3.5. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЛИТОСФЕРУ

Наибольшей трансформации подверãается самый верхний, поверхностный ãоризонт литосферы в пределах суши. Суша занимает 29,2 % поверхности земноãо шара и вêлючает земли различной êатеãории, из êоторых важнейшее значение имеет плодородная почва. При неправильной эêсплуатации почвы безвозвратно уничтожаются в результате эрозии, засоления, заãрязнения промышленными и иными отходами. Под влиянием деятельности людей возниêает усêоренная эрозия, êоãда почвы разрушаются в 100–1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В результате таêой эрозии за последнее столетие утрачено 2 млрд. ãа плодородных земельных уãодий, или 27 % земель сельсêохозяйственноãо использования.

Площади пахотных земель постоянно соêращаются из-за ãорнопромышленных разработоê, расширения селитебных зон, промышленноãо и ãидротехничесêоãо строительства.

Во время пыльных бурь (êрайней формы почвенной эрозии) с êаждоãо слоя пашни толщиной 1 см сносится до 30 êã/ãа азота, 22 êã/ãа фосфора, более 30 êã/ãа êалия.

Разрушению почв и интенсифиêации эрозионных процессов способствует вырубêа лесных эêосистем – средообразователей, площадь êоторых за последние 10 тыс. лет соêратилась вдвое – сначала за счет подсечноãо хозяйства, а в нынешнем столетии – вследствие промышленной заãотовêи древесины.

Что êасается заãрязнения литосферы, то в наибольшей степени от неãо таêже страдают верхние ãоризонты почвы.

В почве протеêают различные физичесêие, химичесêие и биолоãичесêие процессы, êоторые в результате заãрязнений нарушаются. Заãрязнение почв связано с заãрязнением атмосферы и вод. В почву попадают твердые и жидêие промышленные, сельсêохозяйственные и бытовые отходы. Основными заãрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоаêтивные вещества, удобрения и пестициды.

Главные источниêи заãрязнения почвы следующие:

1.Жилые дома и бытовые предприятия. В числе заãрязняющих веществ преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, феêалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в неãодность предметы домашнеãо обихода; мусор общественных учреждений – больниц, столовых, ãостиниц, маãазинов и др.

2.Промышленные предприятия. В твердых и жидêих

215

промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оêазывать тоêсичесêое воздействие на живые орãанизмы и их сообщества.

3.Теплоэнерãетиêа. Помимо образования массы шлаêов при сжиãании êаменноãо уãля с теплоэнерãетиêой связано выделение в атмосферу сажи, несãоревших частиц, оêсидов серы, в êонце êонцов оêазывающихся в почве.

4.Сельсêое хозяйство. Удобрения, ядохимиêаты, применяемые в сельсêом и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняêов.

5.Транспорт. При работе двиãателей внутреннеãо сãорания интенсивно выделяются оêсиды азота, свинец, уãлеводороды

идруãие вещества, оседающие на поверхность почвы или поãлощаемые растениями.

Самоочищение почв, êаê правило, – медленный процесс. Тоêсичные вещества наêапливаются, что способствует постепенному изменению химичесêоãо состава почв, нарушению единства ãеохимичесêой среды и живых орãанизмов. Из почвы тоêсичные вещества моãут попасть в орãанизмы животных, людей и вызвать нежелательные последствия.

В почвах наêапливаются соединения металлов, например железа, ртути, свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неêонтролируемые выбросы ртути составляют 4–5 тыс. т в ãод, а из êаждой тонны добываемоãо свинца до 25 êã поступает в оêружающую среду. Оãромное êоличество свинца выделяется в атмосферу и с выхлопными ãазами автомобилей.

О масштабах химичесêоãо преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870–1970 ãã.) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаêов, 3 млрд. т золы. Выбросы цинêа, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяêа – 1,5 млн. т, êобальта – свыше 0,9 млн. т, ниêеля – более 1 млн. т*.

* Зауãольниêов С. Д., Кочанов М. М. Охрана биосферы от вредных химичесêих веществ // Природа. 1970. № 8. С. 24–27.

216

Глава 4. УПРАВЛЕНИЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ

ИКАЧЕСТВОМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4.1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ УПРАВЛЕНИИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ

Управление определяется êаê процесс целенаправленноãо воздействия одной системы или подсистемы на друãую. В целом система управления сêладывается из объеêта управления и управляющеãо устройства*.

Взаимодействие человечесêоãо общества и природы является совоêупностью процессов управления, причем приоритетная роль принадлежит именно человеêу. Целенаправленное преобразование природной среды уходит в ãлубоêую древность. Достаточно вспомнить подсечное земледелие, создание систем ирриãации. Таêие воздействия с позиций êибернетиêи моãут рассматриваться в êачестве положительных обратных связей, и природные эêолоãичесêие системы были не в состоянии "справиться" с таêими "усиливающими отêлонениями" (по выражению Ю. Одума), не располаãая достаточным запасом информации для êомпенсации этих отêлонений за счет отрицательной обратной связи. Поэтому справедливо утверждение Ю. Одума о том, что человеê êаê ãеолоãичесêий фаêтор находится ныне под сильным воздействием положительных обратных связей.

В предыдущих ãлавах êниãи мы рассматривали последствия природопользования в êачестве заãрязнения оêружающей среды, причем в расширительном смысле: от инãредиентноãо до стациально-деструêционноãо. Для тоãо чтобы избежать необратимых неãативных последствий природопользования, общество стало создавать систему мероприятий, именуемых ныне охраной природы или охраной оêружающей среды, êоторая таêже представляет собой совоêупность мероприятий по управлению, но в более широêом смысле: речь идет об управлении природопользованием.

Если ориентироваться на рационализацию природопользования для предотвращения, например, стациально-деструêци- онноãо или популяционно-биоценотичесêоãо заãрязнения, то очевидно, что в êаждой отрасли производства и хозяйства существуют свои принципы и методы рационализации. Общим

* См., например, Биолоãичесêая êибернетиêа / Под ред. А. Б. Коãана. М.: Высш. шê., 1977. С. 29–34; Человеê и биосфера, Ростов-на-Дону,

Изд. РГУ, 1977. С. 121–132; Одум Ю. Основы эêолоãии. М.: Мир, 1975. С. 48–51.

217

для них считается система мероприятий по ãармонизации отношений природы и техниêи.

Любое предприятие предназначено для выпусêа той или иной необходимой продуêции. Этой задаче и подчинена еãо деятельность. Однаêо завод или ферма существуют в оêружении êонêретной среды – эêолоãичесêих сис-

тем, êоторые неизбежно подверãаются воздействию со стороны производства. Пренебрежение состоянием оêружающей среды в интересах эêономии средств неизбежно ведет ê отрицательным последствиям и для самоãо предприятия. Таê, в результате заãрязнения воздуха и воды может страдать население, разрушение реêреационных эêосистем приводит ê неблаãоприятным социальным последствиям, поãоня за дешевым сырьем может вызвать еãо дефицит. Следствием оêажется большой ущерб предприятию, êоторый моã бы быть значительно меньше, если бы своевременно принимался êомплеêс природоохранных мер.

Решать подобные проблемы предлаãается на основе ãармонизации отношений природных и техничесêих êомпонентов путем создания и эêсплуатации таê называемых природнотехничесê их, или ã еотехничесê их, систем, êоторые в свете эêолоãичесêоãо подхода правильнее рассматривать в êачестве эê олоã о- эê ономичесê их. Таêая система – это совоêупность техничесêих устройств и взаимодействующих с ними элементов природной среды, êоторая в ходе совместноãо фунêционирования обеспечивает, с одной стороны, высоêие производственные и прочие целевые поêазатели, а с друãой – поддержание в зоне своеãо влияния блаãоприятной эêолоãичесêой обстановêи, маêсимально возможное в êаждом êонêретном случае сохранение и воспроизводство естественных ресурсов. К подобным систе-

мам подходят с êибернетичесêих позиций, управляя ими путем реãулирования потоêов вещества и энерãии, поддержания сбалансированности прямых и обратных связей между составляющими êомпонентами. Производство воздействует на природные системы (положительная обратная связь). Эти воздействия (рис. 4.1, знаê "плюс"), т. е. фаêтичесêи управление, моãут проявляться в извлечении природных ресурсов, размещении производственных отходов (заãрязнении) и т. п. В свою очередь, оêружающая среда таêже может влиять на предприятие. Подобные воздействия таê или иначе моãут привести ê разрушению управляемой подсистемы, а следовательно, и всей эêолоãо-эêономичесêой системы. Чтобы этоãо не происходило, необходимы êомпенсационные ответы со стороны управляемой подсистемы по отношению ê управляющей

218

Рис. 4.1. Эêолоãо-эêономичесêая система

По Г. В. Стадницêому, 1989

через êаналы отрицательной обратной связи (знаê "минус"). В принципе эти процессы аналоãичны рассмотренным выше при объяснении поддержания ãомеостаза эêолоãичесêой системы через подсистему жертва – хищниê. Принципиальное отличие в рассматриваемой ситуации состоит в том, что природные системы не располаãают достаточным запасом информации, для тоãо чтобы êомпенсировать влияние на них производства. Поэтому соответствующие фунêции управления должен брать на себя человеê.

Это означает, что в эêолоãо-эêономичесêой системе должен присутствовать особый блоê управления. Он воспринимает информацию от природных систем (оêружающей среды) о происходящих в них изменениях, оценивает возможные неãативные последствия и передает соответствующую êоманду управляющей системе (в данном случае – производственному предприятию). В êачестве блоêа управления моãут выступать орãаны власти или специально уполномоченные ими службы (например, службы охраны оêружающей среды). Они получают информацию о состоянии природных систем на основании êонтроля и мониторинãа и предписывают предприятию, например, соêращение выбросов или сбросов, вêлючают эêономичесêие рычаãи управления, в частности êорреêтируют плату за заãрязнение и т. п. Что êасается êонêретных мер и способов выполнения таêих предписаний, то их выбирает само предприятие, решая соответствующую эêолоãо-эêоно- мичесêую задачу. Это моãут быть новые очистные сооруже-

219

ния, изменения технолоãий, замена сырья и топлива, а в ряде случаев и приостановêа наиболее устаревших вредных производств.

Все эти операции являются частью эêолоãизации производства и оптимизации природопользования.

Вполне понятно, что мониторинã, обработêа полученной информации, выполнение предприятием êоманды от блоêа управления – затратные, энерãо- и ресурсоемêие мероприятия. Отсюда и название подобных систем – эêолоãо-эêоно- мичесêие.

Из изложенноãо следует, что эêолоãо-эêономичесêие системы должны обеспечивать два принципиальных подхода в управлении оêружающей средой.

Первый заêлючается в предотвращении разрушения природных систем путем рационализации природопользования, т. е. по сути своей ориентирован на охрану природы.

Второй подход является более узêим по содержанию, но в то же время общим для разных отраслей и предприятий. В данном случае имеется в виду защита оê ружающей среды от инãредиентноãо и параметричесêоãо заãрязнения. Это означает обеспечение высоêоãо êачества среды, êоãда антропоãенные фаêторы не выходят за пределы толерантности человечесêоãо орãанизма*. Управление êачеством оêружающей среды в той части, в êоторой оно прямо или êосвенно связано с природозащитной деятельностью предприятий, вêлючает следующую систему мероприятий:

1.Реãламентация (т. е. установление нормативов) содержания вредных веществ в оêружающей среде (в почве, воде, воздухе, растительном субстрате, продуêтах питания и предметах бытовоãо назначения).

2.Реãламентация поступления вредных веществ в оêружающую среду, т. е. установление нормативов на сбросы и выбросы для промышленных предприятий по êонêретным веществам и их источниêам.

3.Проãнозирование переноса и рассеивания вредных веществ в природных средах, процессов превращения этих веществ под влиянием фаêторов внешней среды (вторичное заãрязнение или встречный синтез), т. е. в более широêом смысле – проãнозирование êачества оêружающей среды. Проãнозирование в настоящее время осуществляется преимущест-

* Борьба с шумом, вибрацией, элеêтромаãнитным и друãими подобными формами заãрязнения в известной мере является предметом самостоятельной дисциплины, называемой ныне безопасностью жизнедеятельности, а защита от заãрязняющих веществ традиционно является в вузах частью проãраммы êурса эêолоãии.

220

венно на основе математичесêоãо и машинноãо (в том числе таê называемоãо имитационноãо) моделирования.

4.Соблюдение технолоãичесêих реãламентов работы оборудования и производственных инструêций с целью обеспечения требуемых параметров процессов, влияющих на образование выбросов и сбросов.

5.Контроль за содержанием вредных веществ в оêружающей среде, а таêже сырье, топливе, материалах, полуфабриêатах.

6.Контроль поступления и содержания вредных веществ в природных средах для принятия мер в случае превышения установленных орãанами здравоохранения нормативов.

7.Мониторинã состояния оêружающей среды (данный вопрос рассматривается в отдельной ãлаве êниãи).

В êонечном счете необходимо решить первую важнейшую из перечисленных выше задач: найти пределы толерантности человечесêоãо орãанизма ê заãрязняющим веществам, содержащимся в выбросах, сбросах и твердых отходах предприятий. Эти пределы и будут лежать в основе нормативов, êоторые не должны превышаться в оêружающей среде (вêлючая воздух, воду, почву, растительность, пищевые продуêты). Понятно, что это необходимо, таê êаê полностью изолировать человеêа от присутствия таêих веществ невозможно. Далее предприятие обязано проводить соответствующие мероприятия, чтобы таêие нормативы обеспечить.

Таêим образом, задача, на первый взãляд, вполне ясна: если пределы толерантности человеêа ê тем или иным химичесêим соединениям установлены, а следовательно, установлены и нормативы содержания этих соединений в оêружающей среде, то необходимо обеспечить их за счет техничесêих средств и технолоãичесêих мероприятий непосредственно при выбросах и сбросах, т. е. в сточных водах и пылеãазовых выбросах.

Однаêо праêтичесêи эта задача нерешаема в первую очередь по эêономичесêим соображениям. Заãрязняющие вещества ("отходы") образуются попутно, а их обезвреживание и очистêа требуют больших затрат. Известно, что чем выше êонцентрация примеси в сточной воде, тем дороже будет извлечение этой примеси, а чем эффеêтивнее очистêа или обезвреживание, тем, в свою очередь, она дороже. Поэтому общество вынужденно идет на использование природных вод и атмосферноãо воздуха для рассеивания примесей до неопасных êонцентраций (пределов толерантности). Но для тоãо чтобы в требуемом месте обитания человеêа примесь рассеялась до требуемых пределов, предприятие должно уменьшить выбросы

всоответствии с нормативами. Это есть путь решения второй

221