподіляє
велику кількість атмосферної вологи;
• це й універсальний біологічний фактор, і нейтралізатор бага
тьох видів антропогенних забруднень.
Тому користуватися ґрунтом, землею слід розумно й бережно. В гонитві за врожаєм грунти розорюються дедалі глибше й частіше, в них у неймовірних кількостях вносяться мінеральні добрива й пестициди. В результаті на величезних площах степової і посушливої зон ґрунти втратили здатність убирати й пропускати воду, їхня структура деградувала, вони перенасичені шкідливими хімічними сполуками. Повсюдно родючість ґрунтів катастрофічно зменшується.
За останні 35—40 років уміст гумусу в грунтах України зменшився на 0,3—0,4 %. За розрахунками Української академії аграрних наук, щорічні втрати гумусу становлять від 0,6 до 1 т/га. Це наслідок використання недосконалих технологічних схем у сільському господарстві та істотного зменшення внесення органічних добрив, що пов'язане із занепадом тваринництва.
Потрібні термінові заходи для відтворення структури й родючості ґрунтів — їх нейтралізація, розсолення, збагачення гумусом тощо. Як наголошується в одній з останніх доповідей ООН, подальше існування нашої цивілізації поставлене під загрозу через широкомасштабну загибель родючих земель, що зростає.
163
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава З
Геоекопогія
Нині охорона й раціональне використання земельних ресурсів — одна з найактуальніших проблем.
Великих збитків сільському господарству завдає ерозія грунтів. Цьому негативному явищу сприяє активне утворення ярів у результаті діяльності людини — вирубування лісів на схилах, знищення трав'яного й чагарникового покривів, неправильного розорювання землі тощо. Спричинюють ерозію й пилові бурі, коли в умовах посухи вітри видувають мільйони тонн грунтів, в одних місцях зносячи сантиметри й навіть десятки сантиметрів верхнього родючого шару й перетворюючи багаті угіддя на безплідну пустелю, а в інших — засипаючи поля, сади, луки, дороги й будівлі шаром пилу та піску інколи завтовшки 2—3 м. Вітрова й водна ерозії цілком знищують ґрунти або істотно зменшують вміст у них азоту, фосфору, калію, мікроелементів — усього того, від чого залежить родючість. Активізують ерозію ґрунтів часті оранки, культивації, боронування, ущільнення, трамбування колесами й гусеницями важкої сільськогосподарської техніки.
До основних заходів задля відновлення ґрунтів на оголених ділянках належать насадження лісозахисних смуг, екологічно обґрунтоване зрошення земель, запровадження сівозмін, періодична консервація угідь (коли земля «відпочиває»).
Одне з найбільших лих після ерозії ґрунтів — їх засолення, основна причина якого полягає в неправильному зрошенні. Протягом останніх десятиліть тисячі гектарів посушливих земель у степових районах, пустелях і напівпустелях, де проводилось інтенсивне зрошення й спочатку значно підвищувалася врожайність, згодом стали непридатними для використання через «білу отруту» (так місцеві жителі називають сіль), якою забиваються всі пори ґрунту та його поверхня в результаті випаровування зрошувальних вод. Раніше, до масового зрошення, на великих територіях росли дикі трави, чагарники, а на розумно зрошуваних землях постійно була високою врожайність полів і садів. А тепер через перезволоженість, надлишок води в ґрунтах та їхню засоленість гинуть дерева, поля, сади, виноградники, плантації бавовнику. В сусідніх із полями селищах вода заливає льохи, якість питної води істотно погіршилась, особливо навколо каналів, що спостерігається в Середній Азії вздовж Каракумського каналу, й у нас на півдні України, поблизу Північно-Кримського, Каховського та Краснознам'янського каналів.
164
Охорона земної поверхні. Площа суші на Землі становить 148 млн км2; 10 % цієї площі припадає на льодовики Антарктиди й Гренландії. Решта території — вичерпні ресурси поверхні Землі: 33,1 % цієї території займають сільськогосподарські угіддя, 30,1 % — ліси, 36,8 % — так звані «інші» землі (площі, зайняті населеними пунктами, промисловими підприємствами, транспортними магістралями тощо, а також болота, гори, тундри, пустелі). Через діяльність людини структура земної поверхні постійно змінюється: зменшуються площі сільськогосподарських угідь і лісів, розширюються площі «інших» земель. Берегти землю — це означає розумно, по-хазяйськи її використовувати, щоб слугувала вона довго, багатьом прийдешнім поколінням.
Чималі витрати земельних ресурсів пов'язані з промисловим і цивільним будівництвом, спорудженням військових об'єктів (аеродромів, баз, полігонів, складів тощо), видобуванням корисних копалин.
Сільськогосподарські землі — найцінніша частина земельних ресурсів, оскільки вони забезпечують людство продуктами харчування. Більша частина сільськогосподарських земель відводиться під ріллю, решта — під площі багаторічних насаджень (плантації, сади, виноградники, лісосмуги), луки й пасовиська. Населення Землі, що швидко примножується, вимагає збільшення кількості продуктів харчування, основний постачальник яких — орні землі. А можливостей для розширення їхніх площ майже не залишилося. Навпаки, в багатьох країнах спостерігається неухильне скорочення орних земель. Тому єдиний спосіб задовольнити дедалі більші потреби в продуктах харчування — це інтенсифікація сільськогосподарського виробництва, тобто одержання вищого врожаю з тих самих площ. У світі є певний досвід у цій справі.
♦ Наприклад, у 50—60-ті роки в деяких країнах Азії й Латинської Америки відбувалася так звана «зелена революція», коли за сприяння спеціалістів ООН було введено високоврожайні сорти рису, пшениці, сої, інших культур, застосовано нові технології вирощування, меліорації і т. д., що дало змогу різко (в 3—5 разів і навіть більше) підвищити врожайність основних сільськогосподарських культур. Індія, наприклад, не лише забезпечила своє населення рисом, але навіть стала експортувати його.
Сьогодні в посушливих районах Землі спостерігається дуже небезпечне явище дезертизації, або спустелювання (рис. 3.7). Причини його — вразливість природи в цих зонах, надмірне
165
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава З
Геоекологія
І I
використання земель під пасовиська (худоба виїдає й витоптує слабкий трав'янистий покрив), вирубування на паливо нечисленних дерев і кущів. У результаті різко активізується деградація грунтів і територія спустелюється. Так, за останні 50 років площа пустелі Сахара збільшилася на 650 тис. км2. Спеціалісти ООН підрахували, що у світі кожної хвилини на безплідну пустелю перетворюється 44 га землі!
Ступінь спустелювання:
помі |
омірнии |
дуже високий |
І високий
Рис. 3.7 Спустелювання материків
Ліс — надзвичайно важлива складова частина біосфери: це один із основних поглиначів вуглекислого газу й виробників кисню, постачальник дуже цінних матеріалів (деревини, сировини для хімічної промисловості, продуктів харчування тощо), поглинач пилових і газових забруднень атмосфери, захисник поверхні Землі від водної ерозії та суховіїв; це середовище життя багатьох звірів, птахів, комах; ліс має величезне оздоровче значення, оскільки деякі дерева — біла береза, сосна, ялиця та інші — продукують особливі леткі
166
речовини — фітонциди, які вбивають хвороботворні мікроби й роблять повітря цілющим;
• і, нарешті, ліс діє на людину заспокійливо, сприяє пробудженню в неї творчої наснаги, добрих, піднесених почуттів.
Ліс — це особливий, незмірно добрий і безконечно щедрий організм, який не просить нічого для підтримки свого існування й великодушно розсипає продукти власної життєдіяльності; він бере під захист усі живі істоти й пропонує затінок навіть лісорубові, який губить його.
С. Гаутама,основоположник буддизму
Відповідно до норм лісового законодавства, прийнятих більшістю країн, ліси поділяються на три групи:
1) ліси, що виконують водоохоронні (заборонні смуги по бере
гах річок, озер і т. д.), захисні (протиерозійні ліси, державні лісо
захисні смуги), санітарно-гігієнічні та оздоровчі (ліси заповідників
і національних парків) функції;
2) ліси захисного та обмежено експлуатаційного значення —
лісові масиви в густонаселених районах і місцевостях з обмеже
ними лісовими ресурсами;
3) ліси експлуатаційні — тайга, тропічні ліси.
У лісах першої та другої груп (а саме такі є на території України) забороняється заготівля деревини, тут допускаються лише так звані санітарні рубки, коли вирубуються тільки хворі й усохлі дерева. А взагалі в лісоводів є давнє добре правило: «Зрубав дерево — посади два нових!»
«Інші» землі поділяються на дві групи:
1) малопридатні для сільського господарства землі — пустелі,
гори, тундра, яри тощо; деякі з них можуть бути освоєні, але з
великими матеріальними й фінансовими затратами;
2) заселені й забудовані території, тобто такі, що вже не мож
на використати якось інакше.
■ Рекультивація порушених земель.У результаті господарської діяльності людини утворюються порушені землі, що втратили свою господарську цінність, а іноді навіть стали джерелом забруднення природного середовища. Найбільше порушують землю відкриті гірничі виробки (кар'єри). В Криворізькому регіоні, наприклад, великі площі колись родючої землі перетворено залізорудними кар'єрами на ділянки «місячного ландшафту», де
167
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
X
I
DC
s
S3
I
шаються величезні відвали слабко радіоактивних пустих порід -до 90 % добутої з надр породи. Ці відвали забруднюють атмосферу радіоактивним газом радоном, небезпечним для біоти (наприклад, медики довели, що внаслідок вдихання повітря з підвищеним умістом радону в ссавців розвивається рак легень).
Кількість радіоактивних відходів зростає на стадії збагачення уранової руди, з якої виготовляють твели — спеціальні елементи, що виділяють тепло, котрі надходять потім на АЕС. У реактор типу РБМК (сумнозвісний після аварії на Чорнобильській АЕС) завантажується близько 180 т таких твелів, які в результаті роботи реактора перетворюються на високорадіоактивні відходи. АЕС — це, по суті, підприємство, яке поряд з електроенергією виробляє величезну кількість украй небезпечних речовин. Лише в США нагромадилося близько 12 тис. т таких відпрацьованих твелів, а на початку XXI cm. до них додасться ще 40 тис. т цього пекельного матеріалу.
Відпрацьовані твели кілька років зберігаються на території АЕС у спеціальних басейнах із водою, поки трохи знизиться їхня радіоактивність, після чого в особливих контейнерах спеціальними поїздами їх перевозять на фабрику для регенерації ядерного палива. Тут твели обробляють, вилучаючи з них уран, який іще не «вигорів», і виготовляють із нього нові твели.
Прихильники атомної енергетики довго переконували у великій перевазі АЕС: мовляв, відпрацьоване паливо можна багаторазово переробляти й знову використовувати в реакторі, доки не «вигорить» весь уран. Насправді вже після другого такого циклу регенерації залишки палива у твелах насичуються великою кількістю сторонніх ізотопів і продуктів розщеплення, а це вне-можливлює використання їх у реакторі втретє. «Вигоряє» лише 2 % урану, який був у твелі першого циклу. А сам твел стає надзвичайно небезпечним радіоактивним матеріалом, який потрібно десь зберігати сотні й тисячі років.
Радіація має дуже негативну особливість: усе, що контактує з радіоактивною речовиною (і машини, і контейнери, і обладнання, і приміщення, і навіть одяг персоналу), саме стає радіоактивним, а отже, небезпечним. Радіацію неможливо зупинити, «вимкнути» чи знищити. Всі ці відпрацьовані радіоактивні матеріали необхідно десь надійно зберігати, поки не розпадуться радіоактивні ізотопи. Але серед них багато таких, період напіврозпаду яких обчислюється тисячами років! У процесі зберігання контей-
197
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г л а в а 4
Техноекологія
нерам з відходами не можна контактувати з підземними водами, сховища необхідно вентилювати (сотні років!), бо за рахунок виділення з відходів тепла контейнери нагріваються до температури 200 °С і можуть розтріскатися. Крім того, ці сховища треба надійно охороняти (сотні років!), щоб до них не проникли сторонні люди або зловмисники.
Сьогодні на всіх АЕС України нагромаджено до 70 тис. м3 радіоактивних відходів, 65,5 млн т — у видобувній та переробній урановій промисловості, 5 тис. м3 — в Українському державному об'єднанні «Радон» та 1,1 млрд м3 відходів міститься в зоні відчуження ЧАЕС. Близько 85—90 % радіоактивних відходів належать до категорії низько- та середньоактивних.
Сказане цілком стосується й самих АЕС. Через 25—30 років експлуатації все їхнє обладнання, апаратура, місткості, приміщення, транспортні засоби й т. д. стають настільки радіоактивними, що їх необхідно демонтувати й поховати на сотні років. А для поховання лише одного реактора потрібно близько 40 га землі.
Немає жодного іншого енергоносія, використання якого залишало б хоч приблизно стільки відходів, скільки дає ядерна енергетика, і немає таких відходів, які за ступенем небезпечності хоча б приблизно нагадували продукти розщеплення.
Е. Гауль, німецький учений-атомник
Аналіз, здійснений провідними фахівцями світу в галузі енергетики, показав, що найближчими десятиліттями атомна енергетика все ще відіграватиме значну роль у житті людства, а для деяких країн (Франція, Японія, Китай та ін.) буде основним джерелом енергозабезпечення. Низка важливих факторів, насамперед економічних, не дозволяє в найближчій перспективі відмовитися від атомної енергетики й в Україні. Тож постає необхідність підвищувати екологічну безпеку галузі.
Досвід переконливо свідчить, що однією з основних проблем, пов'язаних із використанням атомної енергії, є поховання ядерних відходів. Ця проблема з часом стає гострішою й із регіональної переростає в глобальну. В країнах, де функціонує багато атомних електростанцій (США, Франція, Велика Британія, Китай, Росія, Японія), нині нагромаджено величезну кількість як твердих, так і рідких ядерних відходів, що становлять чимдалі серйознішу небезпеку для довкілля. Атомні енергетичні компанії змушені витрачати дедалі більші кошти на розширення площ ядерних схо-
198
вищ і поховань, на забезпечення їх безпеки, на переробку відходів ядерного палива (ВЯП), яка, на думку вчених, пов'язана з великим ризиком для навколишнього природного середовища.
У розвинених країнах (США, Японія) опрацьовуються різні проекти поховання та знешкодження ВЯП, навіть такий, як будівництво могильника на Місяці. Найреальнішими з них вважаються спорудження великого підземного сховища в надрах гори Юкка на півдні США (в пустелі Невада, в 140 км від Лас-Вегаса), а також поховання ВЯП у спеціальних сховищах у Сибіру (Новосибірська область), на що Росія погоджується, незважаючи на гучні протести громадськості.
Вартість першого із зазначених проектів — 58 млрд доларів. Наукові дослідження, на які було витрачено майже 7 млрд доларів, тривали 20 років і завершилися вибором саме г. Юкка, де можна буде поховати близько 80 тис. т ядерних відходів, запобігти їх негативному впливові на довкілля, здійснювати багаторічний екологічний моніторинг і розмістити відповідні служби науково-технічного забезпечення й контролю. Сьогодні ВЯП зберігаються в більш як 130 різних сховищах по всій території США. Американські фахівці гарантують надійність сховища ВЯП у пустелі Невада на 10 тис. років. Єдина небезпека — це привабливість об'єкта для терористів.
В Україні за роки незалежності не вдалося створити замкненого циклу виробництва палива для АЕС і поховання ядерних відходів.
Проблема поховання ВЯП для нашої держави не менш гостра, ніж для США. Була спроба організувати сховища ВЯП у соляних шахтах м. Артемівська (Донбас), є проекти поховання в надрах Українського кристалічного щита — в спеціально створених сховищах у гранітних товщах. В Інституті геологічних наук НАНУ ведуться пошукові роботи (вони триватимуть до 2005 р.) найбезпечнішого, з усіх поглядів, місця поховання ВЯП. А поки що ВЯП наших АЕС відправляються на тимчасове зберігання в Росію, звідки ці відходи Україна повинна забрати назад у 2010 р.
АЕС виробляють сотні видів радіоактивних речовин, яких раніше не було в біосфері, й до яких живі істоти не пристосовані. Так, після аварії на Чорнобильській АЕС в атмосферу було викинуто близько 450 видів радіонуклідів. Серед них багато довгоіснуючих, таких як цезій-137 (період напіврозпаду 80 тис. років) і стронцій-90 (період напіврозпаду 20 тис. років). Вони за своїми хімічними влас-
199
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гпав а 4
Техноекологія
тивостями подібні до калію й кальцію, які відіграють велику роль у біохімічних процесах. Живі організми не можуть відрізнити ці ізотопи від калію та кальцію й нагромаджують їх, що є причиною найнебезпечнішого внутрішнього опромінення, яке викликає тяжкі захворювання й шкідливі мутації.
• Штучний елемент плутоній (період напіврозпаду перевищує 20 тис. років!), який нагромаджується в атомних реакторах, — це найтоксичніша речовина з усіх, що будь-коли створені людиною: 450 г плутонію (за об'ємом це кулька розміром з апельсин) достатньо, щоб убити 10 млрд людей; 1 мкг цієї речовини викликає рак легень у людини. А нині на Землі в ядерних боєголовках, відпрацьованих твелах та інших відходах АЕС накопичено тисячі тонн цієї суперотрути.
Нагромадження в природі невластивих для неї радіоактивних речовин украй шкідливо діє на біосферу. В зонах, забруднених унаслідок аварії на ЧАЕС, уже сьогодні спостерігаються масові аномалії: у рослин — гігантизм листя дерев, такі зміни деяких рослин, що важко визначити їх вид; у тварин — народження нежиттєздатних мутантів (поросят без очей, лошат із вісьмома кінцівками тощо); у людей і тварин — пригнічення функцій імунної системи, в результаті чого ускладнився перебіг таких захворювань, як грип, запалення легень, збільшилася смертність від «звичайних» захворювань.
«Мирний атом» загострив питання про відповідальність учених, змусив замислитися про такі поняття, як совість, людяність, порядність, про те, чи маємо ми право заради сьогоднішніх ілюзорних вигід ризикувати здоров'ям і життям майбутніх поколінь.
Всемогутність і безсилля людини продемонстрував Чорнобиль. І застеріг: не захоплюйся своєю могутністю, людино, не жартуй із нею. Бо ти й причина, ти й наслідок.
Г. О. Медведев,
російський публіцист
До сказаного слід додати, що АЕС спричинюють також велике теплове забруднення, особливо гідросфери. Лише мала частина теплоти, що виділяється під час роботи реакторів, може бути утилізована й перетворена на електроенергію. Левова ж її пайка у вигляді гарячої (45 °С) води й пари викидається у водойми та в повітря. Вище вже наводився приклад Хмельницької АЕС, яка використовує для охолодження своїх реакторів усю воду річки Горинь.
200
іі Термоядерна енергетика. У зв'язку з величезною потенційною небезпекою АЕС для біосфери вчені та енергетики сьогодні покладають надії на інший спосіб добування енергії, а саме з допомогою термоядерних електростанцій (ТЯЕС). І хоча в світі поки що не діє жодна ТЯЕС, є переконання (особливо на Заході), що цей спосіб добування енергії стане основним у XXI ст. й витіснить АЕС і ТЕС.
На ТЯЕС енергія добуватиметься не за рахунок розщеплення важких ядер урану, а внаслідок злиття легких ядер ізотопів водню (дейтерію й тритію) та утворення з них ядер гелію. Такі реакції живлять енергією Сонце й незліченну кількість інших зірок у Всесвіті.
Нині над розробкою промислових термоядерних реакторів працюють учені багатьох країн: Європейського Союзу, США, Росії, Японії, Канади. Як вважає більшість учених, зайнятих цією проблемою, перший прототип комерційного термоядерного реактора планується створити в першій чверті XXI ст.
Цей спосіб добування електроенергії матиме безумовні переваги над тими, що використовуються сьогодні на ТЕС і АЕС:
• ТЯЕС характеризуватимуться високим ступенем безпеки робо
ти, бо конструкція термоядерного реактора така, що за будь-
якого її пошкодження чи порушення режиму автоматично
припиняється термоядерна реакція й вимикається реактор;
• у термоядерному реакторі водночас міститиметься лише кілька
грамів «палива» — дейтерію й тритію, що є відносно низько-
радіоактивними (порівняйте з 180 т урану, який завантажується
в реактор АЕС!);
• запаси одного з компонентів палива для ТЯЕС — дейтерію —
на Землі величезні: їх достатньо, аби забезпечити електро
енергією людство на кілька мільйонів років (наприклад,
дейтерію, що міститься у 500 л води з будь-якої водойми,
достатньо для задоволення всіх енергетичних потреб однієї
людини протягом усього її життя);
• внаслідок термоядерної реакції не утворюються радіонукліди —
продуктом реакції є нерадіоактивний газ гелій;
• ТЯЕС не забруднюватимуть атмосферу речовинами, здатними
спричинити кислотні дощі, парниковий ефект або руйнування
озонового шару.
201
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гп а в а 4
Техноекологія
»
І
Проте в ТЯЕС будуть і недоліки:
• теплота, яка у великій кількості виділяється внаслідок термо
ядерної реакції, за законами термодинаміки, не може бути
цілком перетворена на електроенергію й спричинює підігріван
ня атмосфери й гідросфери Землі; тому на розвиток термо
ядерної енергетики накладається те саме обмеження, що й на
використання інших невідновлюваних джерел енергії, — це
тепловий рубіж;
• робота термоядерного реактора супроводжується дуже потуж
ним нейтронним потоком, а отже, відбувається радіоактивне
забруднення конструкцій, тому по певному часі необхідно його
розбирати й ховати (як і реактори АЕС);
• до компонентів «палива» для ТЯЕС, крім дейтерію, належить
літій, запаси якого на Землі дуже невеликі, а родовища неба
гаті й трапляються дуже рідко, або тритій, що виробляється
штучно, з великими затратами енергії.
Ш Вплив на довкілля ГЕС.У наш час ГЕС виробляють близько 20 % електроенергії у світі. Деякі країни з гірським рельєфом і швидкими річками (Норвегія, Таджикистан, Киргизстан) свої потреби в електроенергії задовольняють переважно за рахунок ГЕС.
Гідроенергетичний потенціал України становить 44,7 млрд кВт • год, проте лише 21,5 млрд кВт • год припадає на ресурси, які технічно можливо використати (46 % їх сконцентровано в басейні Дніпра, по 20 % — у басейнах Дністра й Тиси, 14 % — інших річок). Щодо економічно доцільних для використання гідроенергоресурсів, то вони загалом не перевищують 16—17 млрд кВт • год (61 % зосереджено в басейні Дніпра, 22 % — Тиси, 17 % — Дністра). Отже, за запасами гідроенергоресурсів Україна посідає досить скромне місце серед інших держав світу, Європи та СНД.
Установлена потужність ГЕС України становить 4,7 млн кВт, 98 % якої припадає на гідроелектростанції Дніпровського каскаду та Дністровської ГЕС.
Порівняно з ТЕС і АЕС гідроелектростанції мають низку переваг:
• вони зовсім не забруднюють атмосферу;
• поліпшують умови роботи річкового транспорту;
• працюючи в парі з ТЕС, беруть на себе навантаження під час
максимального (пікового) споживання електроенергії;
202
• агрегати ГЕС уводяться в дію дуже швидко, на відміну від агрегатів ТЕС, яким потрібно кілька годин для розігрівання й виходу на робочий режим (або ж треба утримувати один з агрегатів ТЕС у «гарячому» режимі, витрачаючи дефіцитне паливо). Разом із тим ГЕС, особливо ті з них, що побудовані на
рівнинних річках, завдають шкоди довкіллю.
• На Дніпрі, наприклад, водосховищами затоплено величезні
площі найродючіших у Європі земель: Київським — 922 км2,
Канівським — 675, Кременчуцьким — 2250, Дніпродзер-
жинським — 567, Дніпровським — 410, Каховським — 2155 км2.
У сумі це становить майже 7000 км2 — чверть території Бельгії!
Важко уявити, скільки сільськогосподарської продукції недоодер
жала Україна через це. Із затоплюваних ділянок довелося відсе
ляти жителів сотень сіл, прокладати нові дороги й комунікації
тощо. Пішло під воду багато історичних і ландшафтних пам'яток.
• У місцевостях, розташованих поблизу водосховищ, підні
мається рівень ґрунтових вод, заболочується територія, виводять
ся із сівозмін великі площі землі.
• На водосховищах тривають обвали берегів, які на окремих
ділянках відступили вже на сотні метрів.
Греблі перетворили Дніпро на низку застійних озер, що мають слабкий водообмін та погану самоочищуваність і стають уловлювачами промислових забруднень.
Дуже потерпають від гребель мешканці річок — планктон і риба. Риба не може проходити крізь греблі до місць своїх звичних нерестовищ, які до того ж стають непридатними для нересту через заглиблення. Багато риби й планктону гине в лопатях турбін. Водосховища, забруднені стоками й добривами, що змиваються з полів, улітку нерідко «цвітуть», що спричинює масову загибель риби та інших мешканців водойм.
Якщо підрахувати всі ці збитки від будівництва й роботи ГЕС на рівнинних територіях, стає зрозуміло, що твердження про «найдешевший кіловат», який нібито дають ГЕС, не відповідає дійсності. Очевидно, що великі ГЕС раціонально будувати лише в гірських районах. Можливо, в майбутньому нам чи нашим нащадкам доведеться спускати воду з деяких «рукотворних морів» на тому ж Дніпрі.
Ж Альтернативні джерела енергії— це енергія вітру, морів та океанів, внутрішнього тепла Землі, Сонця.
203
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 4
Техноекологія
Енергія вітру.За оцінками вчених, загальний вітроенергетичний потенціал Землі в ЗО разів перевищує річне споживання енергії людством. Однак використовується лише мізерна частка цієї енергії. Так було не завжди. За даними статистики, до революції в кожному другому селі України працював вітряк. Але парова машина, а потім двигун внутрішнього згоряння витіснили цих скромних трудівників. Добре відомо також, що до появи пароплавів усі морські перевезення здійснювалися вітрильниками.
Можливості використання енергії вітру в різних місцях Землі неоднакові. Для нормальної роботи вітроелектричних двигунів швидкість вітру в середньому за рік має бути не меншою ніж 4—5 м/с, а краще, коли вона становить 6—8 м/с. В Україні до таких зон належать узбережжя Чорного моря, особливо Крим, а також Карпати й південні степові райони.
Піонером будівництва вітроелектростанцій (ВЕС) був видатний український учений та інженер, один з основоположників космонавтики Ю. Кондратюк. Побудована ним у 1931 р. поблизу Севастополя ВЕС потужністю 100 кВт більш як 10 років забезпечувала місто електроенергією.
Сьогодні на Заході, особливо в Данії та США, серійно випускаються ВЕС потужністю від 1,5 до 100 кВт, діє також кілька експериментальних потужністю до 30 тис. кВт.
• У донецькому Приазов'ї споруджується найбільша в Україні ВЕС — Новоазовська. В степу вже змонтовано комплекс із 15 генераторів. Планується, що до 2005 р. потужність цієї прибережної станції досягне 50 МВт. Цього цілком достатньо, щоб забезпечити електроенергією найбільший в області Новоазовський сільськогосподарський район, де розташовано більш як сто оздоровниць і баз відпочинку. Цікаво, що в цій частині Приазовської низовини понад триста днів на рік напористо дме «калмик» — стабільний вітер із Калмицьких і Сальських степів (своєрідна «вітрова труба», за визначенням синоптиків).
Услід за Новоазовською планується спорудження подібних ВЕС у Володарському й Першотравневому районах.
Вітроелектростанції не забруднюють довкілля. Єдиний негативний фактор — низькочастотний шум (гудіння) під час роботи ВЕС та ще одиничні випадки загибелі птахів, які потрапляють у лопаті вітродвигунів.
Думки інженерів і вчених повертаються й до, здавалося б, давно забутих вітрильників. ♦> Відомий океанолог Ж.-І. Кусто на-
204
прикінці 80-х років сконструював і випробував вантажне судно, в якого, крім дизельного двигуна, є й вітрила. Щоправда, цей вітрильник мало схожий на оспівані бригантини минулих віків — його вітрила являють собою вертикальні напівциліндричні конструкції з алюмінієвого сплаву, якими керує комп'ютер. Використання цих вітрил під час трансокеанічного плавання дає змогу економити значну (до 70 % за сприятливого вітру) кількість
палива.
Енергія морів та океанів.Світовий океан містить колосальні
запаси енергії.
По-перше, це енергія сонячного випромінювання, поглинута океанською водою, яка виявляється в енергії морських течій, хвиль, прибою, різниці температур різних шарів води. По-друге, це енергія тяжіння Місяця й Сонця, що спричинює морські припливи й відпливи. Використовується цей екологічно чистий потенціал іще дуже мало.
Першими об'єктами такої енергетики можна вважати морські хвильові електростанції, які акумулюють енергію вертикальних коливань води. Хвиля метрової висоти забезпечує від 25 до 35 кВт енергії, навіть хвиля заввишки всього 35 см може обертати спеціальну турбіну й давати електричний струм. ♦ Одна з перших хвильових електростанцій потужністю 350 кВт ось уже близько 30 років успішно діє поблизу норвезького міста Бергена. ♦> Збудовано також перші морські електростанції, що утилізують енергію припливів і відпливів, — на узбережжі Ла-Маншу у Франції потужністю 240 тис. кВт і в Кольській затоці (Росія) потужністю 400 кВт. ♦> А на тихоокеанському острові Науру діє електростанція потужністю 100 кВт, яка використовує (за принципом термопари) різницю температур нагрітого тропічним сонцем поверхневого шару води й холодного придонного.
Енергія внутрішнього тепла Землі.З глибиною підвищується температура в земній корі (в середньому на 30 °С на 1 км, а у вулканічних районах — набагато швидше). За оцінками геологів, до глибин 7—10 км загальна кількість теплоти в 5000 разів перевищує теплоємність усіх видів мінерального палива, що є на Землі. Теоретично лише 1 % цього тепла достатньо, аби забезпечити людство енергією на найближчі 4000 років. Та на практиці це джерело енергії використовується ще дуже мало. Найкращі результати досягаються в районах активної вулканічної діяльності (Ісландія, Камчатка, Гавайські острови), де близько до поверхні
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глав а 4
Техноекологія
є термальні води. Крізь свердловини гаряча водяна пара надходить у турбіни, що виробляють електроенергію. Відпрацьована гаряча вода йде на обігрівання теплиць, житла тощо. В холодній Ісландії в таких оранжереях вирощують овочі й навіть банани, а столиця країни Рейк'явік уже понад 40 років уся забезпечується теплом за рахунок цього джерела.
В Україні досі немає установок такого типу, хоч у нас є перспективні зони для застосування геотермальної енергії — Карпати, Закарпаття та Крим.
У разі споживання геотермальної енергії постає проблема відпрацьованих підземних вод. Вони сильно мінералізовані, і їх не можна спускати у водостоки. Тому відпрацьовані води знову закачують у підземні горизонти для повторного використання. З деяких таких розсолів добувають йод, бром, літій та деякі інші елементи.
Енергія Сонця.Сонце — найпотужніше джерело екологічно чистої енергії, і людство має зосередити свої зусилля на розробці методів її утилізації. Основна перешкода полягає в розсіяності сонячної енергії: на широтах України, наприклад, на кожний квадратний метр поверхні за рік надходить лише близько 1900 кВт сонячної енергії. Утилізація сонячної енергії стримується також високою вартістю установок, а отже, й порівняно високою собівартістю електроенергії.
Сонячну енергію можна застосовувати для добування електроенергії, побутового тепла, високотемпературного тепла в промисловості, на транспорті. Найбільших успіхів досягнуто в таких країнах, як США, Франція, Туркменистан, причому переважно в галузі так званої «малої» енергетики.
Для добування електроенергії від Сонця застосовується кілька методів, найперспективніший з яких полягає в безпосередньому перетворенні сонячного випромінювання на електрику за допомогою напівпровідникових фотоелектричних генераторів (сонячних батарей). ККД найсучасніших їх типів сьогодні становить 25—30 %. Через високу вартість такі батареї поки що використовуються мало — на космічних супутниках і станціях, у ретрансляторах, навігаційних маяках, телефонних станціях у пустельних місцевостях, для живлення невеликих радіостанцій, у мікрокалькуляторах, електронних іграшках тощо.
Електроенергію від Сонця добувають також за допомогою паротурбінних генераторів. ♦ Одну з таких сонячних електро-
206
станцій (СЕС) потужністю 1200 кВт споруджено в Криму поблизу Керчі. В центрі круга діаметром 500 м установлено 70-метрову башту з парогенератором на верхівці. її оточують 1600 рухомих дзеркал (геліостатів). Стежачи за допомогою ЕОМ за рухом Сонця, вони відбивають його промені на парогенератор, нагріваючи в ньому воду до утворення пари температурою 300 °С. Пара подається на турбіну з електрогенератором.
СЕС не забруднюють довкілля. Щоправда, для майбутніх потужних СЕС на сонячних батареях знадобляться великі площі. Але на нашій планеті — близько 20 млн км2 пустель, де землі непридатні для сільського господарства, потік сонячної енергії найпотужніший, а кількість хмарних днів протягом року мінімальна. Щоб задовольнити енергетичні потреби людства, треба розмістити батареї на площі від 1 до 3 млн км2, тобто достатньо зайняти лише 5—15 % площі пустель.
Сонячна енергія використовується також для добування побутового тепла (100—150 °С), яке йде на опалювання приміщень, приготування їжі, опріснення води тощо. ♦ Розроблено досить зручні пристрої для таких потреб (наприклад, параболічне дзер-кало-піч діаметром 1,5 м, у фокусі якого вода в трилітровому чайнику закипає за 10 хв.). ♦Для промислових цілей (плавлення проб металів, вирощування кристалів із розплаву і т. п.) створено сонячні печі, у фокусі дзеркала яких температура сягає 3800 °С. Одна з таких установок діє у Франції.
Сонячна енергія може застосовуватися й на транспорті — для енергоживлення автомобілів, невеликих суден і навіть літаків. Із площі в кілька квадратних метрів (дах мікроавтобуса) можна зібрати енергію для живлення автомобільного акумулятора.
♦ В 1982 р. такий автомобіль, не витративши й краплі бензину,
перетнув Австралію, подолавши за два місяці відстань у 4000 км.
♦ На літаку, верхню площину крила якого було вкрито сонячни
ми батареями, здійснено переліт через Ла-Манш.
♦ На півдні Австралії будується екологічно чиста сонячно-вітрова електростанція, або так званий «сонячний комин», потужністю 200 МВт. Вона, до речі, стане найвищою спорудою у світі. Конструктивно це буде бетонна труба заввишки 1 км, оточена скляним кожухом. За принципом дії ця електростанція подібна до ГЕС, але рушієм її турбін буде не вода, а висхідний потік нагрітого сонцем повітря. Нагріте сонцем у скляному кожусі повітря підніматиметься вгору трубою й надаватиме рух
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Припливу
Шахтних
Вод за
добу, 10'м3
2,5
1050,0 |
15 000 |
Просідання, підтоплення, зсуви, карст, ерозія Просідання, підтоплення, карст Зсуви, підтоплення Незначні, локальні |
Донбас (кам'яне вугілля) Львівсько-Волинський (кам'яне вугілля) Дніпровський (б)ре вугілля) Дніпровсько-Донецька западина (нафта і газ) Кривбас (залізо) |
Комплексний (важкі метали, нафтопродукти, хімічні сполуки)
0,05 |
0,06 |
Комплексний (важкі метали, хімічні сполуки)
Незначний |
0,24 |
Комплексний (важкі метали, нафтопродукти)
Відсутні |
Незначна |
Відсутні |
Комплексний,
локальний
(нафтопродукти)
0,13 |
Просідання, зсуви, підтоплення, карст Просідання, зсуви, підтоплення, карст, суфозія |
1,6 |
Комплексний (важкі метали, нафтопродукти. хімічні сполуки)
Понад 50,0 |
0,13 |
Передкарпаття (сірка) |
Висока забрудненість (хімічні сполуки, сірка, солі)
За висновками «Національної доповіді про стан навколишнього природного середовища в Україні в 2000 році», до екологічно найнебезпечніших об'єктів належать АЕС, водойми, нафто-, газо- та аміакопроводи, підприємства з виробництва та використання хлору, металургійні, хімічні комбінати, а також нагро-маджувачі промислових і побутових (зокрема твердих) відходів.
Основні застосовувані способи очищення й знезараження забруднених повітря й води (див. гл. 3) досить дорого коштують і не дають стопроцентного результату, оскільки з наближенням до
215
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г пава 4
Техноекологія
І
цієї межі кожний процент досягнутого очищення обходиться дедалі дорожче, що економічно себе не виправдовує. Тому в більшості західних країн є така практика: забруднені повітря й води очищуються до певного ступеня (визнаного економічно прийнятним), після чого змішуються з природно чистими повітрям або водою так, аби вміст забруднень не перевищував ГДК, і така суміш викидається в атмосферу (водойму).
Проте у зв'язку з невпинним зростанням обсягів промислового виробництва забруднення відбувається такими темпами, що невдовзі для розбавлення вже не вистачатиме ні повітря, ні води. І це не перебільшення.
Наприклад, у високорозвиненій промисловій країні Німеччині розроблено й упроваджено досить прогресивні методи вилучення сірчистих газів із димів металургійних і целюлозно-паперових підприємств. Завдяки цьому вміст SO2 у промислових викидах за період з 1980 по 1993 р. вдалося зменшити на 65 %. Але кількість шкідливих викидів зростає такими темпами, що, за прогнозами, в найближчому майбутньому на території цієї країни в повітря буде викинуто 36 млн т NO2 і 17 млн т SO2. Наявними способами очищення й тими, що розробляються нині, сумарний викид цих шкідливих газів удасться скоротити до 29 млн т. Для розбавлення цієї кількості забруднень до норми необхідно буде 260 млн км3 повітря, що дорівнює 500-метровому його шару над усією Землею!
Оскільки повітря забруднюють промислові підприємства не однієї лише Німеччини, то висновки можуть бути однозначні: індустріальний шлях розвитку, який сьогодні проходить більшість країн світу й який базується на прогресуючому використанні природних ресурсів, веде у глухий кут. Якщо людство хоче мати майбутнє, воно мусить відмовитися від сучасних промислових технологій, хай навіть і найпередовіших, і забезпечених суперсучасними методами очищення. Для подальшого нарощування промислових потужностей та обсягів виробництва Земля вже надто мала.
Як альтернативу, здатну пом'якшити шкідливі наслідки супер-індустріалізації й відсунути в часі останню межу індустріального етапу розвитку людства, можна розглядати перехід до безвідходних виробництв, що грунтуються на замкнених циклах споживання води й повітря. Успіхи в цьому напрямі є, зокрема й в Україні. За даними Національної академії наук (НАН) України, на початку 90-х років у нашій країні діяло більш як 150 підприємств, цехів
216
і виробництв, які використовували оборотну (замкнену) систему водопостачання (Стахановський завод феросплавів, Верхньодніпровський гірничо-металургійний комбінат та ін.).
Великі перспективи, в тому числі й для промислового виробництва, обіцяє впровадження переробки вторинних ресурсів у набагато повніших обсягах, ніж це робиться сьогодні (див. гл. 3).
■ Проблема утилізації відходів.Через некероване зростання чисельності населення, активний розвиток виробництва й збільшення споживання, а також відсутність ефективних технологій переробки відходів сьогодні на нашій планеті нагромадилася така їх кількість, що це стало загрожувати здоров'ю людей і довкіллю. Уряди багатьох країн світу навіть не мають об'єктивної інформації щодо обсягів накопичених відходів і викидів, про ступінь їхньої токсичності та особливості впливу на живі організми.
♦ За даними ООН, щорічно 5,2 млн чоловік, у тому числі 4 млн дітей, умирають від хвороб, пов'язаних із неправильним або недостатнім вилученням відходів і стічних вод у районах великих міст. ♦ Активно збільшується кількість твердих побутових відходів. Так, у 80-х роках у колишньому СРСР за рік нагромаджувалося понад 60 млн т різноманітного міського сміття. Лише для того, щоб вивезти його з міст на звалища, витрачалося більш як 350 млн крб. Кількість відходів рік у рік зростає на 5—6 %. У США на збирання й перевезення твердих побутових відходів та на їх переробку щороку витрачаються мільярди доларів. Тільки в Нью-Йорку за рік накопичується стільки сміття, що ним можна вкрити площу в 341 га шаром завтовшки 4 м! У Німеччині щороку викидається стільки сміття, що ним можна було б заповнити товарний потяг завдовжки 1800 км.
Щорічно лише в Західній Європі утворюється близько 150 млн т шкідливих відходів. У 2000 р. приблизно 20 тис. промислових підприємств США виробили більш як 40 млн небезпечних відходів. В Україні їх нагромаджено понад 25 млрд т і при цьому близько 500 млн т додається з кожним роком.
Основна маса відходів в Україні утворюється на підприємствах гірничопромислового, хіміко-металургійного, машинобудівного, паливно-енергетичного, будівельного, целюлозно-паперового та агропромислового комплексів. Найнебезпечнішими серед цих
217
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 4
Техноекологія
відходів є сполуки важких металів, нафтопродукти, непридатні до застосування пестициди.
Нині в Україні умови зберігання та утилізації відходів, як правило, не відповідають санітарно-гігієнічним вимогам, що є одним із факторів інтенсивного забруднення поверхневих і підземних вод, грунту, повітря. В більшості областей України немає полігонів для централізованого зберігання та утилізації відходів. За браком коштів і вільних земель можливості для будівництва сучасних звалищ обмежені. Проте позитивним прикладом є нещодавно збудований полігон побутових відходів у Дніпропетровську. Він має ефективну систему захисту ґрунтових вод, до якої входять ізолювальні шари глини та спеціальної (завтовшки 2 мм) пластикової плівки, й обладнаний свердловинами для контролю стану ґрунтових вод. Безпосередньо на полігоні здійснюється попереднє сортування сміття, з якого відбираються металобрухт, скло, папір та пластмаси. В майбутньому на полігоні передбачається добування біогазу.
Раніше більша частина відходів (крім скла й металобрухту) спалювалася. Тепер це заборонено, оскільки під час спалювання виділяється багато небезпечних для здоров'я людей речовин. У розвинених країнах переробляється від 30—50 % (Західна Європа) до 60—75 % (США, Японія) твердих побутових відходів, у країнах, що розвиваються, — 7—10 %, у Росії та Україні — лише 3—5 %. За прогнозами спеціалістів, до 2025 р. кількість відходів зросте в 4—5 разів, а вартість їх переробки та зберігання—у 2—3 рази. Тому утилізація відходів стала глобальною екологічною проблемою.
Значну проблему становить забруднення твердими відходами морів. Італійські фахівці-екологи в 1999 р. надали таку інформацію для природоохоронців: викинута в море скляна пляшка розкладатиметься 1000 років, папір — 3 місяці, сигаретні недопалки — 5 років, поліетиленові пакети — 10—20, нейлонові вироби — 30—40, металеві банки — 500, полістирол — 1000 років!
Особливої актуальності набула проблема транспортування, зберігання, переробки й поховання радіоактивних відходів. Через те, що сьогодні її не вирішено, призупинився розвиток атомної енергетики: за останні 5 років у світі не введено в дію жодного ядерного реактора, і навіть Франція (як уже зазначалося, вона колись зробила основну ставку на розвиток саме ядерної енергетики) 5 лютого 1998 р. оголосила про закриття найближчим часом
218
своєї найбільшої АЕС. Сьогодні у світі щорічно утворюється близько 10 тис. м3 радіоактивних відходів. Проблемі їх переробки й поховання приділялася велика увага на Всесвітньому екологічному форумі в Ріо-де-Жанейро (1992), що ще раз підтверджує її злободенність.
Дедалі загострюється проблема відходів в Україні. Звалища навколо великих міст щороку поглинають близько 1500 га землі, яка внаслідок цього стає небезпечним джерелом отруєння довкілля. Зі звалищ у повітря та грунтові води потрапляє багато токсичних речовин — важких металів, продуктів розкладання лаків, фарб, гуми, пластмас. Звалища — це розсадник хвороботворних бактерій; тут утворюються токсичні гази, виникають небезпечні для природи пожежі.
Проблему звалищ можна вирішити, збудувавши сучасні відходопереробні заводи з ефективними технологіями утилізації, спалювання, виготовлення корисних речовин (хоча нині жодну з наявних технологій не можна вважати екологічно чистою). Дуже гостро постала проблема рекультивації звалищ і використання тисяч гектарів звільнених від сміття площ землі. Це можна здійснити лише за умови взаємодопомоги країн, співробітництва, взаємоконтролю й дотримання відповідних міжнародних угод і конвенцій.
В Міжнародна торгівля відходами. В Декларації ООН про довкілля записано: держави відповідають за те, щоб діяльність на їхніх територіях не завдавала шкоди довкіллю й в інших державах. Але, на жаль, цей принцип часто порушується, і не тільки у випадках транскордонного перенесення шкідливих речовин повітряними течіями або річками з одного регіону в інший. Останнім часом поширилася торгівля токсичними відходами, яка набула міжнародних масштабів.
Щоб обминути законодавчі акти, які забороняють безконтрольне поховання токсичних відходів, а також не витрачати великих коштів на їх утилізацію, виробники з розвинених країн переправляють відходи в держави з недосконалим екологічним законодавством або ж у ті країни, де є впливові злочинні елементи (мафія), котрі заради наживи йдуть на все, навіть на погіршення стану довкілля у власній країні.
Експорт токсичних відходів стримує розвиток екологічно чистих технологій і виробництв.
219
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 4 Техноекологія
♦ У 1990 р. близько 25 хімічних підприємств Західної Європи
та США звалили понад 11 тис. т ртутно-свиниевих відходів у
Іспанії, в районі Амадена, переправили 8 тис. контейнерів із
токсичними речовинами в Нігерію.
♦ Організації «Грінпіс» відомо про тисячу з лишком спроб ек
спорту смертоносних відходів по всьому світові.
♦ Сформувалася міжнародна мафія, що наживає величезні
капітали на цьому брудному бізнесі. Часто платня за дозвіл на
поховання відходів у кілька разів перевищує національний доход
невеликих країн Африки, Азії, Південної чи Центральної Амери
ки, і їхні керівники погоджуються на злочини проти довкілля.
Нині майже 90 держав заборонили ввезення на свою територію токсичних відходів. Україна не ввійшла до їхнього числа.
♦ Тому лише за останні роки здійснено близько 40 спроб
поховати на її території токсичні речовини (230 т промислових
відходів, понад 100 т хімікатів, непридатних для використання,
390 т пластикових упаковок і т. д.).
♦ 3 1994 р. в Україну у великій кількості почали надходити
імпортні пестициди, багато з яких заборонені на Заході, а в нас
використовуються через відсутність відповідних законів, низькі
вимоги до якості пестицидів, жадобу та екологічну неосвіченість
деяких наших бізнесменів. Те саме стосується окремих продуктів
харчування, що у величезній кількості ввозяться в Україну із
західних країн, Туреччини, Китаю й т. д. Багато з них, за даними
санепідслужб України, не мають сертифікатів якості, прострочені
або не відповідають вітчизняним стандартам. До цих неякісних
товарів останнім часом додалася ще й небезпечна трансгенна
продукція.
♦ Токсичні відходи завозилися й у Росію, наслідком чого було
отруєння грунтів, людей у кількох регіонах; порушено судові
позови проти деяких іноземних компаній.
Зрозуміло, що необхідно вдосконалювати наше екологічне законодавство, посилити контроль за імпортом токсичних речовин і відходів, залучивши до цього широку громадськість. Та все ж найкращий спосіб позбутися відходів — це взагалі не виробляти їх.
220
§ 4.4. j Сільське господарство
Упродовж своєї тривалої історії людство не мало вірнішого союзника, захисника й друга, ніж його земля. Почуття синівської відданості матінці-землі стало передаватися генетично, з покоління в покоління. І якими ж тільки словами наші предки її не величали! Вона для них і вічна, і свята, і рідна, і годувальниця!
І. Друце,
молдовський письменник
'ільське господарство — одна з найважливіших талузей матеріального виробництва, що забезпечує нас продуктами харчування рослинного й тваринного походження, а багато галузей промисловості — сировиною.
Коли за часів неолітичної революції (7—8 тис. років до н. є.) землероби почали вирощувати перші окультурені рослини, населення Землі становило близько 4 млн чоловік. Сьогодні така кількість людей народжується за 10 днів. Якщо подібні темпи зростання населення планети збережуться й у майбутньому, то, аби нагодувати його, працівникам сільського господарства треба буде лише протягом перших двох десятиліть XXI cm. виробити стільки продуктів харчування, скільки їх було вироблено за всі попередні 10 тис. років історії цивілізації.
Одна з провідних галузей сільського господарства — це рослинництво. Серед кількох сотень культурних рослин, що вирощуються на різних материках, основну масу харчової продукції дають такі рослини, як рис, пшениця, кукурудза, картопля, овес, ячмінь, цукрова тростина, соя, сорго, маніок, батат. Слід наголосити, що в природі є величезна кількість їстівних рослин, які або взагалі сьогодні не споживаються людьми, або ж використовуються вкрай мало, переважно нечисленними місцевими племенами. Лише в зоні вологих тропічних лісів ботаніки й етнографи зібрали відомості про 80 тис. видів таких рослин! Оскільки площа тропічних лісів скорочується з катастрофічною швидкістю, ми в найближчому майбутньому можемо втратити це величезне багатство, так і не встигши скористатися ним.
Інша небезпека, що чатує на людство, — це збіднення генетичного фонду рослин і тварин. Так, відомо 28 видів пшениці (5 дикорослих і 23 культурних). Протягом історії з цих видів
221
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г п а в a 4
Техноекологія
селекціонери вивели 22 тис. сортів. Звичайно ж, рільники висівають найурожайніші сорти. І як наслідок, величезні площі землі займають генетично одноманітні рослини, так звані монокультури. Вони дають змогу за короткий час досягти максимальних урожаїв. Але будь-які несприятливі зміни в природному середовищі (кліматичні, наприклад, або поява нових збудників хвороб чи шкідників) можуть завдати величезної шкоди монокультурі, а то й цілком знищити її на величезних площах. Історія сільського господарства багата на подібні приклади.
♦ У 1970 р. в США врожай кукурудзи на половині плантацій від Флориди до Техасу загинув від навали нового патогенного гриба. Оскільки більшість полів було засіяно кукурудзою одного сорту, а він виявився вразливим саме для цього гриба, епідемія поширилася зі швидкістю лісової пожежі, й загальні збитки фермерів становили 1 млрд доларів. *У 1845 р. в Ірландії врожай картоплі — основного продукту харчування місцевих жителів — був знищений грибковим захворюванням, збудника якого випадково завезли з Мексики. Тоді від голоду померло близько 1 млн ірландців, багато хто назавжди виїхав до США та інших країн.
Упровадження монокультур, зведення тропічних лісів, урбанізація, будівництво великих водосховищ, що заливають тисячі гектарів родючих земель, інші негативні прояви людської діяльності призводять до небезпечного збіднення генофонду (або так званої «генетичної ерозії») планети. За підрахунками ботаніків, до середини XXI cm. можуть зникнути 250 тис. видів рослин.
Гонитва за максимальними врожаями, порушення правил агротехніки, застосування важких сільськогосподарських машин, непродумана меліорація, перевипас худоби тощо призводять до втрати основного багатства людства — родючих ґрунтів. Учені встановили, що для утворення ґрунтового шару завтовшки 18 см природі потрібно в середньому від 1400 до 7000 років. Людина ж здатна виснажити, знищити шар грунту такої товщини за один-два сезони. Підраховано, що порівняно з тими 1,5 млрд га земель, які використовуються тепер для вирощування сільськогосподарських культур, майже 2 млрд га за історичний період було втрачено, виведено із сівозмін, перетворено на пустелі. В наш час через вітрову й водну ерозії, будівництво міст, доріг, аеродромів, кар'єрів, промислових об'єктів у світі щомісяця втрачається від 5 до 7млн га родючих земель.
Величезної шкоди завдано землям України: • за останні 25 років загублено майже 500 тис. га сільськогосподарських угідь; на 9 % знизився вміст гумусу в грунті; • від водної ерозії потерпає 29 % орних земель; • 10 млн га земель на півдні країни періодично уражаються пиловими бурями.
Спеціалісти ООН виокремили головні небезпеки, що нависли над сільським господарством основних регіонів Землі:
• Європа — промислове забруднення земель, знищення лісів;
• Північна Америка — поширення монокультур;
• Південно-Західна Азія — перенаселення, перевипас худоби,
загроза генофондові;
• Південно-Східна Азія — загибель тропічних лісів, «генетична
ерозія»;
• Південна Америка — зведення тропічних лісів, зникнення
традиційних сортів культурних рослин;
• Африка — перенаселення, знищення тропічних лісів, переви
пас худоби, спустелювання.
Ще одна серйозна проблема полягає в перехімізації сучасного сільського господарства. На зміну перевіреній віками схемі землекористування — земля—зерно—гній—земля — прийшла неприродна, виснажлива для ґрунтів схема: земля—зерно—мінеральні добрива—зерно—більше мінеральних добрив і т. д. При цьому культурні рослини засвоюють усього близько 40 % хімічних поживних речовин, що містяться в мінеральних добривах. Решта ж 60 % вимивається з ґрунту й потрапляє у водойми, забруднюючи їх. Надмірне застосування мінеральних добрив, зокрема азотних, призводить до збільшення вмісту нітратів у продуктах харчування, а це небезпечно для здоров'я людини.
Для захисту врожаю від шкідників сучасне сільське господарство застосовує дедалі більше хімічних засобів боротьби — так званих пестицидів хлороорганічного, фосфороорганічного та іншого складу. Навантаження їх на ґрунт стає нестерпним. Так, вирощуючи озиму пшеницю, інколи вносять близько 6—10 кг пестицидів на 1 га землі, а під овочеві культури — 45—50, плодові — 165 кг/га! Але ж на отруєній землі не може вирости неот-руєний колос або плід!
Величезна кількість речовин, які пропонує сучасна хімія сільському господарству, — мінеральні добрива, пестициди, антибіотики, гормони, стимулятори та інгібітори розвитку, кормові
223
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гпава 4
Техноекологія
дріжджі й багато інших — урешті-решт потрапляють в організм людини й загрожують не лише нам, а й нашим нащадкам. До того ж комахи та інші шкідники сільського господарства швидко адаптуються до хімічних засобів боротьби з ними, з'являються різновиди шкідників, на які отрута вже не діє, тому доводиться збільшувати її дозу або застосовувати нові, ще отруйніші засоби.
• Близько 500 видів шкідників уже виробили імунітет проти одного або
кількох видів отрутохімікатів, частина — до всіх без винятку. За прогнозами
вчених, у найближчому майбутньому всі основні вороги врожаю (шкідники,
бур'яни, збудники захворювань) стануть несприйнятливими до хімічних
засобів захисту рослин. То навіщо ж отруювати землю?
Розуміючи, що подальше нарощування хімізації й так уже перехімізованого сільськогосподарського виробництва завело в глухий кут, деякі аграрні організації, фермери як на Заході, так і в нас стають на шлях так званого альтернативного сільського господарства. Його прихильники мають намір домогтися вирішення таких завдань:
• «екологізації» й «біологізації» сучасного землеробства, тобто
воно має стати нешкідливим для природного середовища й
забезпечувати споживача чистими продуктами харчування;
• розвитку землеробства на основі максимальної утилізації всіх
відходів, шо утворюються в господарстві;
• підвищення рентабельності господарства, забезпечення його
виживання.
Суть альтернативного землеробства полягає в цілковитій або частковій відмові від синтетичних мінеральних добрив, пестицидів, регуляторів росту й харчових добавок. Комплекс агротехнічних прийомів базується на строгому дотриманні сівозмін, уведенні в них бобових культур для збагачення ґрунту азотом, застосуванні гною, компостів і сидератів, проведенні механічних культивацій і захисті рослин біологічними методами.
При цьому грунт розглядається майже як живий організм зі складними фізико-хімічними й біологічними процесами. Прихильники альтернативного землеробства вважають, що удобрювати слід не рослини, а грунт, і виходять із принципу: «Від здорового ґрунту — до здорових рослин, тварин і людини». Таке дбайливе ставлення до землі-годувальниці здавна було притаманне українському землеробові й збереглося донині серед справжніх трудівників сільського господарства України.
224
Прихильники альтернативного землеробства для підживлення рослин використовують тільки «натуральні» добрива: крім гною та компосту, ще й кістяне борошно, вапняк, розмелений до борошна базальт, глауконітовий пісок, золу водоростей, рибну емульсію тощо. Для боротьби зі шкідниками й хворобами також вдаються тільки до природних засобів — тютюновий пил, часник, піретрум, відвари кропиви, полину. Заохочується широке застосування біологічних методів боротьби зі шкідниками, зокрема за рахунок розведення комах, бактерій і вірусів — ворогів цих шкідників.
Незважаючи на нижчу врожайність і вищу трудомісткість альтернативного землеробства, його продукція має дедалі більший попит у населення: люди згодні доплачувати за гарантію високої якості й безпечності.
§4.5. і Транспорт
Цивілізоване людство нині в чомусь схоже на дитину,
що отримала до свого дня народження занадто багато іграшок.
Дж. Томсон,
англійський фізик
н; |
"аш час характеризується небаченими масштаба-.ми транспортних перевезень — як вантажних, так і пасажирських. Значна їх частина є безпосередньою складовою процесу виробництва — промислового й сільськогосподарського. Надзвичайна мобільність властива й людям: зростають швидкості й вантажопідйомність автомобілів, літаків, суден. Відповідно збільшуються й масштаби шкоди, якої вони завдають природі (табл. 4.3). Пригадаймо, що один з екологічних законів Б. Коммонера стверджує: за все потрібно платити. І за зростання обсягу вантажоперевезень, за швидкість і комфорт люди розплачуються здоров'ям, оскільки забруднюються практично всі земні сфери. ♦ Так, лише один сучасний реактивний пасажирський літак протягом восьмигодинного польоту з Європи в Америку «з'їдає» від 50 до 75 т кисню, викидаючи натомість в атмосферу десятки тонн вуглекислого газу, оксидів азоту та інших шкідливих сполук. ♦ Легковий автомобіль «Волга» забирає з повітря
225
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 4
Техноекологія
кисню в сто разів, а вантажівка ЗИЛ-130 — у 200 разів більше, ніж одна людина.
Таблиця 4.3 Внесок різних видів транспорту в забруднення атмосфери Землі
Вид транспорту | Масова частка викидів, % | ||||
СО | вуглеводнів | SO2 | NOx | аерозолів | |
Автомобільний Залізничний Водний Повітряний Інші | 89,5 0,4 2,2 1,4 6,5 | 82,1 2,6 6,4 2,6 6,3 | 72,6 7,7 2,2 1.0 16,5 | 44,4 11,1 33,3 11,2 | 78,5 7,1 7Д 7,3 |
Автомобілі є винуватцями 40 % забруднень атмосфери великих міст, таких як Київ. За даними статистичної служби, в Києві в 1965 р. було 10 автомобілів на тисячу жителів, у 2000 р. — 150. За розрахунками розробників генплану забудови Києва, в 2020 р. на кожну тисячу киян припадатиме 300 автомобілів. Підраховано, що якби всі вихлопні труби автомобілів, котрі «бігають» вулицями Києва, з'єднати в одну, то утворився б жахливий кратер діаметром 25 м, з якого вивергається ПО тис. т шкідливих газів на рік. Становище погіршується ще й тим, що автомобільні викиди концентруються в приземному шарі повітря — саме в зоні нашого дихання. До того ж вітчизняні автомобілі екологічно набагато «брудніші» від багатьох західних моделей: вони витрачають більше палива на 100 км шляху, отож дужче забруднюють повітря. Втім, багато які іномарки, що заполонили наші вулиці, являють собою вже зношені екземпляри, двигуни яких спрацьовані й тому сильно забруднюють повітря. До цього часу в нас використовується переважно вкрай шкідливий етильований бензин, який забруднює повітря свинцем. Двигуни автомобілів часто бувають погано відрегульованими, тому в їхніх вихлопних газах міститься багато CO, сажі тощо.
Мережа автомобільних доріг і залізниць займає великі площі землі, яку можна було б використати раціональніше, скажімо, для вирощування сільськогосподарських культур або лісу. Так, для прокладання навіть найпростішої дороги завширшки 4 м на кожні 2,5 км траси треба вирубати 1 га лісу! А що вже казати про
226
сучасні шестисмугові швидкісні хайвеї! Дорожні насипи часто є причиною підтоплення ґрунтовими водами й заболочування прилеглих ділянок. На дорогах гине багато диких тварин, які потрапляють під колеса машин, птахів, що зіштовхуються з ними в польоті.
Водне середовище дуже забруднюють великотоннажні вантажні судна, особливо нафтові танкери. Аварії таких танкерів уже призводили не до однієї екологічної катастрофи — згадаймо аварії танкерів «Амоко кадіс» біля узбережжя Франції (1978 р.) чи «Екссон валдіз» поблизу узбережжя Аляски (1990 p.). Зростання обсягів перекачування нафти, нафтопродуктів, природного газу тощо системами трубопровідного транспорту пов'язане зі збільшенням діаметра труб і застосуванням дедалі більших тисків при перекачуванні, що загрожує великомасштабними аваріями (приклади — вибух бензопроводу в Челябінській області в 1995 р. чи забруднення величезної площі земель нафтою, яка витекла з пошкодженого нафтопроводу в республіці Комі на півночі Росії в 1994 p.).
Негативно впливають на озоновий шар атмосфери висотні польоти літаків, запуски космічних кораблів і військових балістичних ракет. Підраховано, що в результаті 100 запусків поспіль космічного корабля «Спейс Шаттл» майже вщент зруйнувався б захисний озоновий шар Землі.
Не можна не згадати про посилення негативного впливу на довкілля ще одного виду транспорту — трубопровідного. Лінії потужних сталевих трубопроводів, які транспортують газ, нафту, аміак, промислові відходи та інші речовини, на сотні й тисячі кілометрів простяглися вздовж доріг, перетинаючи десятки річок, долин, гірські райони й морське дно в найрізноманітніших куточках планети. Вони споруджені на Алясці й у Сибіру, вони пролягли від Тюмені до Уралу й від Уралу до центру Європи, вони перетинають Карпати й Альпи, простягаються вздовж узбереж Каспію, Чорного, Середземного, Північного морів і Балтики, узбереж Тихого океану й Атлантики, вони є в Америці й Азії, Африці й Австралії. І всюди останніми роками лінії трубопроводів стали зонами особливого екологічного ризику.
Незважаючи на високу міцність, ці могутні трубопроводи (діаметр труб — переважно понад 1 — 1,5 м, їхня товщина — 1,5— 2 см, тиск усередині — кілька атмосфер) із часом просідають (особливо — в зонах мерзлих або різнопородних тріщинуватих грунтів, під вагою й через різницю температур), тріскаються на
227
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г пas a 4
Техноекологія
стиках, кородують унаслідок підвищеної кислотності повітря чи несприятливих кліматичних умов. У місцях пошкодження труб на прилеглі території виливається велика кількість забруднювальних речовин, а оскільки це трапляється далеко від населених пунктів, у лісі, в горах, то через неможливість оперативно ліквідувати аварію шкода, завдана довкіллю, буває величезною. Газовикиди часто супроводжуються вибухами й пожежами, нафта нищить водні екосистеми й пернатих. А в останні роки багато аварій і нещасть було пов'язано із зумисними пошкодженнями нафтопроводів — викраданням нафтопродуктів (Україна, Тюмень).
§ 4.6. |
Військова діяльність
Неможливо допустити, аби щось, створене заради ненависті, могло бути міцним. Тільки творення, а не нищення, може дати силу для вільної думки.
М. К. Реріх,
видатний громадський діяч, живописець, археолог, мандрівник
Ні |
"айбільшою ганьбою людської цивілізації є .війни. Вчені підрахували, що за останні 6 тис. років люди жили в мирі лише 292 роки. Вони «звикли» до воєн і досі ще не дуже глибоко усвідомили, що в сучасній світовій війні, якщо її розпалять, переможців не буде.
Будь-яка військова діяльність урешті-решт завдає шкоди біосфері, й передусім людині, тому за своєю суттю вона має антиеко-логічний характер.
» За оцінками вчених, війни забрали життя більш як 3,6 млрд чоловік. У цих війнах знищено матеріальні цінності на фантастичну суму 115,13 квінтильйонів (!) доларів (цієї суми вистачило б, щоб забезпечити сучасне населення Землі всім необхідним на кілька тисяч років!). Але ніякими сумами неможливо оцінити втрати культурних цінностей, знищених під час воєн: бібліотек із накопиченими впродовж віків знаннями, шедеврів архітектури, творів мистецтва й т. д.
♦ У Першу світову війну (1914—1918 pp.) було втягнуто 38 країн. Бойові дії велися на території площею 4,1 млн км2.
228
Із мобілізованих 74 млн чоловік загинуло 9,5 млн, іще 20 млн померло від ран і хвороб. Уперше застосовано хімічну зброю, якою уражено 1,3 млн чоловік.
♦ Друга світова війна (1939—1945 pp.) охопила вже 61 державу й понад 80 % населення Землі. Воєнні дії велися на території площею 22,6 млн км2. Із мобілізованих НО млн чоловік загинуло 55 млн. Матеріальні збитки становили понад 316 млрд доларів (у цінах 1938 p.). Вперше застосовано атомну зброю проти мирного населення японських міст Хіросима й Нагасакі, здійснено перші спроби ведення бактеріологічної війни японськими мілітаристами.
Вже під час Другої світової війни стало зрозуміло: гинуть не лише люди, гине або стає непридатним середовище їхнього життя. І хоча спеціальної мети — завдати противникові екологічної шкоди — тоді не ставилося, деякі воєнні дії можна розцінювати саме так (руйнування німцями дамб у Голландії, знищення лісів і посівів у Польщі, Норвегії, Франції й СРСР, штучне створення вогняних смерчів авіацією союзників при бомбардуванні Гамбурга й Дрездена).
Схоже на те, що дві світові війни нічому не навчили людей. Після 1945 р. відбулося принаймні 150 «локальних» воєнних конфліктів, які забрали життя більш як 20 млн чоловік. Кілька разів (у 1948, 1954, 1961, 1962, 1973 pp.) світ стояв біля небезпечної межі, за якою могла спалахнути пожежа третьої світової війни. На щастя, цього не сталося.
Дедалі зростають так звані «небойові втрати» у війнах, тобто загибель мирного населення. Якщо в Першій світовій війні жертви серед мирного населення становили 5 % у загальній масі втрат, то в Другій світовій — уже 50 %. А в деяких сьогоднішніх локальних конфліктах, за даними ООН, на кожного загиблого солдата припадало дев 'ять загиблих мирних жителів.
Сьогоднішня війна жахлива тим, що противники так
і не побачать облич одне одного. Після натискання червоної
кнопки решту дороблять автомати.
Є. О. Євтушенко,
російський поет
Сучасна війна й підготовка до неї стають дедалі дорожчими. Розробка, виготовлення й випробування нових видів зброї лягає непосильним тягарем на економіку країн світу. Так, за даними
229
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гп а в a 4
Техноекологія
ООН, світ сьогодні витрачає 1 трлн доларів щорічно на розробку та виготовлення зброї, утримання армій і фінансування воєнних конфліктів. За офіційними даними США, на виготовлення й випробування ядерної зброї тільки з 1943 по 1997 р. ними було інвестовано 5,5 трлн доларів.
Про розміри сум, які витрачаються на військові потреби, порівняно з тим, що можна було б здійснити на ці гроші, дають уявлення цифри, наведені нижче (дані ООН).
Військові потреби Американська програма створення винищувача «Стеле» Щорічні військові витрати Німеччини |
Вартість проекту, млрд (у доларах) |
Цивільні потреби
2/3 Програми США для отримання чистої води
10,7 |
Військові витрати країн—членів ЄЕС 10 днів |
Очищення Північного моря (німецької його частини)
за |
Установлення 80 тис. ручних насосів у країнах, що розвиваються, для забезпечення питною водою
На військові потреби у світі щорічно витрачається 2—3 % енергетичних ресурсів, 3—4 % запасів нафти. До 3 % території розвинених країн відводиться під військові бази, склади, полігони тощо, причому це переважно родючі землі або лісові масиви. На планеті військові займають близько 42 млн га суші. Витрати на військові потреби у світі в 2,5 раза перевищують витрати на охорону здоров'я і в 1,5раза — на освіту. І це в той час, коли мільйони людей недоїдають, не отримують медичної допомоги, п'ють забруднену воду й живуть у жахливих умовах. На підготовку до війни витрачаються найкращі матеріали, застосовуються новітні технології, використовується розум найталановитіших учених. Усе це відволікає від вирішення найболючіших екологічних проблем людства.
• Але найбільша небезпека полягає в злочинних планах сучасних мілітаристів використати для війни потаємні, глибинні сили природи. Розробляються й уже частково апробуються способи безпосереднього впливу на природу з метою агресії, методи зміни клімату, впливу на газообмін і тепловий
230
баланс атмосфери та гідросфери, створюється «геофізична» зброя. На шпальти світової преси потрапили дані про досліди військових, спрямовані на провокування землетрусів на території противника, вивержень вулканів, утворення тайфунів, «дір» в озоновому шарі Землі й т. д.
Розроблено безпрецедентні за силою ураження отрути й зразки бактеріологічної зброї. ♦> Так, 1 г ботулотоксину достатньо, щоб умертвити 8 млн чоловік. ♦ У разі розпилення над населеним пунктом 1 г устричної отрути миттєво загине 1,5 тис. чоловік, а 1 г політоксину (отрута, виділена з безхребетних) достатньо для знищення 100 тис. чоловік. ♦ Є відомості, що під завісою секретності у військових біологічних лабораторіях досліджуються принципово нові препарати, проти яких немає вакцин: отрута мексиканських павуків, різновиди бацил чуми, на які не діють перепади температури та наявні антибіотики.
♦ Не можна не згадати ще про один жахливий факт, що став
широко відомим світовій громадськості: це розробка секретними
військовими лабораторіями (й навіть цілими науковими інститу
тами) різних методів і засобів (хімічних, електромагнітних та
інших) впливу на психіку людей. Є свідчення того, що вже ви
найдено (і випробувано!) методи, устаткування й препарати, які
дають змогу масово впливати на психіку людей, обертати їх на
«зомбі». Цей вид зброї — найбільш нелюдський і протиприрод
ний.
♦ Своєрідною лабораторією для вироблення методів сучасних
воєнних дій і випробувань новітньої зброї стала війна США в
Індокитаї (1964—1975 pp.). Там було скинуто понад 21 млн
авіабомб і випущено 229 млн снарядів загальною масою 15 млн т,
що втроє перевищує кількість боєприпасів, використаних на всіх
фронтах Другої світової війни. Над В'єтнамом, деякими района
ми Лаосу й Камбоджі було розсіяно близько 100 тис. т різних
хімікатів з метою знищити ліси, посіви рису тощо. В результаті
загинула рослинність на 360 тис. га сільськогосподарських зе
мель, загублено 70 % гаїв кокосових пальм, знищено тропічні
ліси на колосальних площах. Особливо небезпечним виявився де
фоліант «ейджент оранж», від якого гинули не лише дерева, а й
потерпіло близько 2 млн чоловік, у тому числі й 60 тис. амери
канських солдатів, котрі мали справу з хімікатом.
У 1971 р. військові США почали застосовувати у В'єтнамі авіабомби масою 7 т з метою утворення майданчиків для посадки гелікоптерів. Розриваючися за метр від поверхні землі, така
231
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 4
Техноекологія
бомба не утворює вирви, але буквально «здуває» всю рослинність у радіусі 65 м. Тут же почали застосовуватися надпотужні (масою 33 т) бульдозери, здатні викорчовувати й згрібати дерева будь-якого розміру. За кілька років такими бульдозерами було зрізано 325 тис. га тропічних лісів (2 % території країни).
Знищення рослинності істотно вплинуло на екологічний баланс В'єтнаму. Посилилася ерозія й підвищилася кислотність грунтів, отрутохімікати порушили їхній мікробний склад. Із 150 видів птахів, які мешкали у В'єтнамі, залишилося тільки 18. Рівнинні тропічні ліси тут зможуть відновитися не раніше, ніж через 100 років, а в гірських районах, де колись росли ліси, фунти дощенту змито, й рослинності тут ніколи не буде.
♦ Під час війни в Перській затоці (1991 р.) вояччина Саддама Хусейна розглядала знищення екосистеми Кувейту вже як ефективний засіб ослаблення противника. Відступаючи, іракська армія підірвала динамітом і підпалила близько 700 потужних нафтових свердловин. У результаті цього жахливого експерименту спалахнула найстрахітливіша за всю історію людства пожежа: 6 млн барелів (близько 1 млн т) нафти щодня, згоряючи, перетворювалися на задушливий чорний дим. Фонтани полум'я, які сягали висоти 100 м, щоденно викидали в атмосферу 50 тис. т діоксиду сірки (головний компонент кислотних дощів), 199 тис. т сажі, 80 тис. т вуглекислого газу. Цю пожежу вдалося загасити аж через півроку. Дим від Кувейту доходив до Кашміру (за 2 тис. км), де випадали чорні дощі. На поверхні як пустелі, так і Перської затоки утворилися гігантські озера й плями нафти, загинуло безліч морських тварин (риби, крабів, лангустів, черепах), птахів. Високотоксичні забруднювачі повітря (озон, кислі аерозолі, канцерогенна сажа тощо) спричинили масові отруєння й захворювання людей.
Непоправної шкоди біосфері завдали наземні, підземні й підводні випробування ядерної зброї, які проводили США, Радянський Союз, Велика Британія, Франція й Китай. З 1945 по 1981 р. у світі було здійснено 1315 ядерних вибухів. Величезна кількість радіоактивних речовин, викинутих в атмосферу, ще й досі осідає в усіх куточках земної кулі. Не меншої шкоди завдали й ще завдадуть радіоактивні відходи військового виробництва, скидання в моря та океани відпрацьованих ядерних реакторів підводних човнів, тисяч контейнерів із радіоактивними відходами, атомні підводні човни, що потрапили на дно океанів після
232
пожеж і аварій. За офіційними даними США, їхня військова промисловість лише протягом 80-х років виробила 450 тис. т шкідливих відходів, що перевищує загальну кількість відходів американських хімічних компаній, разом узятих.
З огляду на те, що на військових складах нагромаджено колосальні запаси зброї, вибухових речовин, боєприпасів, у тому числі хімічних і ядерних, велику тривогу викликає проблема їх охорони, знешкодження, обслуговування тощо. Особливо гострою вона є на території колишнього СРСР, де запанували безлад, крадіжки, безвідповідальність військових і т. д. Прикриваючися завісою секретності, військові власті не давали жодної інформації про стан цих складів. Але в наш час існування супутникової розвідки таку інформацію приховати неможливо. ♦ Світовій громадськостг відомо про катастрофу на складах ракет у Сєвєро-морську 13 травня 1984 p., коли вибухи ракетних сховищ стали причиною поранень і смерті сотень військовослужбовців. ♦ Приблизно в той самий час у Білорусі (в районі Бобруйська) прогримів потужний вибух на складах військового аеродрому. ♦ А в травні 1992 р. поблизу Владивостока зайнялися й почали вибухати склади з тисячами тонн артилерійських снарядів. Пожежа й вибухи тривали дві доби (було знищено 9 підземних сховищ і 7 наземних складів боєприпасів).
Від діяльності військових дуже потерпіла й природа України. ♦ Так, розташовані поблизу Білої Церкви (в Узині) та неподалік Прилук бази стратегічних бомбардувальників забруднили авіаційним паливом грунти й навіть підземні води: воду з колодязів у цих місцевостях пити неможливо — вона наполовину складається з гасу; нафтопродукти витікають із балок і ярів. ♦> Така сама картина спостерігається навколо військових аеродромів і ракетних баз поблизу Луцька, Бродів, Червонограда, деяких сіл на Житомирщині, Чернігівщині, Сумщині. ♦ Військові полігони, стрільбища, станції стеження руйнують чудову українську природу в Медоборах, Криму (район Карадагу) та в інших місцях.
Новий етап у розвитку проблеми «екологія—війна» пов'язаний з освоєнням людиною космічного простору. Не секрет, що від самого початку практична космонавтика потрапила до рук військових; абсолютна більшість виконуваних нею програм і діючих супутників мають воєнне призначення. Запускаються сотні супутників-«шпигунів», розробляються нові види так званої «космічної» зброї — лазерні гармати з ядерною начинкою для
233
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гла в a 4
Техноекологія
знищення ворожих ракет тощо. Вже відомі випадки зараження ділянок Землі внаслідок падіння супутників із плутонієвими генераторами. Ближній космічний простір сьогодні заповнюють тисячі супутників, які відпрацювали свій строк, деталей ракет-носіїв та інше «космічне сміття», що вже стало загрозою під час польотів, а ядерні вибухи, які в 60-ті роки провадив колишній СРСР у верхніх шарах атмосфери, спричинили істотні порушення магнітосфери й радіаційних поясів Землі.
Україна проголосила намір стати без'ядерною державою й значно скоротити свої збройні сили. Виконати це надзвичайно складно, враховуючи нинішню економічну кризу, яку переживає наша країна, а також те, що за часів СРСР на її території нагромаджено багато зброї, боєприпасів, військової техніки. Актуальним є також прийняття закону про обмеження впливу мілітаристичної пропаганди, особливо на молодь. Це стосується, зокрема, й дитячих іграшок, і жорстоких військових сюжетів у мультфільмах, дитячих книгах та іграх.
Ще одна серйозна проблема, пов'язана з військовою діяльністю, — це «підвищена мінна небезпека» на планеті, як її названо в недавній резолюції ООН. Йдеться про те, що на території країн, де останніми роками відбувалися «локальні» воєнні конфлікти, залишилося дуже багато мін. Експерти ООН оцінюють їхню загальну кількість у 100 млн (!), із них 50 млн — на землі Камбоджі, 10 млн — в Афганістані, 9 млн — в Анголі й т. д. Близько 90 % цих мін — протипіхотні, тобто такі, від яких гинуть або калічаться люди, здебільшого мирні жителі. За оцінками міжнародної гуманітарної організації «Оперейшн хендікеп інтер-нвйшнл», за останні 15 років, підірвавшися на мінах, загинуло далеко за 1,5 млн чоловік, а втроє більше покалічилося. Серед цих жертв багато дітей.
«Завдяки» зусиллям військових учених і конструкторів сучасні міни стають чимдалі небезпечнішими. Так, винайдення надзвичайно потужних вибухових речовин дало змогу зробити міни мініатюрними. Маса сучасної протипіхотної міни становить усього 9—10 г, але, вибухаючи, вона здатна скалічити людину. Ці міни розсіюються на місцевості з літака або гелікоптера, тисячами закидаються за допомогою артилерійських чи ракетних установок на 10—20 км. Наприклад, один залп німецької ракетної системи «Ларс» розсіює 160 тис. протипіхотних мін на площі 16 км2 на віддалі 15 км від установки.
234
Ці міни не мають жодних металевих деталей і тому не виявляються міношукачами. Розмінування місцевості від сучасних мін — дуже небезпечна й дорога справа. Якщо сучасна міна-«малятко» коштує лише 3 долари, то витрати на розмінування, в тому числі на підготовку персоналу, матеріально-технічне забезпечення й допоміжні матеріали, сягають 300—1000 доларів на одну міну! Такі витрати, котрі обчислюються загалом багатьма мільйонами доларів, не під силу країнам, що розвиваються, й тому великі території лісів, родючих земель не використовуються, а це ще більше загострює там соціально-економічні проблеми. Саме розмінування не лише потребує великих коштів, а й не обходиться без людських жертв. ♦ Наприклад, у Кувейті, де під час війни в Перській затоці було встановлено близько 7 млн мін, загинуло 84 спеціалісти з розмінування.
1 березня 1999 р. набув чинності Договір про заборону розробки, нагромадження й застосування протипіхотних мін. Його вже підписали 130 країн, у тому числі й Україна.
Наприкінці XX ст. у світі з'явилася нова страшна зброя, яка за своєю руйнівною силою не має аналогів. Застосування такої зброї спричинило б глобальні катастрофи — як соціально-економічні, так і екологічні. Вона здатна викликати землетруси, урагани, повені, смерчі. В її основі лежить ідея використання високочастотного радіовипромінювання (ВЧРВ) величезної концентрації для передавання вибухової енергії на необмежені відстані з метою руйнування всяких об'єктів. Ця ідея належить американському фізикові хорватського походження Ніколі Теслі (1856—1943), геніальному вченому, видатному винахідникові й людині виняткових здібностей: він пам'ятав усю таблицю логарифмів і міг запитувати будь-яку сторінку зі щойно прочитаної
книжки.
Ідею передавання величезних вибухових енергій на далекі відстані Н. Тесла виношував для суто оборонних цілей. Він вважав, що широке впровадження винайдених ним технологій і техніки зробить війни як такі безглуздими, бо країна, котра володітиме його розробками, буде захищеною від усіх видів зброї.
Проте геніальний задум Н. Тесли обернувся лихом для людства. В 60-ті роки колишній СРСР і США почали активну реалізацію ідеї використання ВЧРВ для знищення «агресивних» об'єктів, розгорнувши широкомасштабні й високовартісні наукові дослідження та експерименти. Як радянськими, так і американсь-
235
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 4
Техноекологія
кими вченими-фізиками було розроблено теоретичні основи модифікації іоносферної плазми потужним короткохвильовим радіовипромінюванням (розігрівання плазми до надвисоких температур). При цьому в іоносфері (верхній шар атмосфери, що впливає на поширення радіохвиль) мають відбуватися значні зміни, природу яких іще недостатньо вивчено, але жахливі наслідки цілком прогнозовані. Тож ідеться про розробку нового виду страшної геофізичної зброї, принцип дії якої грунтується на розігріванні іоносферної плазми.
Уже в 80-х роках американці спорудили в Норвегії (член НАТО) поблизу м. Тромс нагрівальний радіокомплекс потужністю до 2 МВт, а в колишньому Радянському Союзі створено аналогічний комплекс «Сура» потужністю 0,8 МВт. У 90-х роках, після розвалу СРСР, у Росії дослідження й експерименти в цій сфері було припинено, а в США, навпаки, активізовано. В 1999 р. на Алясці введено в дію першу чергу ще одного нагрівального радіокомплексу HAARP потужністю 3,6 МВт: на площі 13 га встановлено 180 антен короткохвильового діапазону, заввишки 24 м, з найсучаснішим радіообладнанням для спостереження та впливу на нижню частину іоносфери в полярних зонах (можуть розігріти іоносферну плазму до надвисоких температур). Якраз цей шар атмосфери («атмосферний коридор») використовується як відбивач радіохвиль при здійсненні далекого зв'язку й саме в ньому за допомогою ВЧРВ є змога не лише внеможливити керування космічними польотами, системами, ракетами, літаками, а й цілком знищити власне ракети, літаки, супутники, космічні комплекси.
На території Гренландії американці завершують спорудження третього нагрівального радіокомплексу потужністю вже 106 Вт! (Радіовипромінювання одного лише HAARP потужністю 3,6 МВт у діапазоні своїх частот більш як на 12 порядків перевищує природний фон радіовипромінювання. Тому навіть наукові випробування такого комплексу можуть бути катастрофічними для нашої планети.)
Фахівці вважають, що установки в Норвегії, Гренландії та на Алясці створять систему-контур, яка повністю «покриє» територію Євразії разом із Китаєм. «Бойовими» факторами цієї системи можуть бути плазмові утворення, складні топологічні структури з потужним магнітним зарядом. Із підводного човна в районі Північного полюса надсилається радіоімпульс, який має розігріти
236
іоносферну плазму, а потім згенеровані плазмові утворення збираються в канал і відправляються в «потрібному напрямі» за допомогою антенних комплексів, розміщених на Алясці, в Гренландії та Норвегії. В районах, куди спрямовані енергетичні потоки небаченої потужності, відбуваються аварії та деструкції енергомережі на величезних територіях, зупинення виробництв і систем життєзабезпечення, техногенні катастрофи, аварії на нафто-й газопроводах, АЕС, сховищах, військових базах. Можуть змінитися рози вітрів на великих висотах, погодні умови, виникнути катастрофічні природні явища. Нарешті, радіохвилі наднизьких частот, які відбиваються від іоносферного шару, можуть стати психотропною зброєю.
Розробники системи самі визнають, що використання комплексів ВЧРВ типу HAARP може мати катастрофічні екологічні наслідки: непередбачувані зміни магнітного поля Землі, посухи, повені, виверження вулканів, землетруси. Отже, за їх допомогою можна за кілька років знищити не лише економіку будь-якої держави, а й регіональні екосистеми.
Тому необхідні гласність і контроль з боку як ООН, так і всіх природоохоронних організацій світу, за розробкою й випробуванням високочастотних радіовипромінювальних систем, хоч би під яким офіційним прикриттям і хоча б де вони проводилися, бо на карті — доля не лише окремих держав, а й біосфери та всього людства.
■
§ 4.7._j Наукова діяльність_____________________
Наука без совісті нівечить душу.
Ф. Рабле,
французький письменник-гуманіст (XVI ст.)
в; |
і ираз «Ми живемо у вік науки» від частого вжи-
__ ►вання сприймається вже як журналістський
штамп. Нерідко повторюється також висловлювання про те, що в наш час наука стала безпосередньою продуктивною силою. Дійсно, під впливом науки життя людини радикально змінилось,
237
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
J
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
трансгенні культури, ні про саме маркування. Насамперед маркування потрібне споживачеві, щоб він міг на підставі відповідної інформації робити свій вибір. Адже сьогодні навіть розробники трансгенів не можуть гарантувати абсолютної безпечності нових генетичних структур.
Згідно з директивами ЄС обов'язковому маркуванню підлягають продукти харчування з умістом ЖЗО-інгредієнтів понад 1 %. Ставлення до сучасної ідеології цього маркування неоднозначне. Деякі фахівці вважають, що введення однопроцентного порога може розглядатися фірмами-виробниками як надання їм права на генетичне забруднення продукції, вільної від ЖЗО-інгредієнтів, до рівня цього порога.
Надходження ЖЗО в довкілля вже створює проблеми на ринках харчових продуктів. За повідомленням Німецької організації захисту прав споживачів (Stiftung Warentest), із 82 проаналізованих зразків продуктів у супермаркетах у 31 були сліди забруднення живими зміненими організмами. При цьому три з них належали до сертифікованих продуктів, вироблених в органічному секторі сільського господарства. Постають серйозні проблеми — захисту цього виду господарства від вторгнення чужих організмів, а також порушення права людини на споживання їжі без ЖЗО-інгредієнтів.
Виникнення й поширення органічного сектора сільського господарства (органічні землеробство, скотарство, садівництво, рослинництво) для виробництва продуктів харчування з меншим умістом пестицидів і синтетичних добрив сьогодні сприймається як альтернатива вирощуванню трансгенних культур. За прогнозами ООН,обсяг продажу продуктів, вироблених в органічному секторі, зросте з 5 млрд евро в 1997 р. до 25—30 млрд евро в 2005 p. Ця тенденція стимулюється вимогами споживачів, які хотять вживати більш якісну й безпечну їжу. Подібний рух почався в США: розробляються стандарти органічного землеробства, впроваджується Національна програма органічного сільського господарства.
Проблеми забезпечення належного рівня захисту в галузі передавання, обігу й використання ЖЗО, а також їх транскордонного переміщення зумовили розроблення Картахенського протоколу про біобезпеку як додатка до Конвенції про біологічну різноманітність. Іще однією причиною його появи були обмежені можливості багатьох країн, зокрема тих, що розвиваються, впли-
246
Глава 4 |
Техноекологія
вати на характер і масштаб відомих і потенційних ризиків, пов'язаних із ЖЗО. Картахенським протоколом дозволяється імпорт ЖЗО за умови доведення їх безпечності. В ст. 16, п. 4 зазначається, що до початку запланованого використання ЖЗО має пройти достатній період спостереження, який відповідав би його життєвому циклу або тривалості процесу відтворення. На жаль, за такого способу доведення безпечності ЖЗО не враховується специфіка потенційних ризиків від вивільнення їх у довкілля, не визначаються й не оцінюються ймовірності можливих негативних віддалених наслідків. Хоча метою Протоколу було гарантування безпеки під час поводження з ЖЗО, питання щодо фармацевтичних препаратів для людини, виготовлених із застосуванням ЖЗО, залишилося поза його увагою.
Проблему відповідальності за використання ЖЗО й відшкодування збитків, завданих унаслідок цього, на основі міжнародного права в рамках Картахенського протоколу вирішено не було. Слід також зауважити, що США — світовий лідер використання ЖЗО й упровадження інтенсивних та екстенсивних підходів до застосування біотехнологій, виявляючи нестримне бажання нагодувати голодних усього світу генетично модифікованою їжею, чомусь досі не ратифікували самої Конвенції про біологічну різноманітність і не підписали Картахенського протоколу про біобезпеку. Цікаво, що СШАпообіцяли керуватися цим Протоколом у міжнародній торгівлі за умов його ратифікації їхніми торговими партнерами.
Де кілька транснаціональних компаній — «Monsanto», «No-vartis», «Syngenta», «Aventis», «Dupont», «Asta Zeneca» — контролюють майже дві третини світового ринку пестицидів, чверть комерційного ринку зернових і практично весь ринок трансгенного зерна. Зіткнувшися зі стурбованістю європейської спільноти з приводу поширення продуктів з умістом ЖЗО, ці біотехнологічні гіганти стали вкладати багатомільйонні кошти в організацію рекламної кампанії, мета якої — переконати європейців у безпечності й корисності трансгенних рослин і продуктів, вироблених із них.
Цікаво, що ці транснаціональні компанії навіть заявлють права інтелектуальної власності на трансгенні рослини, стаючи, таким чином, власниками живих організмів (у 1980 р. Верховний суд США ухвалив рішення про видачу патента на генетично модифіковану бактерію, яка поглинає мастило). Екологи вважають, що володіти «патентом на життя» протиприродно й аморально.
247
Розділ
Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 4
Техноекологія
Виведення трансгенних рослин, стійких до гербіцидів, комах, вірусів або хвороб, біотехнологічні фірми здійснюють у комплексі з розробкою хімікату, до якого майбутня рослина буде толерантною. Відповідно споживач змушений використовувати лише пестицид певного виду, а отже, купувати й насіння, і пестицид разом в однієї фірми. Залежність споживача від такої фірми посилюється, коли договірними умовами передбачається, що в подальшому споживач повинен використовувати лише посівний матеріал, закуплений у неї. Відбувається злиття насіннєвих та біотехнологічних компаній. Для забезпечення свого абсолютного ексклюзивного права на посівний матеріал деякі фірми створюють трансгенні культури з обмеженою здатністю давати насіння.
Коли проводиться рекламна кампанія, мета якої — отримання патенту на новий біотехнологічний продукт, то завжди наголошується на його надзвичайній корисності та унікальності. Проте маркувати цей продукт на вміст у ньому ЖЗО розробники не вважають за потрібне, заявляючи, що їхній продукт нічим не відрізняється від інших.
Специфіка використання трансгенних рослин полягає в тому, що їх оцінка й випробування в країні-імпортері забирають кілька років, а це, звичайно, не влаштовує фірму-експортера, яка сподівається на швидкий прибуток. Це спонукає такі фірми лобіюва-ти свої інтереси через чиновницький апарат і впливати на прийняття поспішних урядових рішень, що призводить до впровадження ЖЗО з порушенням правил біологічної безпеки. Самі ж фірми не здійснюють повноцінних випробувань ЖЗО й не визначають, які наслідки може мати використання нових біотехнологій для сільського господарства в цілому.
• У 1994 р. в США з'явилися перші дозволені до вирощування генетично
модифіковані помідори, а в 1995 р. — соя. В 1997 р. в США налічувалося
вже 1274 біотехнологічні компанії з річним прибутком 16 млрд доларів.
У 1998 р. було зареєстровано 20 біотехнологічних продуктів, виготовле
них із трансгенних рослин (12 — компанії «Monsanto»). До 2002 р. тільки
компанія «Monsanto» запропонувала ринкові близько 35 нових продуктів.
У 2000 р. в галузі біотехнології рослин було зареєстровано більш як
600 патентів США.
• У 1992 р. трансгенні культури вирощувалися в одній країні, в 1996 р. —
в шести, а в 2002 р. — в 17.
• Зростання обсягів реалізації трансгенних культур: 1995 р. — 75 млн
доларів США; 1996 p. — 225; 1997 p. — понад 670, а в
248
1999 р. — 21—23 млрд доларів США. За п'ять років ринок трансгенних культур збільшився майже в ЗО разів! За прогнозом, загальний обсяг продажу в 2005 р. становитиме 8 млрд доларів США, а в 2010 р. — 25 млрд доларів США.
У зв'язку з розвитком біотехнологій сьогодні зростає небезпека поширення біологічної зброї. У сучасній добре обладнаній лабораторії молекулярної біології таку зброю можна створити протягом кількох днів. Досягнення генної інженерії та молекулярної біології вможливлюють винайдення зброї з великим латентним періодом її дії, аби забезпечити тривале поширення збудників хвороби до виявлення перших тривожних симптомів. Для цього можуть використовуватися штучні генетичні структури, які містять гени токсинів, що мають пептидну або білкову природу (токсини кобри, блідої поганки, рицин, ботулотоксин та ін.). На сьогодні, наприклад, розшифровано 430 генів, які кодують амінокислотні послідовності зміїних отрут. Крім того, можуть використовуватися гени, які кодують токсини комах, рослин, грибів. За біологічну зброю можуть правити також генетичні конструкції, здатні запускати спотворену імунну відповідь організму людини чи тварини шляхом вироблення суперантигенів, білкових антигенів, цитокінів, що спричиняють аутоімунні захворювання. Відповідно виникає й новий вид терору — біологічний — навмисне переміщення мікроорганізмів, рослин чи тварин туди, де їх раніше не було, що призводить до порушення природної гармонії або появи нових захворювань.
Із розвитком біотехнологій змінюються традиційні уявлення про біологічну зброю та біологічну безпеку. Нині біологічна зброя — це не лише засоби масового ураження населення певними збудниками особливо небезпечних інфекцій (бактерії, віруси, гриби, токсини чи отрути біологічного походження), а й засоби ураження сільськогосподарських рослин і тварин. На думку фахівців, створення нових видів біологічної зброї для застосування в аграрному секторі буде одним із пріоритетних напрямів у XXI ст. Така зброя має певні нові «переваги», адже виявити факт застосування «аграрного десанту» дуже важко, оскільки все це виглядає як природне ураження рослин чи тварин патогенами, шкідниками, грибковими або іншими захворюваннями.
Знищення врожаю або агроекосистем є досить ефективним засобом досягнення певних цілей: унаслідок виникнення голоду або загострення продовольчої проблеми країна, що постраждала,
249
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Г л а в а 4
Техноекологія
в подальшому потрапляє в економічну залежність. Отже, в цьому разі біологічна безпека тісно переплітається з економічною.
Неможливість виявлення джерела зараження через великий латентний період розвитку ураження і вчасного діагностування причини порушення нормального функціонування організму дозволяє прогнозувати збільшення частоти застосування таких видів зброї, як індивідуального, так і масового ураження. При цьому визначити, було насилля над природою чи ні, дуже складно, оскільки наслідки теракту проявляються через тривалий час. Щодо нових типів біологічної зброї, то на сьогодні відповідних засобів стримування її застосування й нерозповсюдження, як у технічному, так і в міжнародному плані, немає.
Епідемія губчатоподібної енцефалопатії («коров'ячий сказ»), яка викликається патологічним модифікованим білком пріоном, почавшись у Великій Британії, поширилася в інших країнах, незважаючи на вжиті заходи. В Європі почастішали випадки хвороби Крейтцфельдта—Якоба інфекційного походження в людей. ВООЗ виявляє стурбованість із приводу того, що в Україні не вживаються заходи для запобігання поширенню пріонової інфекції, оскільки епідемія губчатоподібної енцефалопатії зачепила нашу сусідку Польщу. Європейське регіональне бюро ВООЗ звертає увагу всіх країн на те, що існує небезпека поширення трансмісійної губчатоподібної енцефалопатії. Фахівці застерігають, що через 10—15 років ця інфекційна хвороба може стати найпоширенішою на планеті.
Нагальним завданням для України в галузі біологічної безпеки є організація суворого епізоотичного та епідеміологічного контролю за пріоновими захворюваннями, запровадження системи їх моніторингу та діагностики.
Сьогодні процес законотворення в Україні, на жаль, не має того належного концептуального та методологічного підґрунтя, яке визначало б орієнтири біологічної безпеки на шляху до стійкого розвитку країни. Єдиним правовим актом у сфері використання ЖЗО є постанова Кабінету Міністрів «Про затвердження тимчасового порядку ввезення, державного випробування, реєстрації та використання техногенних сортів рослин в Україні» (1998). Розвиток правового поля в цій сфері зумовив появу проекту закону України «Про державну систему біобезпеки під час здійснення генетично-інженерної діяльності», де біобезпека визначається як «сукупність умов та заходів, що забезпечують
250
запобігання можливому шкідливому впливові генетично-інженерної діяльності на здоров'я людини й довкілля».
Як складова національної безпеки біобезпека ще не набула в Україні системного характеру, і нею опікуються різні установи та відомства: Міністерство екології і природних ресурсів, Міжвідомча комісія з питань біобезпеки при Міністерстві освіти і науки, Головне санітарно-епідеміологічне управління Міністерства охорони здоров'я, Державна комісія з випробування та охорони сортів рослин Міністерства аграрної політики та ін. Основи забезпечення та розбудови системи біологічної безпеки потрібно визначити й узагальнити в законі України «Про біологічну безпеку». Сьогодні актуальним є врахування транснаціонального характеру біологічної безпеки, її виокремлення, окреслення її меж і визначення місця у сфері екологічної безпеки.
Нові розробки в природничих науках пов'язані з використанням дедалі більших обсягів речовин, енергії, що збільшує ризик аварій, несподіваних, побічних ефектів і т. п. ♦ Є дані, що сильні збурення в магнітосфері Землі, поява над Петрозаводськом у 1977 р. світних плазмових куль та інші несподівані явища сталися безпосередньо після проведення в цьому районі великомасштабного геофізичного експерименту, в ході якого в земну кору спрямовувались імпульсні розряди електричного струму напругою в сотні мільйонів вольт.
Для проведення деяких сучасних досліджень ученим уже стає «тісно» на Землі. ♦ Так, розробка нових установок для радіоастрономічних досліджень потребує винесення однієї з антен у Космос, оскільки на Землі вони надто «близько» будуть розташовані (діаметра земної кулі для цього виявляється замало). Новітні наукові дослідження потребують дедалі більших коштів. ♦ Наприклад, пілотований політ на Марс, що планується на 30-ті роки XXI ст., обійдеться щонайменше в 100 млрд доларів США. Тому проведення таких експериментів набуває міжнародного характеру — одній державі, хоч би якою багатою й розвиненою вона була, це не під силу.
Великий німецький філософ І. Кант сказав колись, що він знає лише два чуда у світі: зоряне небо над головою і внутрішній світ людини. Дослідження цього другого чуда — феномена людини, її психічного світу, таємниць мозку, таємниць духовного життя — сьогодні виходять на перший план. Дехто з учених прогнозує, що ці дослідження переважатимуть над усіма іншими в новому тисячолітті.
251
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гл а в а 4
Техноекологія
Протягом останніх десятиліть дуже знизився престиж наукової праці. Близько 90 % молодих наукових співробітників сьогодні незадоволені змістом і оцінкою своєї роботи. Це спричинило «відплив інтелекту» за межі України, а також у підприємства й структури, які не мають нічого спільного з наукою. А тим часом саме фундаментальні дослідження визначають перспективи розвитку науки й техніки на 10—20 років уперед і є основою науково-технічного прогресу. |
І
ГЛАВА |
СОЦЮЕКОЛОПЯ
Q
Рис. 5.3 «Місто» термітів
На рис. 5.3 показано розріз «міста» піщаних термітів, які мешкають у Південній Америці. В цьому «місті» є такі знайомі нам функціональні зони, як міський центр 8, житлова 7 і комунально-складська 5 зони, зона життєзабезпечення у вигляді повітряної камери 4, внутріміські 6 та міжміські 2 шляхи сполучення, зелена зона 1. Стінка термітника 3, як і всяка міська стіна, виконує захисні функції.
Спостереження за популяціями суспільних комах і колоніальних тварин свідчать, що розміри їхніх поселень, кількість «міст» на одиницю ареалу та чисельність особин у поселенні строго визначаються кліматичними умовами, харчовими ресурсами та ін. Дуже важливим є фактор перенаселеності: коли кількість особин на одиницю площі досягає певної критичної межі, подальше зростання колонії припиняється. Якщо експериментатори штучно збільшували густоту тварин на одиницю площі, то це вкрай негативно впливало на колонію. Наприклад, коли щурів утримували в клітці в кількості, що перевершувала «критичну норму», в них
розвивалася різко агресивна поведінка, зникали деякі ознаки соціальної поведінки, вони втрачали інстинкт охорони потомства й т. д.
У природних популяціях великих ссавців неможлива така густота заселення, яка спостерігається на урбанізованих територіях людей. Наприклад, середня густота населення в таких містах Росії, як Москва і Санкт-Петербург, досягає 15—20 тис. чоловік на 1 км2. За сумарними екологічними показниками міста поділяються на п'ять категорій: 1 — благополучні; 2 — задовільні; 3 — помірно напружені; 4 — напружені; 5 — критичні. Статистичні дані свідчать, що екологічне неблагополуччя починається тоді, коли чисельність населення міст перевищує 100 тис. чоловік.
Слід наголосити, що природоруйнівна сила великих міст не строго еквівалентна кількості населення в них, а набагато більша. Річ у тім, що матеріально-технічна й енергетична озброєність міського населення та його організованість набагато вищі, ніж сільського. Тому техногенний вплив міста не обмежується його територією, а виходить далеко за її границі. Сучасний стан довкілля в містах-гігантах — грізне нагадування про слушність прогнозів щодо активного розвитку кризових екологічних ситуацій. Саме в містах, населення яких перевершило стотисячний рубіж, у містах із гіпертрофованими промисловістю, транспортом тощо, за даними статистики, простежується не тільки зростання кількості таких захворювань, як серцево-судинні, бронхо-легене-ві, онкологічні, «чума XX століття» — СНІД, а й, що особливо показово, збільшення психопатологічних форм антисоціальної та кримінальної поведінки — хуліганства, проявів вандалізму, безглуздих убивств, алкоголізму, наркоманії. Причому чим більше місто, тим більше в ньому хуліганів, алкоголіків, наркоманів. Можливо, це прояв саморегуляції природи, закони якої порушуються людиною?
Отже, урбанізація найяскравіше відбиває загальний для всієї Землі процес заміни біосфери техносферою, який розпочався ще в епоху палеоліту й триває досі дедалі швидшими темпами. Якщо людство хоче мати майбутнє, воно мусить приборкати цей процес і взяти його під контроль.
288
289
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля |
Контрольні запитання й завдання
1. Поясніть, що таке всесвітня гума
нітарно-екологічна революція.
2. У чому проявляється ресурсно-еко
логічна криза?
3. Чому для майбутнього нашої циві
лізації важливі самообмеження у
сферах споживання, розселення, на
роджуваності ?
4. Чому нині надзвичайної ваги набула
екологічна освіта?
5. Які основні завдання й мета еколо
гічної освіти?
6. Які є форми екологічної освіти?
7. Що таке природокористування?
8. Який основний принцип сучасного
природокористування ?
9. Які основні завдання економіки при
родокористування ?
10. Чим раціональне природокористу
вання відрізняється від нераціональ
ного?
11. Як визначають вартість природних
ресурсів?
12. Які показники використовуються
для оцінки вартості природних
ресурсів?
13. Що таке екологічні збитки?
14. Назвіть основні закони природокорис
тування, сформульовані М. Ф. Рей-
мерсом.
15. Назвіть основні законодавчі акти й
документи в галузі охорони природи
України.
16. Що таке екологічні стандарти?
17. Розкажіть про систему екологічно
го контролю.
18. Що таке геоінформаційні системи
й технології?
19. Які основні завдання екологічної екс
пертизи? Які є типи екологічної
експертизи?
20. Що таке екологічний паспорт?
21. Які завдання екологічного марке
тингу?
22. Що таке екологічний аудит та еко
логічний менеджмент?
23. Яка мета реалізації економічного
механізму управління природокорис
туванням та охороною довкілля?
24. Чому сьогодні простежується спад
культури?
25. Яка роль релігій у сфері охорони
природи?
26. Як ви вважаєте: в чому полягає сенс
людського життя?
27. Що таке «екологічна етика»?
28. Як ви розумієте вислів «екологія
душі»?
29. Якими проблемами опікується урбо-
екологія?
30. Чим можна пояснити нестримне
зростання великих міст?
31. Які основні екологічні проблеми ве
ликих міст?
32. Яким ви бачите майбутнє вашого
міста?
ГЛАВА |
10-05
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 6
Екопогія людини
ним із головних постачальників нафти на світовий ринок), а також послаблення миротворчої ролі цієї країни на Африканському континенті. В Росії основним джерелом поширення СНІДу є інфіковані в'язні та підпільні повії, в Китаї — робітники, що мігрують. Негативну роль відіграють також незапатентовані й не-сертифіковані лікарські препарати. Не краще становище й в Індії, де, за прогнозами, кількість ВІЛ-інфікованих у 2010 р. становитиме близько 25 млн чоловік. Усього в світі за останні 25 років від СНІДу вмерло близько 22 млн чоловік.
На жаль, Україна нині теж опинилася на межі загальнонаціональної епідемії СНІДу. За останні п'ять років кількість ВІЛ-інфікованих збільшилася в 20 разів, а загальне їх число наближається до 500 тис. (це переважно молоді люди віком 20— 39 років, причому за останні 20 років померло вже майже 2000 дорослих, хворих на СНІД, а також близько 100 дітей). За найоп-тимістичнішим прогнозом, до 2010 р. кількість ВІЛ-інфікованих становитиме 600 тис. чоловік. Президент України оголосив 2002 р. роком боротьби зі СНІДом. Переважна більшість ВІЛ-інфікованих — це наркомани (які вводять наркотики внутрішньовенно). Навіть за неповними офіційними статистичними даними, щомісяця реєструється понад 500 нових випадків ВІЛ-інфекції. Найбільшу кількість ВІЛ-інфікованих зареєстровано в Донецьку, Дніпропетровську, Одесі, Сімферополі, Миколаєві.
Нині перед Україною стоїть дуже важливе, складне й важке завдання — виявити дійсну кількість ВІЛ-інфікованих у державі, налагодити якісне їх обстеження, аби точно визначати момент, коли потрібно розпочати лікування, оцінити ступінь ризику. Як стверджують фахівці, попри наявність найновіших ліків, методик лікування та фінансів, шанси на одужання у хворих СНІДом — один на 10 тис. В Україні, за прогнозами фахівців, найближчим часом щорічно від СНІДу вмиратиме близько 44 тис. осіб, а до 2010 р. — майже 90 тис. чоловік щороку.
Дослідження епідеміологів, паразитологів, медиків свідчать, що сьогодні збільшується ймовірність виникнення несподіваних епідеміологічних ситуацій через антропогенні зміни природного середовища й зростає кількість інфекційних захворювань.
Інший аспект непрямого впливу на людину біологічного фактора пов'язаний із продуктами харчування. Наприклад, у середні віки був надто поширений ерготизм — захворювання, викликане токсинами, що містяться в ріжках гриба клавіцепсу, котрий пара-
306
зитує на злаках. При ерготизмі уражається мускулатура (гладка та скелетна), внаслідок чого починається суха гангрена кінцівок («антонів вогонь») і спазми дихальної мускулатури («злі корчі»). Людина захворює на ерготизм, якщо концентрація в борошні розмелених ріжків становить більш як 0,1 %. Монокультура (основна технологія землеробства) сприяє розселенню ріжків і збільшує ймовірність захворювання. Токсини ріжків відносно нестійкі й у разі зберігання зерна протягом двох-трьох років руйнуються. Сьогодні ерготизм — хвороба слабкорозвинених країн. Остання епідемія ерготизму сталася наприкінці 80-х років XX ст. під час голоду в Ефіопії. В розвинених країнах, де зерно зберігається протягом кількох років як стратегічний запас і тільки потім іде на помел, захворювань на ерготизм узагалі немає.
Тяжкі наслідки може мати також необгрунтована інтродукція нових видів. ♦ Наприклад, 1956 р. в Бразилію з метою селекції нових перспективних гібридів було завезено диких африканських бджіл, які набагато агресивніші за європейських. Випадково декілька сімей потрапили в природу. Африканські бджоли почали швидко розселятися, винищуючи місцевих бджіл або схрещуючися з ними. Від їхніх нападів у Латинській Америці загинуло кілька сотень людей; бджоли знищили десятки тисяч свійських тварин. Сьогодні африканські бджоли вже почали «освоювати» територію Північної Америки.
Ці приклади показують, що біота людиною не підкорена, і природа має багатий арсенал для приборкування виду-агресора — Homo sapiens.
Вплив антропогенних факторів § 6.6. J на здоров'я людини
Подібно до того, як буває хвороба тіла, буває також хвороба способу життя.
Демокріт,
давньогрецький філософ (V-IV ст. до н. є.)
О |
JcuoBiii антропогенні фактори. Негативний вплив людини на своє власне здоров'я величезний. Різноманітність засобів, якими вона руйнує своє здоров'я й гено-
307
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 6
Екологія людини
фонд, не може не вражати: отрутохімікати й побутова хімія, важкі метали й пластмаси, наркотики й тютюн, шум та електромагнітні поля, радіація й кислотні дощі, біологічна й хімічна зброя, промислові відходи, нафта й багато іншого. Кількість антропогенних факторів не підлягає облікові й повній класифікації. Людина дослідила вплив на себе лише декількох груп створених нею факторів і тільки умовно виокремила кілька їх категорій, які вважає провідними. Сьогодні до таких «найвпливовіших» факторів належать: хімічні — пестициди (отрутохімікати), мінеральні добрива, важкі метали, сильнодіючі отруйні промислові речовини, дими (в тому числі тютюновий), будівельні матеріали й побутова хімія; фізичні — шум, електромагнітне випромінювання та радіація.
Багато із зазначених хімічних речовин не розкладаються протягом тривалого часу й здатні нагромаджуватися в ланцюгах живлення. Деякі речовини довго не виводяться з організму, аку-мулюючися в тканинах та органах; через таке збільшення концентрації їхній негативний вплив на організм постійно зростає й посилюється (так званий кумулятивний ефект).
За даними міжнародної організації Європейський союз виробників хімічних речовин, промисловість виробляє більше ніж 11 тис. хімікатів, з яких близько 3 тис. становлять серйозну загрозу не лише для здоров 'я людини, а й для її життя.
Вміст приблизно 800 речовин у довкіллі контролюється в Україні Міністерством екології і природних ресурсів, Міністерством охорони здоров'я, гідрометеорологічною службою, громадськими організаціями. Втім такий контроль не охоплює навіть третини відомих речовин, небезпечних для людини. Контроль хімічного стану середовища потребує великих фінансових і матеріальних затрат, високої кваліфікації експертів. Тому в розвинених країнах Європи створюються спеціалізовані екологічні університети. Прикладом може слугувати екологічний університет у місті Арлоні (Бельгія), де на базі вищої біологічної, хімічної, медичної чи економічної освіти готуються експерти-екологи, здатні контролювати стан природного середовища й приймати ефективні рішення щодо його охорони.
■ Контроль стану середовища.Основний метод контролю ступеня чистоти середовища — це оцінка вмісту в ньому певних шкідливих речовин відносно гранично допустимих концентрацій (ГДК) і доз (ГДД) цих речовин як у біотопі, так і на певних рівнях
308
трофічних ланцюгів. Розробку ГДК і ГДД здійснюють спеціалізовані науково-дослідні організації. Зазвичай ГДК відображують критичний діапазон якогось фактора, за межами котрого людина із зони оптимуму потрапляє в зону песимуму. Перевищення ГДК і ГДД завжди супроводжуються погіршенням популяційного здоров'я населення.
Отрутохімікати, або пестициди,становлять велику групу різних речовин і сполук для боротьби зі шкідниками й хворобами сільськогосподарських рослин та бур'янами.
За призначенням отрутохімікати поділяють на: інсектициди (застосовуються для боротьби зі шкідливими комахами); бактерициди (направлені проти збудників бактеріальних хвороб); фунгіциди (протигрибні препарати); зооциди (застосовуються для винищення гризунів); нематоциди (направлені проти круглих черв'яків, зокрема нематод); гербіциди (застосовуються для боротьби з бур'янами) та ін. Багато препаратів мають комбіновану дію, наприклад інсектицид ДДТ знищує й комах, і нематод, і
гризунів.
Основними характеристиками отрутохімікатів є їхні леткість, здатність проникати крізь шкіру, нагромаджуватися, розкладатися й виводитися з організму. Промисловість виробляє переважно
7 груп отрутохімікатів: хлороорганічні, фосфороорганічні,
ртутєорганічні сполуки, карбамати, нітрофеноли, специфічні
гербіциди та мідєвмісні фунгіциди.
Хлороорганічні сполуки (ХОС). Найвідоміший пестицид цієї групи — інсектицид ДДТ (дихлородифенілтрихлорометилметан). Інсектицидні властивості ДДТ відкрив швейцарський хімік П. Мюллер (за це йому присуджено Нобелівську премію).
8 1943 р. розпочалося масове виробництво ДДТ, одна мільйонна
частка грама якого миттєво паралізувала комаху. До середини
60-х років у світі вже було вироблено й розпилено на полях
близько 1,5 млн т цього препарату. Застосування ДДТ різко під
вищило сільськогосподарське виробництво й дало змогу здійсни
ти «зелену революцію» в країнах Латинської Америки та Півден-
но-Східної Азії.
Однак уже в 50-х роках з'явилися нові дані про те, що деякі комахи втратили сприйнятливість до ДДТ. Почали надходити відомості про загибель деяких видів комахоїдних птахів, бджіл і креветок, про зменшення ефективності опилення квіткових рослин. ДДТ у підвищених концентраціях стали виявляти в тканинах
309
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 6
Екологія людини
промислових риб, зокрема макрелі, споживання якої призводило до тяжких отруєнь людей. Підвищений уміст препарату виявляли в печінці пінгвінів і навіть у жіночому молоці. З'ясувалося, що ДДТ є хімічно стійкою сполукою з періодом природного напіврозпаду 49 років, він має здатність нагромаджуватися в грунті й воді. З ґрунту та з водою пестицид надходив у ланцюги живлення. На кожному наступному трофічному рівні його концентрація збільшувалася в десятки, сотні й навіть тисячі разів. Потрапляючи в таких дозах до останнього консумента трофічного ланцюга — людини, ДДТ нагромаджувався в тканинах і спричиняв захворювання нервової системи, серця, печінки. Отже, ДДТ виявився токсичним довгоіснуючим пестицидом із вираженою кумулятивною дією. Через небезпечність для здоров'я людини цей пестицид було заборонено практично в усіх країнах світу, але навіть тепер уміст його в тканинах людини в середньому вдвоє перевищує ГДК.
До ДДТ близькі за дією гексахлороциклогексан (ГХЦГ), гептахлор, хлоробензол, через що ці ХОС майже повсюдно заборонені або ж їх застосування дуже обмежено.
Фосфороорганічні сполуки (ФОС), на відміну від ХОС, сьогодні досить інтенсивно виробляються й використовуються в сільському господарстві. Серед ФОС є речовини отруйні (метафос, мер-каптофос) і високотоксичні (фосфамід), застосування яких уже цілком заборонено; є сполуки середньої токсичності (хлорофос, карбофос), які поки що використовуються обмежено; є низько-токсичні препарати (метилацетофос, авенін), які застосовуються досить широко. Більшість ФОС, навіть низькотоксичні, характеризуються кумулятивним ефектом і тому можуть становити небезпеку для здоров'я людини.
Отруйна дія ФОС полягає в пригніченні ферменту, який бере участь у процесі передавання нервових імпульсів. При цьому порушуються функції всіх внутрішніх органів, регуляція яких здійснюється парасимпатично. Отруєння супроводжується головним болем, запамороченням, кволістю, іноді блюванням. У тяжких випадках настає непритомність, уражаються нирки, печінка, серце, можливий летальний кінець.
Порівняно з ХОС, фосфороорганічні сполуки діють набагато сильніше, але період напіврозпаду їх зазвичай менший — від кількох тижнів до кількох місяців.
Ртутєорганічні сполуки (РОС) є потужними фунгіцидами й бактерицидами. Вони високотоксичні, легко проникають у
310
мозок, характеризуються кумулятивним ефектом. РОС, насамперед гранозан і меркурам, у деяких господарствах використовуються для передпосівного протруювання насіння. Тому найчастіше отруєння пов'язані з випадковим уживанням такої дезінфікованої сировини.
Головною діючою речовиною є ртуть. Потрапляючи в кров, вона нагромаджується в різних органах, зв'язується з S—S-rpyna-ми ферментів і порушує їхню роботу. У випадку отруєння з'являються металевий присмак у роті, кволість, головний біль. Високі дози ртуті призводять до смерті від гострої серцево-судинної недостатності або до тяжких порушень свідомості. Перша допомога в разі отруєння ртуттю полягає в застосуванні антидоту — унітіолу.
Отруєння можуть спричиняти будь-які ртутєвмісні сполуки. Ртуть сама по собі ні в організмі, ні в біотопах не дезактивується. Вона нагромаджується в грунтах чи водоймах і далі мігрує трофічними ланцюгами, поступово концентруючись, як ДДТ. Із біологічного кругообігу ртуть вилучається лише в результаті її виносу в Світовий океан і поховання в донних осадових відкладах.
У балтійській трісці вміст ртуті іноді сягає 800 мг на 1 кг маси. Це означає, що з'ївши п'ять—шість таких рибин, людина одержує стільки ртуті, скільки міститься в медичному термометрі.
ОСОБЛИВОСТІ
ГЛАВА |
Підвищення глобальної (------ ) та регіональної температури повітря
Цим | МНШИМ
КІ
Її
Я
S
Siо
тянтинівці, Дніпровський ртутний комбінат у Запоріжжі, Мики-тівський ртутний комбінат та ін. Підприємства чорної металургії — головні забруднювачі водойм фенолами, нафтопродуктами, сульфатами.
До основних забруднювачів довкілля належить також хімічна промисловість, об'єкти якої викидають у повітря сірчаний ангідрид, оксиди азоту, вуглеводні та інші шкідливі речовини. Найбільші підприємства хімічної промисловості розташовані в Прикарпатті (Новороздольський сірчаний комбінат, Калуський калійний концерн), у Донбасі, в Присивашші (в Краснопере-копську), Одесі, Сумах, Рівному (підприємства об'єднання «Азот»). Вони забруднюють навколишнє середовище дуже небезпечними токсикантами — фосгеном, вінілхлоридом, хлористим воднем, фенолом, аміаком. Величезної шкоди природі завдають також хімічні підприємства, що виробляють отрутохімікати (в Первомайську, Калуші, Маріуполі, Дніпродзержинську), синтетичні продукти (підприємства об'єднань «Хімволокно», «Дніпро-шина», «Укрнафтохім» та ін.). Сумний факт: майже всі підприємства хімічної промисловості використовують застаріле обладнання, порушують межі санітарно-захисних зон, не мають очисних споруд або мають, але зовсім не ефективні.
У промисловості України найбільшим є машинобудівний комплекс. Для його розвитку склалися досить сприятливі умови: могутня металургійна база, густа транспортна мережа, великі обсяги використання машин і приладів, висококваліфіковані кадри. Машинобудівні заводи України випускають різноманітні товари — від побутової техніки до найскладніших сучасних машин: обладнання для АЕС, космічну техніку, турбіни, літаки, що не мають аналогів у світі. Найвища концентрація підприємств машинобудівної промисловості характерна для Дніпропетровська, Харкова, Кривого Рогу, Краматорська, Маріуполя, Донецька.
Машинобудівна промисловість має багатогалузеву структуру (важке, електротехнічне, радіоелектронне, транспортне машинобудування, приладо-, верстатобудування й т. д.), і кожній із галузей притаманні свої екологічні особливості: склад і кількість відходів, токсичність забруднень, режим їх викидів у атмосферу та зі стічними водами.
Як і інші галузі промисловості, машинобудування тяжіє до районів розвитку металургії, сконцентроване в містах і «виробляє» великі обсяги відходів, що забруднюють повітря, воду й
343
Розділ II Екологічні проблеми України
Глава 7
Природно-соціальні особливості України
ґрунт. Так, у Дніпропетровську лише одне виробниче об'єднання «Дніпроважмаш» щороку скидає в Дніпро 2365,2 тис. м3 забруднених стоків, Завод прокатних валків — 250 тис. м3. У Запоріжжі викиди в атмосферу Дніпровського електродного заводу становлять 35 % загальноміських, причому 80 % їх містять канцерогенні речовини першого класу небезпечності. Понад 50 % усіх викидів у атмосферу цього міста дає ВО «Запоріжсталь» (більш як 150 тис. т шкідливих речовин щорічно). Електротехнічних заводів в Україні працює сотня з лишком, причому багато з них (а також приладобудівні та радіоелектронні) споруджені за останні десятиріччя, проте на деяких із цих заводів (одеському «Агроагрегаті», миколаївському «Миконді», Чернівецькому металообробному, дніпропетровському «Південному машинобудівному» та ін.) газо- й водоочисні споруди або несправні, або неефективні.
До екологічно шкідливих належить і цементна промисловість. Найбільші проблеми вона створює в Донецькій, Дніпропетровській і Харківській областях, забруднюючи довкілля пилом, сірчаним ангідридом та оксидами азоту. Саме на підприємствах цієї галузі найгірше здійснюються природоохоронні заходи: наприклад, концентрація пилу в їхніх викидах у 5—10 разів більша за ГДК. Із забрудненими стічними водами в річки щороку скидаються тисячі тонн органічних речовин, суспензій, солей, інших шкідливих сполук.
Великої шкоди рельєфу, земельним ресурсам, ґрунтовим водам завдає гірничодобувна промисловість. У районі Донбасу, в трикутнику Донецьк—Луганськ—Рубіжне, де сконцентровані найбрудніші, з погляду екології, промислові підприємства, шахти, об'єкти енергетики, військові підприємства, почалася деградація всіх екосистем місцевих ландшафтів. У Лисичансько-Рубіжанському промисловому районі, наприклад, забруднені не тільки поверхневі, а й підземні води на площі більш як 120 км2. А 1417 териконів постійно отруюють атмосферу шкідливими газами, відбираючи, крім того, тисячі гектарів родючих ґрунтів. У річку Самару з шахт Західного Донбасу щороку скидається близько 20 млн м3 високомінераіпзованих шахтних вод і ще близько 60 млн м3 таких самих вод із шахт Центрального Донбасу. Мінералізація води в річках Інгул, Самара, Інгулець більша за природний фон у 10 із лишком разів. Тільки в Інгулець із регіонів Кривбасу щорічно скидається близько 100 млн м3 брудних стоків. Ці річки забруднюються важкими металами й радіоактивними речовинами (вони надходять із району родовищ уранових руд під Жовтими Водами).
344
На гідрологічний режим істотно впливає також пилове забруднення в результаті розробки кар'єрів будівельних матеріалів (вапняку, піску, граніту, лабрадориту) в Житомирській, Вінницькій, Дніпропетровській, Кіровоградській областях.
II Енергетика.Сильно забруднюють довкілля об'єкти енергетики, передусім ТЕЦ і ГРЕС. Поглинаючи величезну кількість нафтопродуктів, газу й вугілля, вони викидають в атмосферу мільйони кубометрів шкідливих газів, аерозолей і сажі, захаращують сотні гектарів землі шлаками й золою.
В Україні ТЕС виробляють приблизно 55—60 % електроенергії (близько 37,6 тис. МВт); майже всі вони розташовані в містах і є найбільшими серед усіх підприємств енергетики забруднювачами природного середовища. Основні забруднювальні компоненти — тверді продукти згоряння палива (зола), сірчистий ангідрид, оксиди азоту. Загальна кількість викидів підприємств енергетики сягає 2,3—2,5 млн т/рік.
Решту енергії виробляють ГЕС та АЕС. Найбільші гідроелектростанції зосереджені на Дніпрі (Київська, Канівська, Кременчуцька, Дніпродзержинська, Запорізька, Каховська). ГЕС вважаються екологічно найбезпечнішими. Та в процесі створення каскаду водосховищ на Дніпрі було затоплено близько 7 тис. км2 прекрасних родючих заплавних земель. За період свого існування водосховища перетворилися на нагромаджувачів відходів і забруднень із прилеглих регіонів. Нині через будівництво ГЕС і створення водосховищ підтоплено 100 тис. га прибережних земель, у багато разів знизилась інтенсивність процесів самоочищення Дніпра, регулярно відбувається «цвітіння» води, зменшується рибо-продуктивність і відповідно — продуктивність рибних господарств.
Колись ми метушливо вітали «сходи» гідростанцій на Дніпрі. Навіть такий найвидатніший художник, як Олександр Довженко, віддав свій голос за Каховське море, побачивши в ньому народження нової естетики й ще одну перемогу над норовистою природою. Знадобилось одне лише десятиліття, аби переконатися: перемога, що далася великою ціною, криє в собі гіркоту поразки...
В. О. Яворівський,
український письменник, громадський діяч
Екологічно необгрунтованим можна назвати розміщення на території України п'яти АЕС (14 енергоблоків) — Чорнобиль-
345
Розділ
Екологічні проблеми України
4 І |
Спецкомбінати Переробка урану АЕС |
ської, Рівненської, Хмельницької, Запорізької та Південноукраїнської (рис. 7.4). Не тільки зберігається загроза нових аварій на АЕС, а й додається дуже складна проблема поховання ядерних відходів і в недалекому майбутньому (після вироблення встановленого ресурсу) ліквідації та поховання самих АЕС. Це складний, небезпечний і дорогий процес.
Об'єкти потенційної ядерної та радіаційної небезпеки в Україні
■ Військова діяльністьбула й залишається джерелом небезпеки для природи (рис. 7.5). Воєнно-промисловий комплекс (ВПК)споживає величезну кількість мінеральної сировини та енергії, потрібних для виробництва військової техніки. Армія іфлот спалюють у двигунах літаків, танків, автомобілів, кораблів, у котельнях військових містечок і частин колосальні об'єми палива. Площа земель під полігонами, стрільбищами, мисливськими господарствами для вищих чинів, навчальними центрами перевищує 100 тис. га. На утримання армії, флоту, підприємств ВПК витрачається чимала частина коштів національного бюджету України. Величезної шкоди завдають природі випробу-
Й1ІІЙЛ«
±4 Ъ А *■§«
I
J
Л
S т
о
X
W
346
Розділ
Екологічні проблеми України
Г л а в a 7
Природно-соціальні особливості України
вання різних видів озброєнь, а також проведення маневрів і навчань.
В Україні густота розташування військових об'єктів — військових баз, містечок, арсеналів, складів боєприпасів, сховищ паливно-мастильних матеріалів і ракетного палива, авіаційних і загальновійськових полігонів, танкодромів, звалищ і місць поховання шкідливих відходів, а також колишніх шахтних пускових установок тощо — дуже висока. Багато з цих об'єктів становлять реальну й потенційну небезпеку для населення й довкілля, забруднюючи навколишнє природне середовище хімічними речовинами, зокрема сполуками важких металів, підвищуючи радіаційний фон, спричиняючи деградацію природних комплексів. Відомі випадки негативного впливу забруднень згаданих об'єктів на здоров'я населення (наприклад, поблизу Первомайська Миколаївської області). Очисні споруди на військових заводах та об'єктах, у місцях розташування військових частин здебільшого або взагалі відсутні, або їхній стан незадовільний.
Особливо загрозлива ситуація пов'язана з переробкою компонентів ракетного палива, якого в Україні накопичено понад 20 тис. т. Сховища ракетного палива не мають спеціальних засобів нейтралізації випарів (дуже токсичних) його компонентів, термін експлуатації резервуарів для його зберігання вичерпано. Для виконання програми знищення й утилізації ракетного палива потрібні багатомільйонні затрати, що сьогодні нашій державі не під силу. Військове керівництво, ігноруючи серйозні екологічні проблеми, пов'язані з діяльністю ВПК, водночас намагається приховати реальний стан справ, прикриваючися завісою секретності й перешкоджаючи доступові на військові об'єкти експертам-екологам.
У найгіршому стані нині перебувають приморські райони, особливо в Криму. Тут протягом десятків років військові об'єкти й кораблі забруднювали води Чорного моря. Наприклад, у Севастопольській бухті концентрація нафтопродуктів у 180 разів перевищує ГДК! Спеціалісти стверджують, що кораблі й берегові частини Чорноморського флоту щодня скидають у море більш як 9 тис. м3 неочищених стоків.
Загрозу для довкілля становлять порушення в армійських підрозділах правил зберігання паливно-мастильних матеріалів (ПММ) та експлуатації систем їх транспортування. В результаті втрат, витоків і розливів ПММ протягом тривалого часу (іноді десятиріч) довкола військових баз та аеродромів на кілометри навкруг забруднені поверхневі й підземні води. Ці порушення
348
спричинюють появу в криницях, ставках і річках «запасів» нафтопродуктів і навіть токсикантів та канцерогенів — хрому, кадмію, свинцю, бензпіренів. Прикладами можуть слугувати територія парку Олександрія в Білій Церкві, міста Узин і Васильків (Київська область), Дубне (Рівненська область), Велика Круча (Полтавська область), Озерне (Житомирська область), Чугуїв (Харківська область), Луцьк, Керч, Севастополь, Чернівці.
У багатьох військових частинах не дотримуються правил захисту цивільного населення від шкідливого впливу електромагнітного й високочастотного випромінювання потужних РЛС. Нагальні проблеми — використання військовими лісів і сільськогосподарських угідь.
Ш Транспорт — автомобільний, залізничний, водний і повітряний — іще одне джерело забруднення природи України.
Викиди забруднювальних речовин автомобільним транспортом у середньому за рік становлять близько 5,5 млн т (39 % усього обсягу викидів в Україні). У великих містах забруднення повітря вихлопними газами часом досягає 70—90 % загального рівня забруднень. Крім того, більш як 20 % транспортних засобів експлуатується з перевищенням установлених нормативів умісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах.
Транспортна мережа в Україні доволі густа, кількість та активність автотранспорту в містах великі, й шкоду довкіллю він завдає дуже відчутну. Основні причини цього — застарілі конструкції двигунів, використовуване паливо (бензин, а не газ чи інші, менш токсичні речовини) та погана організація руху, особливо в містах, на перехрестях. У відпрацьованих газах, що їх викидають наші автомобілі, виявлено близько 280 різних шкідливих речовин, серед яких особливу небезпеку становлять канцерогенні бензпірени, оксиди азоту, свинець, ртуть, альдегіди, оксиди вуглецю й сірки, сажа, вуглеводні.
На перевезення одного й того самого вантажу автотранспортові потрібно в 6,5 раза більше палива, ніж залізничному, й у 5 разів — ніж водному. В Україні експлуатується понад 1 млн вантажних автомобілів і далеко за 2,5 млн легкових. Кожен із них щорічно спалює від 12 до 30 т високооктанового російського бензину, в котрому як антидетонатор застосовується свинець (концентрація свинцю в цьому бензині становить до 0,36 г/л, тоді як у бензинах Великої Британії — 0,15, США — 0,013 г/л). Відпрацьовані гази наших дизельних двигунів значно токсичніші,
349
Розділ II Екологічні проблеми України
Г л а в а 7
Природно-соціальні особливості України
ніж карбюраторних, бо містять багато оксидів вуглецю, діоксидів азоту й сірки, а також сажі (до 16—18 кг на кожну тонну дизельного палива). Від транспортних газів і шуму потерпають усі міста України, особливо великі.
Залізничний транспорт екологічно чистіший, особливо електричний. Та проблемою стало сильне забруднення залізниць нечистотами, що викидаються з вагонних туалетів. Забруднюється смуга завширшки в кілька метрів обабіч колій. У всіх цивілізованих країнах туалети поїздів обладнано спеціальними місткостями, й нечистоти не викидаються назовні. В результаті екологічних і медичних досліджень з'ясувалося, що забруднення залізничних колій нечистотами та продуктами їхнього розкладання, особливо в теплі сезони року, спричинило захворювання шлунка й легень у багатьох пасажирів і залізничників.
Певної шкоди Дніпру та його водосховищам, Дунаю, Дністру, Чорному й Азовському морям завдає водний транспорт, насамперед через недодержання правил перевезень і перекачування нафтопродуктів, аварії, очищення танкерів, змиви, шумові й вібраційні впливи та хвилі, що руйнують береги водосховищ.
■ Сільське господарство.Для наших сільськогосподарських районів найхарактернішим є забруднення природних вод і грунтів пестицидами й мінеральними добривами. Щорічні надходження їх на поля України сягають за 90 тис. т і 4,5 млн т відповідно.
Площа земель, забруднених стійкими хлороорганічними препаратами, становить близько 8 млн га, на кількох сотнях тисяч гектарів їх уміст набагато перевищує ГДК. Із 170 найменувань пестицидів, які використовуються в Україні, 49 є особливо небезпечними. Останнім часом траплялися випадки використання токсичних пестицидів, що завозилися в Україну західними фірмами, тоді як на самому Заході застосування цих препаратів заборонено.
З усієї кількості мінеральних добрив, що вносяться в ґрунти України, в середньому лише 5—10 % їх поглинається рослинами. Решта 90—95 % змивається дощами й талими водами, здувається вітрами й потрапляє в річки, озера, грунтові води, стаючи шкідливими компонентами екосистем. У результаті сьогодні як природне середовище, так і сільгосппродукти майже повсюдно забруднені сполуками азоту, фосфору, калію, часто — радіоактивними елементами (містяться у фосфорних мінеральних добривах), іноді — важкими металами (міддю, цинком, значні переви-
350
щення ГДК яких виявили в 5 % сільськогосподарської продукції) та залишками специфічних гербіцидів — симазину, атразину та ін.
Сільськогосподарське виробництво в Україні тепер більш негативно впливає на довкілля, ніж кілька десятиліть тому. Це є наслідком нераціональної організації меліоративних робіт і необгрунтованого, технологічно не регламентованого використання мінеральних добрив та отрутохімікатів, а також безгосподарного їх зберігання й транспортування.
Великої шкоди грунтам завдає використання на полях важкої сільгосптехніки. Вона регулярно переущільнює ґрунт, руйнуючи його структуру, знижуючи насиченість повітрям, активність обмінних біохімічних процесів, протиерозійну й протидефляційну стійкість.
Дуже напружена екологічна обстановка склалася навколо великих тваринницьких комплексів (у радіусі кількох кілометрів), де вирощується 30—100 тис. і більше голів худоби: вони щодоби продукують до 2—3 тис. т екскрементів, які в господарстві не встигають переробляти. Внаслідок розкладання й гниття екскрементів виділяються великі маси аміаку, азоту, сірководню, органічних кислот, розвивається патогенна мікрофлора. Стічні води тваринницьких комплексів у радіусі кількох кілометрів забруднюють поверхневі й ґрунтові води, спричинюють загибель риби та інших гідробіонтів. Поблизу цих комплексів складається неблагополучна санітарно-гігієнічна обстановка, спостерігається підвищена концентрація гельмінтів і хвороботворних бактерій. На кілометри від комплексів повітряними потоками розноситься сморід.
Комунальні стоки.Дедалі нагальнішою екологічною проблемою міст України, особливо великих і курортних, стає очищення різних комунальних відходів — побутових і промислових — та їх переробка. Щорічно у водойми України скидається близько 4 млрд м3 забруднених стоків. Теоретично наявні методи дають можливість очистити стічні води на 95—96 % (хоча й цього недостатньо), але на практиці очищення відбувається в кращому разі на 70—85 %. Очистка стічних вод до санітарних норм у всьому світі (а в нас тим паче) пов'язана зі значними затратами, тому чекати поліпшення стану справ у цій галузі найближчим часом не доводиться. Частково вирішити проблему можна, перейшовши до схеми замкненого водоспоживання на підприємствах. Найбільшу кількість неочищених стічних вод скидають міста Маріуполь
351
Розділ
Екологічні проблеми України
Г ла є а 7
Природно-соціальні особливості України
(253,8 млн м3), Дніпропетровськ (188 млн м3), Запоріжжя (65 млн м3), Київ (29 млн м3). Загалом усі великі міста України забруднюють водне середовище, хоча й у порівняно менших масштабах. Причини ті самі — застаріле обладнання, а то й відсутність очисних споруд, аварійні скиди (їх буває понад 250 на рік).
Ш Фізичне забруднення.До небезпечних забруднювачів довкілля належать об'єкти, які генерують потужні фізичні поля, — електромагнітні, радіаційні, шумові, ультра- та інфразвукові, теплові, вібраційні (великі радіостанції, теплоцентралі, РЛС, трансформаторні підстанції, ЛЕП, ретрансляційні станції, спеціальні фізичні лабораторії й установки, кібернетичні центри, АЕС та ін.). Концентрація цих об'єктів в Україні також дуже висока, особливо в промислових районах і великих містах.
Ш Геоаномальні зони. Під час планування розвитку господарства України, її рекреаційних зон необхідно враховувати вплив геоаномальних (геоенергоаномальних) зон як на здоров'я людей і біоти, так і на стійкість фундаментів, схилів, споруд. Геоаномальні зони зазвичай збігаються з геологічними аномаліями — розломами, тріщинами в земній корі, ділянками великої концентрації тектонічних напружень, високого теплового потоку з надр Землі, карстом, підземними водними потоками, рудними вузлами, родовищами руд металів та ін. Для них характерні гравітаційні, теплові, електромагнітні, геохімічні аномалії, активна міграція різноманітних газів і розчинів у земній корі, підвищена сейсмічна активність.
За своєю формою геоаномальні зони — це смуги, лінії та кільцеві утворення різного діаметра. Найбільші з таких смуг, або лінеаментів, дешифруються на космічних знімках різних ділянок Землі, зокрема й на території України.
Потоки енергії, які надходять із надр Землі, впливають на перебіг біохімічних процесів у живих організмах, контролюють умови існування всіх живих істот, у тому числі й людини. Цей вплив може бути двояким — або негативним, або позитивним. Залежно від цього розрізняють геопози-тивні (сприятливі) та геопатогенні (шкідливі для здоров'я) зони й ділянки. Якщо будинок споруджено на геопатогенній ділянці, його жителі погано себе почуватимуть (знижуються імунітет, працездатність, підвищується ризик захворювань, особливо онкологічних, тощо). Наші предки знали про це й ніколи не будували житла та храмів у таких «згубних» місцях.
У наш час геоаномальні зони відшукуються, картуються й вивчаються з використанням різних методів, основні з яких — біолокаційний і дистанційний. Біолокаційним методом користуються особливо чутливі люди, так звані біооператори. Основний «робочий інструмент» при
352
цьому методі — сам біооператор, а індикатором, який указує силу та знак снергополя (геобіополя) тієї чи іншої ділянки Землі, служить спеціальна металева рамочка (раніше використовували лозинку у вигляді букви V, чому, власне, й називали таких спеціалістів лозоходцями).
§7.5. |
Контрольні запитання й завдання
Моя прекрасна
Батьківщино, Така багата
Блискуча! Хто тебе тільки
Не мучив!
Т. Г. Шевченко
Загальна характеристика |
J |
§8.1.
я; |
'к уже зазначалося, 1991 р. всю територію Украї-
__ Lhh було оголошено зоною екологічного лиха. За
два роки до цього спеціалісти-географи Академії наук України вперше розробили й склали карту стану довкілля за окремими компонентами природи. Ця карта підтверджує той факт, що, справді, вся територія нашої країни, за винятком невеликих окремих районів Карпат, Центрального Полісся, Полтавщини та східної Вінниччини, характеризується як забруднена й дуже забруднена, а 15 % території належить до категорії «надзвичайно забруднені регіони з підвищеним ризиком для здоров 'я людей і райони екологічної катастрофи». В ці 15 % входить 30-кілометрова зона навколо Чорнобильської АЕС, південь Херсонської області, зона, окреслена лінією Дніпропетровськ—Кіровоград—Кривий Ріг—Нікополь— Запоріжжя, а також район Донбасу.
У 1995—2002 pp. фахівцями було підготовлено комплекс екологічних карт України, на яких представлено інформацію про сучасний стан забруднення атмосфери, гідросфери й літосфери, а також показано демографічну ситуацію, пов'язану зі станом довкілля. Здійснено еколого-економічне зонування території з
359
Глав а 8
Екологічний стан окремих регіонів України
урахуванням техногенного навантаження на довкілля (рис. 8.1), стійкості природного середовища (рис. 8.2) і його екологічного потенціалу (рис. 8.3) за регіонами України.
Як випливає з цих карт, до показника техногенного навантаження на природне середовище Т входять: соціально-економічна освоєність територій (показники, що характеризують промисловість, сільське господарство, будівництво, транспорт і рекреаційне навантаження); забрудненість довкілля (радіаційне й хімічне забруднення атмосферного повітря, природних вод і ґрунтів).
До потенціалу стійкості природного середовища С належать метеорологічний потенціал атмосфери, потенціали стійкості природних вод, ґрунтів і біотичний потенціал.
Екологічний потенціал територій Е обчислено за формулою
де f — техногенне навантаження на природне середовище; С — потенціал стійкості природного середовища до техногенного навантаження; Н — ступінь ураженості територій несприятливими природно-антропогенними процесами (зсуви, ерозія, заболочення, суфозія лесових порід, дефляція, карст, селі, засолення, підтоплення тощо).
Еколого-економічний потенціал територій К характеризує ступінь екологічної рівноваги в інтегрованій геосистемі «суспільство—природа» та її здатність виконувати антропоекологічну й виробничу функції. Його обчислюють за формулою
К=Е+ П,
де П — природно-ресурсний потенціал (мінеральні, водні, земельні, лісові, фауністичні, природно-рекреаційні ресурси).
Вирішення проблеми поліпшення екологічного стану території України слід розпочинати насамперед із тих регіонів, у яких ситуація напруженіша й які мають найбільше соціально-екологічне значення для нашої країни. Такими регіонами визнано Донецько-Придніпровський, Поліський, Карпатський та Азово-Чорноморський із річкою Дніпро. В усіх цих регіонах наявний цілий комплекс екологічних проблем (табл. 8.1), проте кожний із них має ще й свою власну головну проблему. В Азово-Чорно-морському регіоні — це забруднення вод, у Донецько-Придніпровському — техногенне забруднення атмосфери та ґрунту, на
361
Розділ II Екологічні проблеми України
Глава 8
Екологічний стан окремих регіонів України
го "-І TJ-" |
Об
I
oo го^ чо" |
Lt;N го
ся" oo"
I
S і"
о о.
І
||,
ІІІ
II
^ ON |
чо |
ON OS «—*
q On_ on гч" |
ЧО^ Tt_ О CS
ON о |
о о" |
ON t»
О -н
"я ё"« У "и
4 Si і|
ыВ О.-5 o.S
о" s a |
^^ |
а а, о.
К ее
oo oo"
ON О оч
о" о"
о
Сі Я
Утворення твердих побутових відходів (ТПВ) в областях України (2000)
Кошти, спря- | |||||
Загальна | Кї Л К К ї СП» | Загальна | Середня | мовані на | |
кількість | 1НЯ ПН III І | площа | вартість | підвищення | |
Область | вивезеного | jDdJIHUI 1 | звалищ і | вивезення | екологічної |
сміття, | ПОЛІГипів TTTR | полігонів | 1 м3 сміт- | безпеки | |
тис. м3 | 1 І ID | ТПВ.га | тя, грн. | сміттєзвалищ, | |
тис. грн. | |||||
АР Крим | 2 000 | 211,4 | 5,00 | ||
Вінницька | 97,7 | 6,40 | |||
Волинська | 80,5 | 4,64 | |||
Дніпропетровська | 176,5 | 14,20 | |||
Донецька | 2 750 | 260,0 | 5,80 | ||
Житомирська | 101,7 | 2,62 | |||
Закарпатська | 45,1 | 5,90 | — | ||
Запорізька | 210,0 | 3,29 | |||
Івано- | 60,6 | 14,00 | |||
Франківська | |||||
Київська | 134,4 | 4,70 | |||
Кіровоградська | 64,1 | 4,00 | 2 500 | ||
Луганська | 157,3 | 3,85 | |||
Львівська | 135,1 | 4,60 | — | ||
Миколаївська | 110,0 | 10,20 | |||
Одеська | 3 400 | 275,7 | 4,65 | — | |
Полтавська | 118,5 | 4,60 | |||
Рівненська | 134,6 | 9,10 | 7 900 | ||
Сумська | 55,9 | 5,75 | — | ||
Тернопільська | 83,4 | 5,60 | |||
Харківська | 102,0 | 10,00 |
364
365
Розділ II Екологічні проблеми України
Глава 8
Екологічний стан окремих регіонів України
Закінчення табл. 8.2
Кошти, спря- | |||||
Загальна | Кілі кіот к | Загальна | Середня | мовані на | |
кількість | JVIJIfjIVli, 1 О чцл г*щи ■ | площа | вартість | підвищення | |
Область | вивезеного | ІБ4ЛИЩ 1 | звалищ і | вивезення | екологічної |
сміття, | ПОЛІГОНІВ ТПР | полігонів | 1 м3 сміт- | безпеки | |
тис. м3 | X lLD | ТПВ, га | тя, грн. | сміттєзвалищ, | |
тис. грн. | |||||
Херсонська | 66,0 | 6,80 | |||
Хмельницька | 77,0 | 12,00 | — | ||
Черкаська | 105,2 | 4,49 | |||
Чернівецька | 67,0 | 6,59 | 2 000 | ||
Чернігівська | 129,0 | 3,90 | |||
м. Київ | 3 414 | 52,6 | 15,60 | 5 079 | |
м. Севастополь | 4,0 | 4,60 | — | ||
Всього по Україні | 29 781 | 3115,3 | 6,77 |
Екологічні проблеми найбільших річок, § 8.2. і Чорного й Азовського морів
Д: |
"ніпро та Дністер — головні водні артерії нашої ^країни, в басейнах яких проживає майже 80 % населення.
У минулому Дніпро — одна з найбільших річок Європи — був чистоводним, зі стабільною екосистемою, яка нормально функціонувала тисячоліттями, поїла й годувала мільйони людей.
Серед інших же річок Борисфен (Дніпро) найприбутковішип: він має найпрекрасніші та найрозкішніші пасовиська для худоби, чудову рибу у великій кількості, вода на смак дуже приємна, чиста...
Геродот,
давньогрецький історик (V ст. до н. є.)
Сьогодні через грубі порушення людиною всіх правил і принципів раціонального природокористування екосистеми Дніпра деградують, зламані вертикальні та горизонтальні зв'язки біоти й абіотичного оточення. Основні причини кризової ситуації, що склалася:
366
• будівництво на Дніпрі каскаду водосховищ, які докорінно
змінили динаміку стоку;
• великомасштабна меліорація;
• спорудження численних промислових комплексів у басейні
річки;
• величезні об'єми водозабору для потреб промисловості та
зрошення;
• дуже сильне забруднення.
Із цих самих причин деградує екосистема Дністра, де також вимерли цінні види риби, на дні акумулюється величезна кількість теригенних відкладень, важких металів, радіонуклідів, гумусних речовин, розвивається ерозія берегів.
Із Дніпра для потреб промисловості й сільського господарства щороку забирається близько 15 млрд мъ води, а в атмосферу над басейном річки викидається майже 10 млн т газопилових забруднень. Щороку в Дніпро та його водосховища з дощовими й талими водами потрапляє близько 500 тис. т азотних сполук, 40 тис. т фосфорних, 20 тис. т калійних, 1 тис. т заліза, 40 т нікелю, 2 т цинку, 1 т міді, 0,5 т хрому. В басейні Славутича працює сім атомних електростанцій!
Серед усіх водосховищ Дніпровського каскаду найбільше біогенне забруднення внаслідок «цвітіння» води останнім часом реєструється в Київському й Кременчуцькому водосховищах, найменше — в Дніпропетровському. Дніпровська вода перед подачею споживачеві потребує додаткового очищення: фільтрації, коагуляції, дезінфекції.
Річковий режим Дніпра штучно трансформовано в озерний, водообмін різко сповільнився, утворилися зони застою, прискорилися темпи евтрофікації. Водосховища істотно погіршили стан прилеглих територій: підвищився рівень ґрунтових вод навіть на чималих відстанях від берегів, посилилося засолення грунтів і зменшився вміст у них гумусу, майже в 10 разів збільшився об'єм підземного стоку й разом із цим — рівень забруднення підземних вод, особливо в нижній частині басейну; змінився водно-сольовий режим у зонах іригації, посилилась ерозія берегової зони.
У донних відкладах Дніпра постійно збільшується концентрація радіонуклідів, особливо в Київському водосховищі. У водах і мулах Дніпродзержинського та Дніпропетровського водосховищ
367
Розділ
Екологічні проблеми України
Глава 8
Екологічний стан окремих регіонів України
стрімко зростає концентрація заліза, ціанідів, хлоридів, хрому, міді, кобальту, свинцю, цинку, кадмію, фенолів, нафтопродуктів. Збитки від затоплених дніпровських заплав, за підрахунками, становлять близько 18 млрд доларів щорічно, тоді як прибуток від усіх шести ТЕС Дніпровського каскаду — лише 25—28 млн доларів на рік. Не тільки загинули продуктивні заплавні біоценози — Дніпро значною мірою втратив і здатність до самоочищення.
Треба сильно напружити уяву, щоб пояснити факт спорудження на Дніпрі такої великої кількості гідроелектростанцій... ...Якщо врахувати ціну землі, залитої водою, вартість знищених господарств, то матимемо феномен бездумності в спорудженні Каховського гідровузла. Збитки від його існування сягають мільярдів доларів за кожні десять років.
ЕКОЛОГІЧНИХ
ГЛАВА |
КАТАСТРОФ
До нас волають ліси, які гинуть на різних континентах, моря, що висихають, безживні річки... Нового мислення, глибшого пізнання, значно вищої гуманістичної відповідальності за все живе чекає від наших сучасників день сьогоднішній і день прийдешній.
О. Т. Гончар,
український письменник, громадський діяч
§ 9-і .^ Природні екологічні катастрофи___________
Р |
озвиток екологічної кризи активізується й природними екологічними катастрофами. В межах території України фізико-географічні й геолого-тектонічні умови можуть сприяти виникненню таких природних катастроф, як землетруси, повені, зсуви, пилові бурі, пожежі, випадання граду, сильні снігопади, зливи, селі, лавини, ураганні вітри, посухи.
Землетруси найнебезпечніші для Криму й Карпат, де їхня сила може досягати 7—8 балів. На інших територіях сила землетрусу відчувається менше, а до сейсмічно найблагополучніших належать північно-західні райони країни. Повені бувають на всій території України, та найчастіше до них схильні гірські річки. Весняні й літні селі та зимові лавини — це також катастрофи, яких зазнають гірські райони, хоча зрідка селі трапляються й на рівнинах унаслідок проривів річкових чи озерних дамб і гребель. Зсуви вельми типові для узбереж Чорного та Азовського морів, водосховищ Дніпра. Від пилових бур потерпають переважно степові й лісостепові райони, а від пожеж, особливо в лісах і на торфовищах, — Полісся та Лісостеп. Град, сильні снігопади, зливи, ураганні вітри й посухи періодично трапляються на всій території країни.
376
Глава 9 |
Наслідки екологічних катастроф
Залежно від природних факторів катастрофи поділяються на геологічні, гідрологічні, метеорологічні, агрометеорологічні.
Розвиток природних катастроф активізується діяльністю людини. Так, повені, селі, лавини та зсуви в Карпатах почастішали через вирубування тут лісів.
За останні десятиріччя в Україні відбувалися всі зазначені вище катастрофи: землетруси в 1977 і 1984 pp., пилові бурі в 1961 p., сильні повені на Дністрі у 80-х роках, численні осипи, зсуви та селі в Карпатах і Криму (майже кожні 3—4 роки). Ці катастрофи завдавали відчутної шкоди господарству країни, а іноді супроводжувалися й людськими жертвами.
Декілька прикладів можна навести з недалекого минулого.
♦ У 1992 р. осіння повінь на річці Уж завдала величезних
матеріальних збитків. Через сильні дощі рівень води в річці
піднявся на 3—5 м, на значній площі було затоплено сільгосп
угіддя, господарські об'єкти, деякі села, частково — міста Мука
чеве, Сваляву та Ужгород, розмито кілька автодоріг, порушено
енергопостачання багатьох сіл. У вересні від сильних дощів поча
лася повінь у Тернопільській області, внаслідок якої загинуло
6 чоловік, завдано збитків об'єктам енергетики, зв'язку, сіль
ському господарству.
♦ У цьому ж році снігопади й сильні заметілі в Криму пошко
дили близько 3 тис. житлових будинків і 150 виробничих примі
щень. Ураганні вітри, швидкість яких досягала 25—34 м/с (місця
ми _ 38—40 м/с), завдали величезних збитків господарству.
♦ Тоді ж біля південних берегів Криму лютували сильні штор
ми: 15 листопада вони зруйнували в Ялті пірс вантажного порту,
портові споруди. В море витекло паливо з кількох цистерн, зато
нуло 8 невеликих суден, зазнали пошкоджень і великі судна.
З будинків зривало покрівлі. Збитки становили близько
10 млрд крб. Були й людські жертви.
♦ Того ж року сталося 5869 пожеж, здебільшого антропоген
них, у результаті яких було знищено майже 2 тис. га лісу.
♦ На початку листопада 1998 р. сталася найбільша природна
екологічна катастрофа на Закарпатті — руйнівна повінь, яка
забрала декілька десятків людських життів і завдала колосальних
економічних збитків. Подібних катастроф тут не траплялося
200 років. Для відновлення екосистем, а також нормальних умов
проживання людей потрібно багато десятиліть. За попередніми
377
Розділ II Екологічні проблеми України
Глава 9
Наслідки екологічних катастроф
підрахунками, загальні збитки перевищують 120 млрд гривень (зруйновано більш як 2 тис. будинків, близько 2 тис. — підтоплено, майже з 6 тис. будинків відселено жителів, пошкоджено багато десятків кілометрів доріг, ліній каналізації, водо- та енергопостачання, затоплено тисячі гектарів сільськогосподарських угідь).
§ 9.2.^ Антропогенні екологічні катастрофи
♦ Того ж року під час аварії на ТЕЦ у Чернігові розлилося
майже 300 т мазуту.
♦ У вересні 1993 р. на Київській насосній каналізаційній
станції з ладу вийшло кілька потужних насосів, і в Дніпро протя
гом тижня щоденно викидалося майже 1,5 млн м3 фекальних
стоків.
Імовірність природних та антропогенних катастроф і кожний такий випадок необхідно обов'язково враховувати, ретельно аналізувати й уживати заходів для запобігання їм чи зведення до мінімуму їхніх негативних наслідків.
§ 9.3. J Аварія на Чорнобильській АЕС |
Р |
озвиток екологічної кризи прискорюють антропогенні катастрофи, передусім — техногенні аварії. Вони відбуваються в усіх галузях економіки, й кількість їх із року в рік зростає.
За останні три-чотири десятиліття, крім аварії на ЧАЕС, найбільшими й найтяжчими за своїми наслідками було кілька таких катастроф.
♦ У березні 1961 р. потужний сель промчав Бабиним Яром у
Києві, завдавши величезних матеріальних збитків і забравши
кілька сотень людських життів. Причиною цього лиха став
прорив дамби технічного резервуару цегельного заводу.
♦ До великих катастроф 70-х років слід віднести пожежі на
газових родовищах — Шебелинському (Харківська область) та
Угерському (Львівська область), аварії на нафто- й газопроводах,
аварію на нафтогазовій платформі в Азовському морі та
аварійний прорив очисних споруд Калуського калійного комбіна
ту, що завдали величезних економічних збитків і шкоди довкіллю
на величезній акваторії Азовського моря й у басейні Дністра.
У недалекому минулому сталися такі великі техногенні аварії.
♦ Улітку 1992 р. через переповнення каналізаційних місткос
тей курортів Криму стався масовий викид нечистот у Чорне море.
В результаті пляжі Ялти, Алушти, Судака, Сак, Керчі, Феодосії
було закрито на два місяці.
♦ У тому ж році на Кременецькій райагробазі розлилося май
же 14 т солярової оливи. Нафтопродукти забруднили річку Ікву
до міста Дубно, потерпіли риборозплідні ставки села Берег.
♦ Тоді ж у результаті диверсії на нафтобазі міста Світловодсь-
ка (Кіровоградська область) у навколишнє середовище потрапи
ло 200 т палива.
378
н: |
"а чорнобильській аварії — найбільшій техно-.генній катастрофі в історії людства — необхідно акцентувати особливу увагу.
Жодна катастрофа XX сторіччя не мала таких тяжких екологічних наслідків, як чорнобильська. Це трагедія не регіонального, навіть не національного, а глобального масштабу. Вже загинуло більш як 50 тис. чоловік із 100 тис, які брали участь у ліквідації наслідків аварії в перший рік. Підірвано здоров'я сотень тисяч людей. Забруднені мільйони гектарів грунтів. У водосховищах осіли десятки мільйонів тонн радіоактивного мулу. І це тільки відомі на сьогодні наслідки.
Радіоактивне забруднення ґрунтів. Територія із сильним радіоактивним забрудненням грунту становить 8,4 млн га й охоплює 32 райони шести областей України. Більша частина цих ґрунтів припадає на сільськогосподарські угіддя. Радіонуклідами забруднено також 3 млн га лісу. На територіях із забрудненням цезієм-137 більш як 45 Кі на 1 км2 проживає понад 15 тис. чоловік, 15—45 Кі — близько 46 тис, 5—15 Кі — ще 150 тис. Близько 1,5 млн чоловік проживає на території, де радіоактивний фон перевищує допустимі норми (Київська, Житомирська, Чернігівська, Рівненська, Черкаська, Вінницька, Чернівецька, Кіровоградська, Івано-Франківська області). Дезактиваційні роботи, на які в 1986—1989 pp. були витрачені мільйони, бажаних результатів не дали.
379
Розділ II Екологічні проблеми України
Г л а в а 9
Наслідки екологічних катастроф
У 1990 р. експертна комісія при Держплані колишнього СРСР попередньо оцінила збитки, спричинені катастрофою на ЧАЕС, у 250 млрд руб. Реальні ж збитки визначити поки що важко. Наслідки цього лиха вічні, глобальні, й тепер можна говорити не про їх усунення, а лише про пристосування до них. ...Чорнобиль не відходить у минуле, не відпускає його туди наша свідомість. Вона опромінена ним. Уперше так близько, так реально й так жахливо відкрилося нам обличчя ядерного століття в нещодавно ще глухому, здавалося, назавжди забутому цивілізацією, куточку українського й білоруського Полісся, де зберігся старослов'янський говір, де в селах багато знахарів, ворожок, мисливців. Саме в цьому місці, куди науково-технічна революція прийшла немов останньою чергою. Прийшла й... залишила їх безживними на поки що невідомий навіть ученим строк... В. О. Яворівський |
Ш Радіоактивне забруднення вод.У водах Прип'яті, Дніпра та його водосховищ (особливо в Київському) різко зросла концентрація радіонуклідів. Навіть через 6 років після аварії вона була в 10—100 разів вищою, ніж до неї, а в донних осадах, особливо мулах, багатих на органіку, нагромадилася величезна кількість радіоактивних відходів. Вважають, що забруднення заплавних територій і річок 30-кілометрової зони становить: 137Cs — 14 400 Кі, 9(lSr — 7360 Кі, Ри — 250 Кі. А в Київському водосховищі на дні нагромадилося вже більш як 60 млн т радіоактивного мулу (забруднення l37Cs — близько 2000 Кі).
Велику небезпеку криють у собі приблизно 1000 тимчасових могильників навколо АЕС, в яких міститься 40 млн м3 твердих відходів загальною радіоактивністю більш як 200 000 Кі. Не менш небезпечний і «саркофаг» над згорілим четвертим енергоблоком ЧАЕС. Там іще залишилася величезна кількість радіоактивних речовин. Надійність ізоляції цих речовин аж ніяк не гарантована. Могильники вже сьогодні протікають, «саркофаг» із роками стає дедалі радіоактивнішим, конструкції його просідають і деформуються.
Розроблено план, яким передбачено спорудження «саркофа-га-2», що має накрити весь четвертий енергоблок зі старим «саркофагом». Після закінчення будівництва планується поступове розбирання зруйнованого четвертого енергоблока й вилучення ядерного палива, що залишилося. Цей проект розраховано на 7 років. На сьогодні виконано лише деякі роботи з укріплення старого «саркофага».
Ш Наслідки чорнобильської аварії для здоров'я нашого народу
стали й залишатимуться важким тягарем для нас і, як мінімум, для кількох наступних поколінь. Колективна доза опромінення лише в момент ліквідації аварії становила 200 млн людино-бер. «Віддалені» наслідки вже даються взнаки: ♦ в Житомирській і Київській областях, так само як і в Білорусі, значно збільшилася кількість випадків народження мертвих, недоношених і вроджено хворих дітей; ♦ у 2,5—3 раза зросла кількість випадків серйозних ускладнень вагітності; ♦ мутації почастішали з 4 до 10 %, і навіть якби вдалося негайно зупинити мутагенний вплив радіації, для зниження рівня мутацій до природного фону треба, щоб змінилося не менш як три покоління людей; ♦> загрозливо наростають кількість випадків онкологічних захворювань і смертність.
380
СТРАТЕГІЯ Й ТАКТИКА ВИЖИВАННЯ ЛЮДСТВА
– Конец работы –
Используемые теги: основи, екології0.057
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов