Загрязнение воды

4. Загрязнение воды.

Потребности в воде. Каждому ясно, как велика роль воды в жизни нашей планеты и в особенно­сти в существовании биосферы. Напомним, что ткани большинства растительных и животных организ­мов содержат от 50 до 90 процен­тов воды (исключение составляют мхи и лишайники, содержащие 5—7 процентов воды). Все живые орга­низмы нуждаются в постоянном поступлении воды извне. Человек, ткани которого на 65 процентов состоят из воды, может прожить без питья всего лишь несколько суток (а без еды он может жить больше месяца). Биологическая потребность человека и животных в воде за год в 10 раз превышает их собственную массу. Еще более вну­шительны бытовые, промышлен­ные и сельскохозяйственные нужды человека. Так, для произ­водства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара — 9, изделий из хлопка — 200, стали 250, азот­ных удобрений или синтетического волокна — 600, зерна — около 1000, бумаги — 1000, синтетичес­кого каучука — 2500 тонн воды.

В 1980 году человечеством было использовано для различных нужд 3494 кубокилометра воды (66 про­центов в сельском хозяйстве, 24.6 — в промышленности, 5,4 — на бытовые нужды, 4 процента — испарение с поверхности искус­ственных водохранилищ). Это составляет 9—10 процентов от гло­бального речного стока. В процессе использования 64 процента изъя­той воды испарилось, а 36 процен­тов были возвращены в природные водоемы.

В нашей стране в 1985 году для хозяйственных нужд было взято 327 кубокилометров чистой воды, а объем сброса составил 150 кубоки­лометров (в 1965 году он равнялся 35 кубокилометрам). В 1987 году в СССР было взято для всех нужд 339 кубокилометров пресной воды (из подземных источников около 10 процентов), то есть примерно 1200 тонн на душу населения. Из общего объема 38 процентов пошло на нужды промышленности, 53 — на нужды сельского хозяйства (вклю­чая орошение засушливых земель) и 9 процентов — на питье и хозя­йственно-бытовые нужды. В 1988 году было взято уже около 355— 360 кубокилометров.

Загрязнение воды. Использо­ванная человеком вода в конечном счете возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая вода, а бытовые, промышленные и сельскохозяй­ственные сточные воды, обычно не очищенные или очищенные недо­статочно. Таким образом, происхо­дит загрязнение пресноводных водоемов — рек, озер, суши и при­брежных участков морей. У нас в стране из 150 кубокилометров сточных вод 40 кубокилометров сбрасывается без всякой очистки. Да и современные методы очистки вод, механической и биологичес­кой, далеки от совершенства. По свидетельству Института биологии внутренних вод СССР даже после биологической очистки в сточных водах остается 10 процентов орга­нических и 60—90 процентов неор­ганических веществ, в том числе до 60 процентов азота. 70—фосфора, 80 — калия и почти 100 процентов солей ядовитых тяжелых метал­лов.

Биологическое загрязнение. Различают три вида загрязнения вод — биологическое, химическое и физическое. Биологическое загрязнение создается микроорга­низмами, в том числе болезнетвор­ными, а также органическими веществами, способными к броже­нию. Главными источниками биоло­гического загрязнения вод суши и прибрежных вод морей являются бытовые стоки, которые содержат фекалии, пищевые отбросы; сточ­ные воды предприятий пищевой промышленности (бойни и мясоком­бинаты, молочные и сыровареные заводы, сахарные заводы и т. п.), целлюлозно-бумажной и химичес­кой промышленности, а в сельской местности — стоки крупных живот­новодческих комплексов. Биологи­ческое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры, брюш­ного тифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных инфекций, например гепатита.

Степень биологического загряз­нения характеризуется главным образом тремя показателями. Один из них — это количество кишечных палочек (так называемых лактозоположительных, или ЛКП) в литре воды. Оно характеризует загряз­ненность воды продуктами жизне­деятельности животных и указы­вает на возможность присутствия также болезнетворных бактерий и вирусов. По Государственному стандарту 1980 года, например, купание считается безопасным, если в воде содержится не более 1000 ЛКП на литр. Если в воде содержится от 5000 до 50 000 ЛКП на литр, то вода считается грязной, и при купании есть риск заразиться. Если же в литре воды содержится более 50 000 ЛКП, то купание недо­пустимо. Понятно, что после обез­зараживания путем хлорирования или озонирования питьевая вода должна удовлетворять гораздо более жестким стандартам.

Для характеристики загрязнен­ности органическими веществами служит другой показатель — био­химическое потребление кисло­рода (БКП). Он показывает, какое количество кислорода требуется микроорганизмам для переработки всего подверженного разложению органического вещества в неорга­нические соединения (в течение, скажем, пяти суток — тогда это БПК₅. По принятым у нас в стране стандартам БПК₅ у питьевой воды не должен превышать 3 милли­граммов кислорода на литр воды. Наконец, третий показатель — это содержание растворенного кисло­рода. Он обратно пропорционален ВПК. Питьевая вода должна содер­жать более 4 миллиграммов рас­творенного кислорода на литр.

Химическое загрязнение соз­дается поступлением в воду раз­личных ядовитых веществ. Основ­ные источники химического загряз­нения — это доменное и сталели­тейное производство, предприятия цветной металлургии, горнодобы­вающая, химическая промышлен­ность и в большой мере экстенсив­ное сельское хозяйство. Кроме пря­мых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надо учитывать также попадание загрязнителей на поверхность воды непосредственно из воздуха.

В табл. 3 приведены скорости загрязнения поверхностных вод ядовитыми тяжелыми металлами (по данным тех же авторов, что и сведения о загрязнении металлами воздуха и почвы). В эти данные вхо­дит 30 процентов массы металлов, поступающих в атмосферный воздух.

Как и в загрязнении атмосферы, в загрязнении поверхностных вод (и, несколько забегая вперед, вод океана) среди тяжелых металлов пальму первенства держит свинец: у него отношение искусственного источника к естественному превы­шает 17. У других тяжелых метал­лов — меди, цинка, хрома, никеля, кадмия искусственный источник поступления в природные воды также больше естественного, но не настолько, как у свинца. Большую опасность представляет загрязне­ние ртутью, попадающей в природ­ные воды из воздуха, лесов и полей, обрабатываемых пестицида­ми, а иногда и в результате про­мышленных сбросов. Исключи­тельно опасен сток вод из ртутных месторождений или рудников, где ртуть может переходить в раство­римые соединения. Эта угроза делает крайне опасными проекты водохранилищ на алтайской реке Катунь.

В последние годы существенно увеличилось поступление в поверх­ностные воды суши нитратов из-за нерационального применения азот­ных удобрений, а также из-за уве­личения выбросов в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. Это же относится и к фосфатам, для которых, помимо удобрений, источником служит все более широкое применение различных моющих средств. Опасное химичес­кое загрязнение создают углеводо­роды — нефть и продукты ее пере­работки, которые попадают в реки и озера как с промышленными сбросами, в особенности при добыче и транспортировке нефти, так и в результате смыва с почвы и выпадения из атмосферы.

Разбавление сточных вод. Чтобы сделать сточные воды более или менее пригодными для исполь­зования, их подвергают многократ­ному разбавлению. Но правильнее было бы сказать, что при этом чистые природные воды, которые могли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятся менее пригод­ными для этого, загрязненными. Так, если считать обязательным разбавление в 30 раз, то, например, для разбавления 20 кубокилометров сточных вод, сбрасываемых в Волгу, понадобилось бы 600 кубокилометров чистой воды, что более чем вдвое превышает годовой сток этой реки (250 кубокилометров). Для разбавления всех сбрасывае­мых в реки стоков в нашей стране потребовалось бы 4500 кубокило­метров чистой воды, то есть почти весь речной сток в СССР, состав­ляющий 4,7 тысячи кубокиломе­тров. Это значит, что в нашей стране уже почти не осталось чистых поверхностных вод.

Разбавление сточных вод сни­жает качество воды в природных водоемах, но обычно не достигает своей главной цели — предотвра­щения вреда для здоровья людей. Дело в том, что вредные примеси, содержащиеся в воде в ничтожных концентрациях, накапливаются в некоторых организмах, употребля­емых людьми в пищу. Сначала ядо­витые вещества попадают в ткани мельчайших планктонных организ­мов, затем они накапливаются в организмах, которые в процессе дыхания и питания фильтруют большое количество воды (моллюски, губки и т. п.) и в конечном итоге как по пищевой цепи, так и в про­цессе дыхания концентрируются в тканях рыб. В результате концент­рация ядов в тканях рыб может стать больше, чем в воде, в сотни и даже тысячи раз.

В 1956 году в Минамата (остров Кюсю, Япония) разразилась эпиде­мия неизвестной болезни с полным расстройством центральной нервной системы. У людей ухудши­лись зрение, слух, нарушалась речь, терялся разум, движения ста­новились неуверенными, сопрово­ждались дрожью. Болезнь Минамата охватила несколько сотен человек, в 43 случаях был зареги­стрирован смертельный исход. Оказалось, что виновником был химический завод на берегу бухты. Тщательные исследования, кото­рым администрация завода первоначально чинила всяческие пре­пятствия, показали, что в его сточ­ных водах содержатся соли ртути, которые используются при произ­водстве ацетальдегида в качестве катализаторов. Соли ртути и сами ядовиты, а под действием специ­фических микроорганизмов в бухте они превращались в исключи­тельно ядовитую метилртуть, кото­рая концентрировалась в тканях рыб в 500 тысяч раз. Этой рыбой и отравлялись люди.

Разбавление промышленных сто­ков и тем более растворов удобре­ний и пестицидов с сельскохозяй­ственных полей происходит часто уже в самих природных водоемах. Если водоем непроточный или сла­бопроточный, то сброс в него орга­нических веществ и удобрений ведет к переизбытку питательных веществ — эвтрофикации и зарас­танию водоема. Сначала в таком водоеме накапливаются питатель­ные вещества и бурно разраста­ются водоросли, главным образом микроскопические синезеленые. После их отмирания биомасса опус­кается на дно, где происходит ее минерализация с потреблением большого количества кислорода. Условия в глубинном слое такого водоема становятся непригодными для жизни рыб и других организ­мов, нуждающихся в кислороде. Когда весь кислород исчерпан, начинается бескислородное бро­жение с выделением метана и сероводорода. Тогда происходит отравление всего водоема и гибель всех живых организмов (кроме некоторых бактерий). Такая неза­видная судьба грозит не только озерам, в которые сбрасываются бытовые и промышленные стоки, но и некоторым замкнутым и полу­замкнутым морям.

Ущерб водоемам, в особенности рекам, наносится не только увеличением объема сбрасываемых загрязнений, но и уменьшением способности водоемов к самоочи­щению. Яркий пример тому—ныне­шнее состояние Волги, которая представляет собой скорее каскад слабопроточных водохранилищ, чем реку в исконном смысле этого слова. Ущерб очевиден: это и уско­рение загрязнения, и гибель вод­ных организмов в местах водозабо­ра, и нарушение привычных мигра­ционных движений, и потеря цен­ных сельскохозяйственных угодий, и многое другое. А компенсируется ли этот ущерб производимой на гидроэлектростанциях энергией? Следует заново рассчитать все за и против с учетом современных эко­логических требований существо­вания людей. И может оказаться, что целесообразнее разобрать некоторые плотины и ликвидиро­вать водохранилища, чем из года в год терпеть убытки.

Физическое загрязнение вод создается сбросом в них тепла или радиоактивных веществ. Тепловое загрязнение связано главным обра­зом с тем, что используемая для охлаждения на тепловых и атом­ных электростанциях вода (и соответственно около 1/3 и 1/2 вырабатываемой энергии) сбрасы­вается в тот же водоем. Вклад в тепловое загрязнение вносят также некоторые промышленные предприятия. С начала нынешнего столетия вода в Сене потеплела более чем на 5°, а многие реки Франции перестали замерзать зимой. На Москве-реке в пределах Москвы зимой теперь редко можно увидеть льдины, а недавно в местах впадения некоторых речек (например, Сетуни) и сбросов теп­лоэлектроцентралей наблюдались полыньи с зимующими на них утка­ми. На некоторых реках промыш­ленного востока США еще в конце 60-х годов вода нагревалась летом до 38˚ и даже до 48˚.

При значительном тепловом загрязнении рыба задыхается и погибает, так как ее потребность в кислороде растет, а растворимость кислорода уменьшается. Количе­ство кислорода в воде умень­шается еще и потому, что при теп­ловом загрязнении происходит бур­ное развитие одноклеточных водо­рослей: вода «зацветает» с после­дующим гниением отмирающей рас­тительной массы. Кроме того, теп­ловое загрязнение существенно повышает ядовитость многих хими­ческих загрязнителей, в частности тяжелых металлов.

При нормальной работе ядерных реакторов в охлаждающее веще­ство, в качестве которого применя­ется главным образом вода, могут попасть нейтроны, под действием которых атомы этого вещества и примеси, прежде всего продукты коррозии, становятся радиоактив­ными. Кроме того, защитные цирко­ниевые оболочки тепловыделя­ющих элементов могут иметь микротрещины, через которые в охлаждающую жидкость могут попадать продукты ядерных реак­ций. Хотя такие отходы слабоак­тивны, они все же могут повышать общий фон радиоактивности. При авариях отходы могут оказаться более активными. В природных во­доемах радиоактивные вещества подвергаются физико-химическим превращениям — концентрации на взвешенных частицах (адсорбция, в том числе ионообменная), осажде­нию, осадкообразованию, переносу течениями, поглощению живыми организмами, накоплению в их тка­нях. В живых организмах накаплива­ются прежде всего радиоактивная ртуть, фосфор, кадмий, в грунте — ванадий, цезий, ниобий, цинк, в воде остаются сера, хром, йод.

Загрязнение океанов и морей происходит вследствие поступле­ния загрязняющих веществ с реч­ным стоком, их выпадения из атмосферы и, наконец, благодаря хозяйственной деятельности чело­века непосредственно на морях и океанах. По данным, относящимся к первой половине 1980-х годов, даже в таком море, как Северное, куда впадают Рейн, Эльба, собира­ющие стоки из обширной промыш­ленной зоны Европы, количество свинца, приносимое реками, составляет лишь 31 процент от сум­марного, тогда как на атмосферный источник приходится 58 процентов. остальное падает на промышлен­ные и бытовые стоки из прибреж­ной зоны.

С речным стоком, объем кото­рого составляет около 36—38 тысяч кубокилометров, в океаны и моря поступает огромное количе­ство загрязнителей во взвешенном и растворенном виде. По некото­рым оценкам, этим путем в океан ежегодно попадает более 320 мил­лионов тонн железа, до 200 тысяч тонн свинца, 110 миллионов тонн серы, до 20 тысяч тонн кадмия, от 5 до 8 тысяч тонн ртути, 6,5 мил­лиона тонн фосфора, сотни мил­лионов тонн органических загряз­нителей. Особенно достается вну­тренним и полузамкнутым морям, у которых отношение площадей водосбора и самого моря больше, чем у всего Мирового океана (на­пример, у Черного моря оно равно 4,4 против 0,4 у Мирового океана). По минимальным оценкам, со сто­ком Волги в Каспийское море поступает 367 тысяч тонн органики, 45 тысяч тонн азота, 20 тысяч тонн фосфора, 13 тысяч тонн нефтепро­дуктов. Отмечается высокое содержание хлорорганических пестицидов в тканях осетровых рыб и килек — главных объектов промысла. В Азовском море с 1983 по 1987 год содержание пестици­дов выросло более чем в 5 раз. В Балтийском море за последние 40 лет содержание кадмия выросло на 2,4 процента, ртути — на 4, свинца — на 9 процентов.

Поступающие с речным стоком загрязнения распределяются неравномерно по акватории оке­ана. Около 80—95 процентов взве­шенного вещества и от 20 до 60 процентов растворенного вещества речного стока теряется в дельтах и эстуариях рек и не проникает в оке­ан. Та часть загрязнений, которая все-таки прорывается через обла­сти «лавинного осаждения» в устьях рек, перемещается в основ­ном вдоль берега, оставаясь в пре­делах шельфа. Поэтому роль реч­ного стока в загрязнении открытого океана не столь велика, как это думали раньше.

Атмосферные источники загряз­нения океана по некоторым видам загрязнителей сравнимы с речным стоком. Это касается, например, свинца, средняя концентрация которого в водах Северной Атлан­тики за сорок пять лет повысилась с 0,01 до 0,07 миллиграмма на литр и уменьшается с глубиной, прямо указывая на атмосферный источ­ник. Ртути из атмосферы поступает почти столько же, сколько и с реч­ным стоком. Половина пестицидов, содержащихся в океанских водах, также поступает из атмосферы. Несколько меньше, чем с речным стоком, из атмосферы в океан поступает кадмия, серы, углеводо­родов.

Нефтяное загрязнение. Особое место занимает загрязнение оке­ана нефтью и нефтепродуктами. Естественное загрязнение происхо­дит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, глав­ным образом, на шельфе. Например, в проливе Санта Барбара у побережья Калифорнии (США) таким путем поступает в среднем почти 3 тысячи тонн в год; это про­сачивание было обнаружено еще в 1793 году английским мореплава­телем Джорджем Ванкувером. Всего в Мировой океан поступает из естественных источников от 0,2 до 2 миллионов тонн нефти в год. Если взять нижнюю оценку, кото­рая представляется более надеж­ной, то окажется, что искусствен­ный источник, который оцени­вается в 5—10 миллионов тонн в год, превышает естественный в 25—50 раз.

Около половины искусственных источников создает деятельность людей непосредственно на морях и океанах. На втором месте нахо­дится речной сток (вместе с поверхностным стоком с прибреж­ной территории) и на третьем — атмосферный источник. Советские специалисты М. Нестерова, А. Симонов, И. Немировская дают следующее соотношение между этими источниками — 46:44:10.

Наибольший вклад в нефтяное загрязнение океана вносят мор­ские перевозки нефти. Из 3 мил­лиардов тонн нефти, добываемых в настоящее время, морем перево­зится около 2 миллиардов тонн. Даже при безаварийном транс­порте происходят потери нефти при ее погрузке и разгрузке, сбра­сывании в океан промывочных и балластных вод (которыми запол­няют танки после выгрузки нефти), а также при сбросе так называе­мых льяльных вод, которые всегда скапливаются на полу машинных отделений любых судов. Хотя меж­дународные конвенции запрещают сброс загрязненных нефтью вод в особых районах океана (таковыми считаются, например, Средизем­ное, Черное, Балтийское, Красное моря, а также зона Персидского залива), в непосредственной близо­сти от берега в любом районе оке­ана, налагают ограничения на содержание нефти и нефтепродук­тов в сбрасываемых водах, они все же не устраняют загрязнения; при погрузке и разгрузке разливы нефти происходят в результате ошибок персонала или из-за отказа оборудования.

Но наибольший ущерб окружа­ющей среде и биосфере наносят внезапные разливы больших коли­честв нефти при авариях танкеров, хотя такие разливы и составляют только 5—6 процентов суммарного нефтяного загрязнения. Летопись этих аварий столь же длинна, как и история самих морских перевозок нефти. Считается, что первая такая авария произошла в пятницу 13 декабря 1907 года, когда семи­мачтовая парусная шхуна «Томас Лоусон» грузоподъемностью 1200 тонн с грузом керосина в штормо­вую погоду разбилась о скалы у островов Силли недалеко от юго-западной оконечности Великобри­тании. Причиной аварии была пло­хая погода, долгое время не позво­лявшая провести астрономическое определение местоположения суд­на, в результате чего оно отклони­лось от курса, и жестокий шторм, сорвавший шхуну с якорей, бросил ее на скалы. В качестве курьеза отметим, что самая популярная книга писателя Томаса Лоусона, имя которого носила погибшая шху­на, называлась «Пятница, 13 число».

В ночь на 25 марта 1989 года аме­риканский танкер «Экссон Валдиэ», только что отошедший от нефтепроводного терминала в порту Валдиз (Аляска) с грузом 177 400 тонн сырой нефти, проходя проливом Принца Уильяма, напо­ролся на подводную скалу и сел на мель. Из восьми пробоин в его кор­пусе вылилось более 40 тысяч тонн нефти, уже через несколько часов образовавшей пятно площадью более 100 квадратных километров. В нефтяном озере барахтались тысячи птиц, всплывали тысячи рыб, гибли млекопитающие. В дальнейшем пятно, расширяясь, дрейфовало на юго-запад, загряз­няя прилегающие берега. Был нанесен колоссальный ущерб флоре и фауне района, многие местные виды оказались под угро­зой полного исчезновения. Через полгода нефтяная компания «Экссон», истратив 1400 миллионов долларов, прекратила работы по ликвидации последствий катастро­фы, хотя до полного восстановле­ния экологического здоровья рай­она было еще очень далеко. Причи­ной аварии была безответствен­ность капитана судна, который, находясь в нетрезвом состоянии, доверил управление танкером не имеющему на то право человеку. Неопытный третий помощник, испу­гавшись появившихся вблизи льдин, ошибочно изменил курс, в результате чего и произошла ката­строфа.

В промежутке между этими двумя событиями погибло не менее тысячи нефтеналивных судов, и еще много больше было аварий, в которых удавалось сохранить суд­но. Количество аварий увеличива­лось, и их последствия становились все более серьезными по мере уве­личения объема морских перевозок нефти. В 1969 и 1970 годах, напри­мер, было по 700 аварий разного масштаба, в результате которых в море оказывалось более чем по 200 тысяч тонн нефти. Причины аварий самые различные: это и навигационные ошибки, и плохая погода, и технические неполадки, и безответственность персонала. Стремление удешевить пере­возки нефти привело к тому, что появились супертанкеры водоизме­щением более 200 тысяч тонн. В 1966 году было построено первое такое судно — японский танкер «Идемицу-мару» (206 тысяч тонн), затем появились танкеры еще большего водоизмещения: «Юни-верс-Айрлэнд» (326 тысяч тонн-дедвейт): «Ниссэки-мару» (372 тысячи тонн); «Глобтик Токио» и «Глобтик Лондон» (по 478 тысяч тонн); «Батиллус» (540 тысяч тонн): «Пьер Гийом» (550 тысяч тонн) и др. В расчете на тонну грузовмести­мости это действительно умень­шало расходы на постройку и экс­плуатацию судна, так что стало выгоднее перевозить нефть из Пер­сидского залива в Европу, огибая южную оконечность Африки, нежели обычными танкерами по кратчайшему пути — через Суэцкий канал (ранее такой маршрут из-за израильско-арабской войны был вынужденным). Однако в резуль­тате появилась еще одна причина нефтяных разливов: супертанкеры стали довольно часто разламы­ваться на очень крупных океанских волнах, которые могут иметь дли­ну, соизмеримую с длиной танке­ров.

Корпус супертанкеров может не выдержать, если его средняя часть окажется на гребне такой волны, а нос и корма зависнут над подошва­ми. Такие аварии отмечались не только в области знаменитых «кей-проллеров» у Южной Африки, где волны, разгоняемые западными ветрами «ревущих сороковых», выходят на встречное течение Игольного мыса, но и в других рай­онах океана.

Катастрофой века на сегодняш­ний день остается авария, произо­шедшая с супертанкером «Амоко Кадис», который в районе острова Уэссан (Бретань, Франция) потерял управление из-за неисправностей рулевого механизма (и время, ушедшее на торг со спасательным судном) и сел на скалы у этого острова. Это случилось 16 марта 1978 года. Из танков «Амоко Кадис» в море вылились все 223 тысячи тонн сырой нефти. Это соз­дало тяжелую экологическую ката­строфу в обширном районе моря, прилегающем к Бретани, и на боль­шом протяжении его берега. Уже за первые две недели после ката­строфы излившаяся нефть распро­странилась по огромной акватории, загрязненным оказалось побе­режье Франции на протяжении 300 километров. В пределах несколь­ких километров от места аварии (а оно произошло в 1,5 мили от бере­га) погибло все живое: птицы, рыбы, ракообразные, моллюски, другие организмы. По свидетель­ству ученых, никогда не приходи­лось видеть биологического ущерба на такой огромной площади ни в одном из предыдущих нефтя­ных загрязнений. По прошествии месяца после разлива 67 тысяч тонн нефти испарилось, 62 тысячи достигли берега, 30 тысяч тонн рас­пределились в водной толще (из них 10 тысяч тонн разложились под воздействием микроорганизмов), 18 тысяч тонн были поглощены отложениями на мелководье и 46 тысяч тонн были собраны с берега и с поверхности воды механичес­ким путем.

Основные физико-химические и биологические процессы, посред­ством которых происходит само­очищение океанских вод, — это растворение, биологическое разло­жение, эмульгирование, испарение, фотохимическое окисление, агло­мерация и осаждение. Но даже через три года после аварии танкера «Амоко Кадис» в донных осад­ках прибрежной зоны сохранялись нефтяные остатки. Через 5—7 лет после катастрофы содержание ароматических углеводородов в донных отложениях оставалось выше нормы в 100—200 раз. По мнению ученых, для восстановле­ния полного экологического равно­весия природной среды должны пройти многие годы.

Аварийные разливы происходят при добыче нефти на морском шельфе, в настоящее время составляющей около трети всей мировой добычи. В среднем такие аварии вносят сравнительно небольшой вклад в нефтяное загрязнение океана, но отдельные аварии имеют катастрофический характер. К ним можно отнести, например, аварию на буровой уста­новке «Иксток-1» в Мексиканском заливе в июне 1979 года. Вырвав­шийся из-под контроля нефтяной фонтан извергался более полуго­да. За это время в море оказалось почти 500 тысяч тонн нефти (по другим данным, почти миллион тонн). Время самоочищения и ущерб биосфере при разливах нефти тесно связаны с климатичес­кими и погодными условиями, с господствующей циркуляцией вод. Несмотря на огромное количество излившейся во время аварии на платформе «Иксток-1» нефти, которая протянулась широкой полосой на тысячу километров от мексиканского берега до Техаса (США), лишь незначительная ее доля достигла прибрежной зоны. Кроме того, преобладание штормо­вой погоды способствовало быст­рому разбавлению нефти. Поэтому этот разлив не имел столь замет­ных последствий, как катастрофа «Амоко Кадис». С другой стороны, если для восстановления экологи­ческого равновесия в зоне «ката строфы века» потребовалось не менее 10 лет, то> по прогнозам ученых, на самоочищение загряз­ненных вод во время аварии «Экс-сон Валдиз» в заливе Принца Уиль­яма (Аляска) уйдет от 5 до 15 лет, хотя количество разлившейся нефти там в 5 раз меньше. Дело в том, что низкие температуры воды замедляют испарение нефти с поверхности и существенно сни­жают активность нефтеокисляющих бактерий, которые в коне­чном счете уничтожают загрязне­ние нефтью. К тому же сильно изрезанные скалистые берега залива Принца Уильяма и остро­вов, в нем расположенных, обра­зуют многочисленные «карманы» нефти, которые будут служить дол­говременными источниками загряз­нения, да и нефть там содержит большой процент тяжелой фрак­ции, которая гораздо медленнее разлагается, чем легкая нефть.

Благодаря действию ветра и течений нефтяное загрязнение затронуло, по существу, весь Миро­вой океан. При этом степень загрязненности океана из года в год растет.

В открытом океане нефть встре­чается глазным образом в виде тонкой пленки (с минимальной тол­щиной до 0,15 микрометра) и смо­ляных комков, которые образуются из тяжелых фракций нефти. Если смоляные комки воздействуют пре­жде всего на растительные и животные морские организмы, то нефтяная пленка, кроме того, вли­яет на многие физические и хими­ческие процессы, происходящие на поверхности раздела океан — атмосфера и в слоях, прилегающих к нему. При росте загрязненности океана такое влияние может при­обрести глобальный характер.

Прежде всего нефтяная пленка увеличивает долю отражаемой от поверхности океана солнечной эне­ргии и уменьшает долю поглощае­мой энергии. Тем самым нефтяная пленка оказывает влияние на про­цессы теплонакопления в океане. Несмотря на уменьшение количе­ства поступающего тепла, поверх­ностная температура при наличии нефтяной пленки повышается тем больше, чем толще нефтяная плен­ка. Океан является главным поставщиком атмосферной влаги, от которого в значительной мере зависит степень увлажнения мате­риков. Нефтяная пленка затруд­няет испарения влаги, а при доста­точно большой толщине (порядка 400 микрометров) может свести его практически к нулю. Сглаживая ветровое волнение и препятствуя образованию водяных брызг, кото­рые, испаряясь, оставляют в атмос­фере мельчайшие частички соли, нефтяная пленка изменяет солеобмен между океаном и атмосферой. Это также может повлиять на количество атмосферных осадков над океаном и материками, так как частички соли составляют значи­тельную часть ядер конденсации, необходимых для образования дождя.

Опасные отходы. По данным Международной комиссии по окру­жающей среде и развитию ООН, количество опасных отходов, еже­годно создаваемых в мире, состав­ляет более 300 миллионов тонн, причем 90 процентов из них прихо­дится на промышленно развитые страны. Было время, и не столь уж далекое, когда опасные отходы с химических и других предприятий попадали на обычные городские свалки, сбрасывались в водоемы, захоронялись в земле без принятия каких-либо мер предосторожности. Однако вскоре то в одной, то в дру­гой стране стали все чаще прояв­ляться порой весьма трагические последствия легкомысленного обращения с опасными отходами. Широкое экологическое движение общественности в промышленно развитых странах вынудило прави­тельства этих стран существенно ужесточить законодательство по захоронению опасных отходов.

В последние годы проблемы опасных отходов стали принимать поистине глобальный характер. Опасные отходы стали чаще пере­секать государственные границы, иногда без ведома правительства или общественности страны-полу­чателя опасного груза. Особенно страдают от такого вида торговли слаборазвитые страны. Некоторые получившие огласку вопиющие слу­чаи буквально потрясли мировую общественность. 2 июня 1988 года в районе небольшого пор га Коко (Нигерия) было обнаружено около 4 тысяч тонн ядовитых отходов иностранного происхождения. Груз был ввезен из Италии пятью парти­ями с августа 1987 года по май 1988 года по поддельным документам. Правительство Нигерии аресто­вало виновных, а заодно подвер­нувшееся итальянское торговое судно «Пьяве», с тем чтобы отпра­вить опасные отходы обратно в Италию. Нигерия отозвала своего посла из Италии и пригрозила пере­дать дело в международный суд в Гааге. Обследование свалки пока­зало, что в металлических бочках содержатся летучие растворители, и имеется риск пожара или взрыва с выделением исключительно ядо­витого дыма. Около 4000 бочек были старые, ржавые, многие раз­дулись от жары, а в трех из них было обнаружено высокорадиоактивное вещество. При погрузке отходов для отправки в Италию на судно «Карин Б», ставшее печально знаменитым, пострадали грузчики и члены экипажа. Некото рые из них получили сильные хими­ческие ожоги, другие страдали рво­той с кровью, один человек был частично парализован. К середине августа свалка была очищена от заграничного «подарка».

В марте того же года в камено­ломне на острове Касса напротив Конакри, столицы Гвинеи, было захоронено 15 000 тонн «сырого материала для кирпича» (так гла­сили документы). По тому же кон­тракту вскоре должны были доста­вить еще 70 тысяч тонн такого же груза. Через 3 месяца газеты сооб­щили, что растительность на острове сохнет и погибает. Оказа­лось, что доставленный норвеж­ской компанией груз представляет собой богатую ядовитыми тяже­лыми металлами золу из печей по сжиганию бытового мусора из Филадельфии (США). Норвежский консул, который оказался директо­ром норвежско-гвинейской компа­нии — прямой виновницы случив­шегося, был арестован. Отходы были вывезены.

Даже полный список известных на сегодня случаев не будет исчер­пывающим, так как, безусловно) не все случаи получают огласку. 22 марта 1989 года в Базеле (Швейца­рия) представители 105 государств подписали договор о контроле за экспортом ядовитых отходов, кото­рый вступит в силу после ратифи­кации по крайней мере 20 страна­ми. Гвоздем этого договора счи­тается непременное условие: пра­вительство принимающей страны должно заранее дать письменное разрешение на прием отходов. Договор, таким образом, исклю­чает мошеннические сделки, но узаконивает сделки между прави­тельствами. Экологическое движе­ние «зеленых» осудило этот дого­вор и требует полного запрещения экспорта опасных отходов. О действенности мероприятий, предпринимаемых «зелеными», свидетельствует судьба некоторых кораблей, неосмотрительно при­нявших на свой борт опасный груз. Не сразу смогли выгрузиться уже упомянутое «Карин Б» и «Дип Си Кэрриер», вывозившие опасный груз из Нигерии, долго скиталось по морям судно, вышедшее в августе 1986 года из Филадельфии с 10 тысячами тонн отходов, груз кото­рого не приняли ни на Багамских островах, ни в Гондурасе, Гаити, Доминиканской Республике, Гви­нее-Бисау. Более года путешество­вал опасный груз с цианидом, пестицидами, диоксином и другими ядами, прежде чем он вернулся на борту сирийского судна «Занообия» в порт отправления Марина де Кар-рара (Италия).

Проблема опасных отходов должна решаться, безусловно, на пути создания безотходных техно­логий и разложения отходов на безвредные соединения, например с помощью высокотемпературного сжигания.

Радиоактивные отходы. Осо­бое значение имеет проблема радиоактивных отходов. Их отли­чительная особенность — невоз­можность их уничтожения, необхо­димость на длительное время изо­лировать их от окружающей среды. Как говорилось выше, основная масса радиоактивных отходов образуется на заводах атомной промышленности. Эти отходы, в основном твердые и жидкие, пред­ставляют собой высокорадиоактивные смеси продуктов деления урана и трансурановых элементов (кроме плутония, который выделя­ется из отходов и используется в военной промышленности и для других целей). Радиоактивность смеси составляет в среднем 1,2-10⁵ Кюри на килограмм, что приблизительно соответствует активности стронция-90 и цезия-137. В настоящее время в мире дей­ствуют около 400 ядерных реакто­ров АЭС мощностью порядка 275 гигаватт, Грубо можно считать, что на 1 гигаватт мощности ежегодно приходится порядка тонны радио­активных отходов средней актив­ностью 1,2-10⁵ Кюри. Таким обра­зом, по массе количество отходов сравнительно невелико, однако их суммарная активность быстро рас­тет. Так, в 1970 году она состав­ляла 5,55-10 ²⁰ Беккерелей, в 1980 году она учетверилась, а в 2000 году по прогнозу еще упятерится. Проблема захоронения таких отхо­дов до сих пор не решена.

5. Грозит ли человечеству глобальная экологическая катастрофа?

Формально пока нельзя гово­рить, что мы переживаем глоба­льную экологическую катастрофу, поскольку на Земле еще имеются районы, где нет серьезных следов антропогенного загрязнения. Но таких районов становится все меньше, а некоторые виды загряз­нений отмечаются даже в самых удаленных от их источников местах, например в Антарктиде. Но может быть и неправильно в дан­ном случае подходить с такой мер­кой к понятию глобальной ката­строфы? Надо учитывать, что более 40 процентов населения зем­ного шара живет в городах (в раз­витых странах городское населе­ние превышает 70 процентов), да и сельское население проживает достаточно компактно, концентри­руясь в местностях с наиболее бла­гоприятными для сельскохозяй­ственной деятельности природ­ными условиями. Во многих же городах и в сельских районах ныне­шнее состояние окружающей среды можно назвать экологичес­ким бедствием. И количество этих городов и сельских районов все увеличивается. Так что факти­чески можно сказать, что мы нахо­димся на пороге близкой глобаль­ной катастрофы. И она неминуемо наступит, если человечество не будет во всей своей деятельности отдавать приоритет вопросам эко­логии, умножать усилия по сохране­нию и восстановлению природной среды.

Однако в действительности мы пока еще далеки от осознания это­го. Прежде всего очевидно, что наши знания о причинах природных изменений окружающей среды, о связях, существующих между раз­личными природными процессами, далеко не полны. Но это не было бы еще так страшно, если бы про­белы и неполнота этих знаний отчетливо осознавались. В дей­ствительности, если судить по некоторым грандиозным проектам «преобразования природы», такое осознание редко бывает реально­стью. Иначе эти проекты подверга­лись бы более серьезным независи­мым экспертизам, гласным обсу­ждениям среди широкой обще­ственности.

Но и научное самомнение, когда считают, что наших знаний по край­ней мере достаточно, не главная причина того, что в нашей стране многие проекты оказываются несо­стоятельными. У нас достаточно компетентных ученых, которые хорошо понимают современные возможности науки и могли бы дать (и давали!) правильную и беспри­страстную оценку таким проектам.

Главная причина — долгое время господствовавшая сверхидеологизированная командно-административная система (до сих пор все еще живая) с ее детищем — затратной экономикой, когда о работе предп­риятия или ведомства судят по тому, сколько средств и ресурсов затрачено на работы.

Но не надо долго искать примеры таких проектов, которые нанесли существенный вред окружающей среде. Многие из них широко известны.

Кара Богаз-гол. Залив Каспий­ского моря, действовавший как естественный испаритель и слу­живший источником сырья (мираби­лит) для химической промышлен­ности. Узкий пролив, соединяющий залив с морем, перегорожен плоти­ной с целью приостановить паде­ние уровня Каспийского моря. Это дорогостоящее мероприятие могло компенсировать лишь 1—2 санти­метра падения уровня, тогда как в период 1929—1945 годов он пони­жался в среднем за год на 11,4 сан­тиметра, а в 1978—1987 годах еже­годно повышался в среднем на 12 сантиметров. На уровень Каспийс­кого моря это практически не повлияло, месторождение мираби­лита деградировало, из-за дей­ствия ветров земли вокруг сильно засолились.

Аральское море. Уникальный внутренний водный бассейн, заметно смягчающий климат окру­жающих территорий, обеспечива­ющий занятость значительной части местного населения и постав­ляющий ему, да и населению всей страны, ценные рыбные продукты. Непомерное развитие хлопковод­ства, требующее забора больших количеств воды на орошение полей, дорогостоящие (и плохого качества) мелиоративные работы, избыточное применение удобре­ний. пестицидов, дефолиантов (в том числе чрезвычайно ядовитых диоксинов) для поддержания хлопковой монокультуры. Падение уровня и сокращение площади Аральского моря, его осолонение (более чем вдвое), увеличение засушливости климата, обеднение фауны вод и прилегающей суши, уменьшение урожайности хлопчат­ника. засоление и загрязнение удобрениями и пестицидами почв. уменьшение запасов и ухудшение качества питьевой воды, повыше­ние заболеваемости (гепатит и т. п.), увеличение детской смертно­сти.

Волга. Крупнейшая равнинная река европейской части России. Строительство многочисленных плотин с гидроэлектростанциями превращает ее в каскад слабопро­точных водохранилищ. Гидроэлект­ростанции вносят сравнительно небольшой вклад в суммарное производство электроэнергии. В то же время залиты плодородные земли (пашни и пойменные луга), погублены леса, затоплены насе­ленные пункты, нарушены пути миграций рыб ценных пород, умень­шилась способность вод к самоочи­щению, ускорилась эвтрофикация, обедняется флора и фауна, ухуд­шилось качество воды-

К сожалению, аналогичные проекты принадлежат не только прошлому. Некоторые из них и сей­час продолжают претворяться в жизнь, например Ленинградская дамба. Дамба, предназначенная для защиты Ленинграда от навод­нений, уже теперь резко ухудшила водообмен между Финским зали­вом и Невской губой и способство­вала быстрому загрязнению воды в последней. Другие планируются на ближайшее будущее (высокогорное Рогунское водохранилище в Тад­жикистане, Катунская ГЭС на Алтае и т. п.)

Именно командно-администра­тивная система, стремившаяся любыми путями доказать свои пре­имущества даже там, где их на самом деле не было, стала причи­ной того, что наша страна из эколо­гически «благополучной» внезапно стала страной экологического бед­ствия. На самом деле деградация природной среды происходила все это время постоянно и с ускорени­ем. Первоначально тенденции к ухудшению качества природной среды маскировались большими размерами страны. Но с течением времени экстенсивное развитие народного хозяйства с затратными методами, с одной стороны, и пре­словутым «валом» — с другой, при­вело к тому, что у нас стали преоб­ладать предприятия с отсталой технологией и оборудованием. Даже новые предприятия в стрем­лении сэкономить часто строились на базе старых технологий, при­обретались за рубежом или монти­ровались без очистных сооружений и устройств. Традиционным стало сокрытие и искажение информации о подлинном состоянии природной среды. Достаточно вспомнить Чер­нобыльскую катастрофу уже в эпоху объявленной гласности, когда сам факт и размеры трагедии не были сразу доведены до широ­кой общественности (даже непо­средственно затронутой). Да и сей­час еще различными организаци­ями делаются попытки скрыть или преуменьшить масштабы и серьез­ность последствий катастрофы Появление широкого экологичес­кого движения на Западе трактова­лось у нас как свидетельство поро­ков, присущих «загнивающему» капитализму. А его отсутствие у нас должно было говорить об эко­логическом благополучии в нашей стране. В результате было упущено драгоценное время, и если в разви­тых странах Запада в результате действенных мер в последние 10—20 лет экологическая обстановка по многим параметрам стала улуч­шаться, то в нашей стране, наобо­рот, происходило дальнейшее ухуд­шение природной среды.

Сейчас ситуация меняется. В печати, на радио, телевидении одной из главных тем стала эколо­гическая. Широкая общественность знает теперь о критическом состо­янии окружающей среды и начи­нает активно действовать. При этом она может уже опираться не на одни только эмоции, но и на фак­тические данные, в том числе в виде все большего числа различ­ных карт экологической обстанов­ки. Создаются общественные эко­логические организации от локаль­ных в отдельных микрорайонах до всесоюзных, таких, как ассоциация «Экология и мир» и др., в органы власти разных уровней избраны многие искренние сторонники решительных мер по защите окру­жающей среды. «Экологизация» законодательной и исполнитель­ной власти сейчас особенно важна, поскольку первоочередная задача — сделать экологически чистые производства выгодными и, наобо­рот, экономически невыгодным любое пренебрежение экологичес­кими нормами. Без этого призывы к рядовым гражданам беречь при­роду будут выглядеть демагогичес­кими и вряд ли достигнут цели. Вместе с тем необходима и самая широкая просветительская работа среди граждан всех возрастов.