Н. В. Самородова

Шанс на выживание, или Инженерная экология и управление техносферой

Весь ход истории цивилизации свидетельствует о том, что человек начал губить Землю гораздо раньше, чем пришел к мысли о необходимости ее беречь и охранять.

Никакое общество не может развиваться без потребления. Для удовлетворения своих потребностей люди организуют хозяйственную деятельность, основой которой является производство, и при любом общественном строе неизбежно возникают противоречия между человеком и природой, между производством и естественными экологическими системами. Разница лишь в глубине этих противоречий и возможностях их разрешения. Такова диалектика взаимодействия общества и природы.

Численность населения Земли быстро возрастает, и все более высокими темпами растут потребности людей. Удовлетворить эти потребности можно только за счет роста производства, что на современном уровне развития цивилизации невозможно без использования природы и ее разнообразных ресурсов. Ежегодно человечество отбирает у природы десятки миллиардов тонн природного вещества – это уголь и руда, нефть и газ, древесина и различные строительные материалы, водные и продовольственные ресурсы, кислород и т.п.

Сегодня огромное количество антропогенных источников обусловливают не свойственные природе потоки вещества и энергии различной мощности. Человек все активнее превращает планету в геотехническую систему, изменяя природные экологические системы, что ведет к утрате способности самовосстановления жизненно важных функций объектов биосферы. В результате многие экосистемы обрекаются на гибель. Особенно уязвимы лесные экосистемы, акватории малых и больших рек, прибрежные территории северных и восточных морей.

Все более интенсивно используются природные ресурсы, включая ресурсы Мирового океана. Значительные территории ранее нетронутой природы, сельскохозяйственных и лесных угодий отводятся под промышленные предприятия, водохранилища, горные выработки, автодороги, магистральные и промысловые трубопроводы, линии электропередач, аэропорты, населенные пункты и особенно города. Еще в начале прошлого века в городах проживало лишь 10% населения Земли, а ныне доля горожан составляет более 50%.

Все это многократно усиливает отрицательное воздействие производства на окружающую природную среду. Ее загрязнение во многих районах мира угрожает устойчивости экологических систем и здоровью людей. Мировое хозяйство ежегодно выбрасывает только в атмосферу 200 млн т оксида углерода, более 50 млн т углеводородов, 120 млн т золы, 150 млн т диоксида серы, большое количество оксидов азота, фтористых соединений, ртути и других токсичных веществ.

Загрязнение атмосферного воздуха сопровождается массовой гибелью лесов – легких планеты, снижением численности представителей фауны и исчезновением ряда ее видов, снижением урожайности сельскохозяйственных культур, потерей рыбопродуктивности водоемов, наносит урон здоровью людей. Общий экономический ущерб при этом исчисляется каждый год десятками миллиардов долларов.

Отрицательное воздействие на окружающую среду обусловлено не только нерациональной структурой производства, но и несовершенством технологических процессов. Из огромного количества вещества, изымаемого людьми из природной среды для целей производства, основная масса переходит в производственные и бытовые отходы.

Перед фактом прогрессирующей экологической деградации стоят сегодня практически все страны. Ухудшающаяся экологическая обстановка на планете свидетельствует о неадекватности мер, предпринимаемых мировым сообществом по защите окружающей среды, ресурсосбережению и рациональному природопользованию во всех сферах хозяйственной деятельности. Объем промышленной продукции на Земле ныне удваивается почти каждые 10 лет. При этом общемировой коэффициент экологически полезного действия в сфере материального производства сегодня не превышает 2%, а стремление к снижению себестоимости продукции достигается исключительно за счет резкого ухудшения качества среды обитания, а значит, ценой здоровья и жизни людей.

Перед человечеством неотвратимо встает задача разумного, рационального природопользования, сочетания потребностей людей с охраной и воспроизводством природной среды. Способы и средства достижения экологически разумного компромисса между человеком и природой и призвана определить инженерная экология – сравнительно новое направление экологической науки. Одна из основных ее задач – создание методов и средств формирования и управления природно-техническими геосистемами (ПТГ), которые обеспечивали бы их функционирование, не нарушая механизмов саморегуляции объектов биосферы и естественного баланса геосфер. Решение такой задачи возможно только при системном подходе ко всем сферам материального производства.

В последние годы в районах интенсивной застройки и промышленного освоения отмечается усиление нежелательных геологических процессов. Это объясняется коренным преобразованием ландшафтов: появлением мощных атропогенных отложений, толщи которых нередко становятся основаниями фундаментов зданий и сооружений; изменением режима грунтовых вод, связанным с застройкой территории, водоотливом и эксплуатацией подземных вод, протечками водопроводных и канализационных систем, фильтрацией через дно и дамбы различных шламонакопителей и отстойников. Мало того, что интенсивность геологического воздействия усилилась, оно стало и качественно иным.

Иным стало и геохимическое воздействие человека на природу, что определяется следующими тремя обстоятельствами.

Во-первых, это синтез и выброс в окружающую среду множества (более миллиона) веществ, отсутствующих в естественных условиях и обладающих качествами, не свойственными природным соединениям.

Во-вторых, строительство широкой сети коммуникаций – газо- и нефтепроводов, шоссейных и железных дорог, линий электропередач и связи. Транспортировка разнообразного сырья из районов добычи в районы переработки приводит к перераспределению и рассеиванию загрязнений. Задымление атмосферы выбросами тепловых электростанций, металлургических, химических, нефтеперегонных заводов, автомобильного и авиационного транспорта тоже вносит свою лепту в рассеивание загрязняющих веществ.

Наконец, в-третьих, это интенсификация сельского хозяйства, сопровождающаяся массовым применением удобрений, гербицидов и пестицидов.

Рост производства потребовал значительного повышения выработки всех видов энергии, прежде всего электрической. Мощные тепловые электростанции привели к тепловому загрязнению гидросферы и атмосферы. Тепловые стоки и регулирование речных стоков вызвали бурное развитие цианобактерий и некоторых водорослей, нарушение миграционных путей и снижение поголовья ценных пород рыб, зарастание водохранилищ, цветение в них воды и изменение окислительно-восстановительных процессов. Развитие транспорта, особенно авиационного, и различного рода радиотехнических устройств привело к повышению общего уровня шума, возникновению очагов шума, временами превышающего допустимые для человека и фауны нормы.

Глобализация антропогенного воздействия на природу привела к тому, что без принятия и на государственном, и на международном уровнях соответствующих решений не удастся предотвратить превышение порогов устойчивости экологических систем и возникновение необратимых процессов в природе, способных привести к ее критической деградации и гибели всего живого на Земле. Гармоничное развитие природы и техники будет возможно только тогда, когда будет найден научно обоснованный компромисс между возможностями биосферы и потребностями человека. Ответственность за решение этой проблемы лежит на специалистах по инженерной экологии.

Инженер-эколог должен иметь фундаментальную научную и практическую подготовку и широкий общественно-политический кругозор, непрерывно пополнять знания, уметь на практике применять принципы инженерной экологии, владеть прогрессивными методами управления крупномасштабными проектами и целевыми программами. Его задачами являются:

– разработка и внедрение передовых технологий и конструкций в структуру экологически чистых производств;
– минимизация проектно-экологических рисков;
– проектирование экологически безопасных объектов и производств в различных отраслях народного хозяйства.

Знание законов природосберегающего формирования техносферы и ее сбалансированного экологически безопасного развития позволит сохранить природные комплексы, обеспечить сбалансированные процессы распределения и перераспределения вещества и энергии с учетом изменяющихся свойств океанов и континентов. Только так можно обеспечить баланс между природообразующими сферами (геосферами, по В.И. Вернадскому) – атмосферой, гидросферой, литосферой и биосферой – в новых условиях.