Под «окружающей средой» принято понимать целостную систему взаимосвязанных природных и антропогенных объектов и явле-ний; в которой протекают труд, быт и отдых людей. Понятие «окружающая среда» включает социальные, природные и искусственно создаваемые физические, химические и биологические факторы, т. е. все то, что прямо или косвенно воздействует на жизнь и деятельность человека.
Научно-технический прогресс — решающий фактор роста объема общественного производства. С развитием научно-технической революции неизбежно возрастает воздействие человека на природу, которое становится все более и более заметным. Перед современным обществом стоит задача не только сохранить на основе рационального использования богатства и продуктивность природы сегодня, но и предупредить отрицательные последствия вмешательства человека в будущем. Для этого необходимо всестороннее изучение и анализ многообразных процессов, постоянно происходящих в природе. Реальной основой для всестороннего подхода к природе является учение о биосфере Земли.
Русский ученый К. Раулье взаимодействие между организмами и окружающей средой считал законом природы, который он назвал «законом общения или двойственных начал».Научной основой экологии стало учение Ч. Дарвина о борьбе организмов за существование. В это понятие, как известно, он включал не только конкуренцию организмов за жизненные ресурсы, но и их реакции на различные факторы окружающей среды, посредством которых они приспосабливаются к существованию в конкретных условиях.
Сущность научно-технического прогресса. Научно-технический прогресс представляет собой процесс глубоких качественных изменений, затрагивающих самые различные стороны жизни общества. Это единое, взаимообусловленное наступательное развитие науки и техники, являющееся важнейшей стороной эволюции общества, его движения вперед. Научно-технический прогресс включает в себя как постоянные количественные изменения в науке и технике производства (эволюционная форма научно-технического прогресса), так и качественные изменения, скачки (революционная стадия развития).
Реальность осуществления тех или иных мероприятий по охране и рациональному использованию природных ресурсов в решающей степени зависит от социального строя, типа социальных отношений, господствующих в стране. Отрицательные последствия развития научно-технической революции, представляющие реальную угрозу будущему всего человечества, порождены не индустриализацией вообще, а противоречиями капиталистического общества. Объективные законы развития, открываемые наукой, и успехи техники на базе познания этих законов сами по себе не носят классовый характер, однако стимулы научно-технического развития и условия, в которых оно осуществляется, характер использования достижений науки и техники определяется государственным строем. История убедительно показывает, что социальный строй общества накладывает отпечаток на все объективные процессы общественного развития, в том числе и на развитие науки и техники. Несмотря на то что научно-техническая революция получает определенное развитие в рамках капиталистической общественной системы, только социалистический строй создает наиболее благоприятные социальные условия для реализации закономерностей ее развития в органическом единстве с социальным прогрессом общества.
Бурные темпы развития научно-технической революции сопровождаются необычайно быстрым возрастанием потребления энергии. Выработка ее удваивается приблизительно через каждые 10 лет. Согласно прогнозам большинства специалистов, к началу третьего тысячелетия мировая потребность во всех видах энергии увеличится втрое. А это означает, что в следующие 25 лет люди израсходуют столько энергоресурсов, сколько их было потрачено за всю историю человечества.
Основным источником энергии в СССР и на ближайшее будущее остается органическое топливо — уголь, нефть, газ, торф. Возобновляемые ресурсы (солнечная, ветровая, геотермальная энергия и даже гидроэнергия) играют пока в энергетическом балансе страны скромную роль.
Если допустить, что человечество все свои растущие потребности в эпергоресурсах будет удовлетворять только за счет сжигания ископаемого органического топлива, то энергетический кризис действительно станет неизбежным. Он выразится как в истощении источников топлива, так и в опасном загрязнении окружающей среды. Однако развитие науки открывает новые возможности использования новых видов сырья и топлива.
Использование тепла земных недр весьма перспективно с позиций охраны окружающей среды. В настоящее время во многих странах мира — СССР, США, Японии, Италии, Исландии и др.— для выработки электроэнергии и отопления зданий, подогрева теплиц и парников используется тепло горячих источников. Однако КПД подобных электростанций невысок из-за низкой температуры воды, поступающей из недр на поверхность. С экономической точки зрения более привлекательно тепло подземных резервуаров сухого насыщенного и перегретого пара. Однако их общая мощность относительно невелика и может оказаться достаточной лишь для решения локальных задач электро- и теплоснабжения. Гораздо больше в недрах резервуаров с горячей водой, и их энергию уже можно использовать в промышленных масштабах.
Непрерывный рост потребностей человечества в энергии, ограниченность запасов ископаемого топлива и загрязнение окружающей среды продуктами его сгорания заставляют ученых, как уже говорилось выше, искать новые энергетические источники и пересматривать свое отношение к старым, известным давно, но широко или даже совсем не использующимся. Один из наиболее перспективных таких источников — «чистое» и практически неисчерпаемое излучение Солнца, которое буквально «затапливает» нашу планету. По мнению многих специалистов, есть все основания надеяться, что благодаря прогрессу науки п техники солнечная энергия уже в ближайшее время будет в широких масштабах поставлена на службу людям.
С прошлого века ветряные мельницы сдали свои позиции. Их вытеснили работающие на дешевом топливе паровые машины и двигатели внутреннего сгорания. Нехватка топлива и возрастающее загрязнение окружающей среды заставляют вернуться к ветряным двигателям, но уже с новыми качествами.
В настоящее время более трети всего мирового населения проживает в городах. Начало этого феноменального процесса урбанизации исторически можно отнести к тому времени, когда 3500 лет назад первые в мире города появились на берегах Тигра, Евфрата и позднее Нила. Они возникли в связи с тем, что людям необходимо было сообща заниматься торговлей и, что особенно важно, защищаться от врагов. Поэтому в течение долгого времени города представляли собой военные укрепления, расположенные в стратегических пунктах (в целях обороны) или на берегах рек и морей (для удобства торговли и связей).
Строительство новых и реконструкция старых городов в СССР привели к улучшению условий жизни и здоровья населения. В соответствии с Программой КПСС все большее развитие получают небольшие и средние благоустроенные города, позволяющее радикально улучшать и оздоровлять условия жизни человека.
Рост городов все больше и больше удаляет человека от природы. Жители средневековых городов были ближе к естественной природе, несмотря на то, что эти города представляли собой сплошную массу из камня и из-за плотности застройки в них не было места для садов и парков. Но они были небольшими, и сразу же за крепостными стенами начинались поля, луга, леса.
При планировке городов и поселков проводят зонирование территории по видам ее использования. Выделяют следующие функциональные зоны: промышленную, жилую, коммунально-складскую, внешнего транспорта, пригородную. Города и поселки в зависимости от численности населения подразделяются на круп нейшие, крупные, большие, средние и малые (табл. 4).
Главные функции зеленых насаждений современного города — санитарно-гигиеническая, рекреационная, структурно-планировоч-ная, декоративно-художественная. Обязательные требования к системе озеленения—равномерность и непрерывность. Основные элементы системы озеленения города — парки, сады, озелененные территории жилых и промышленных районов, набережные, бульвары, скверы, защитные зоны.
Стремительный рост крупных городов приводит к тому, что ресурсы земель, пригодных для застройки, быстро истощаются. Происходит постепенное отчуждение новых участков и ликвидация ранее освоенных лучших сельскохозяйственных угодий. Возникает опасность частичного, а в некоторых случаях и полного уничтожения естественного ландшафта, резко ухудшается санитарно-гигиеническое состояние городов из-за недостаточной инсоляции, озеленения и т. д.
Атмосфера — газовая оболочка Земли, ее масса составляет около 5,15-1015 т. Она состоит в основном из азота и кислорода. Из числа малых по количеству газов выделяются углекислый газ и озон, задерживающий вредную для организмов ультрафиолетовую радиацию Солнца.
Привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее в рассматриваемое время физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среде называется загрязнением.
Быстрое загрязнение атмосферы началось в XIX в. в связи с ростом, как уже отмечалось выше, потребления всех видов топлива. Воздух в промышленных городах становится все хуже, и в начале XX в. об этом заговорили, как о требующей решения гигиенической проблеме. Выяснилось, что загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное воздействие не только на человека, но и на флору и фауну, на различного рода сооружения, транспортные средства и др.
Гигиеническое нормирование — крупнейшее достижение советской гигиенической науки и одно из важных завоеваний советского профилактического здравоохранения. Гигиеническое нормирование стало органической частью научно-технического прогресса; из узкоспециальной проблемы оно переросло в проблему широкого социально-гигиенического значения.
Градостроительные мероприятия. Для защиты атмосферного воздуха от загрязнения выбросами автотранспорта большое значение имеют градостроительные мероприятия, направленные на снижение концентраций выхлопных газов в зоне пребывания человека. Они включают специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирования (в первом эшелоне застройки — от магистрали — размещаются здания пониженной этажности, затем — дома повышенной этажности и в глубине застройки — детские и лечебно-оздоровительные учреждения; тротуары, жилые, торговые и общественные здания изолируются от проезжей части улиц с напряженным движением многорядными древесно-кустарниковыми посадками — три-четыре ряда и более). Важное значение имеет сооружение транспортных развязок на разных уровнях, магистралей-дублеров, кольцевых дорог, использование подземного пространства для размещения автостоянок и гаражей.
Достижения научно-технического прогресса должны быть направлены на решение проблемы защиты атмосферы от загрязнения.Одно из основных мероприятий по охране атмосферного воздуха от загрязнения — создание безотходных промышленных предприятий. Сохранение чистоты воздуха — большая социальная проблема, связанная с оздоровлением условий жизни людей. В то же время она сочетается с важной экономической задачей — утилизацией и возвращением в производство значительных количеств ценных продуктов, сырья и материалов. Главная задача представителей различных разделов науки, а технологов в первую очередь состоит в том, чтобы создать такие процессы, такие технологические схемы, которые исключили бы загрязнение атмосферного воздуха.
Очистка газа — отделение от газа или превращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, выбрасываемого промышленным источником.Очистка воздуха от примеси представляет собой процесс получения этой примеси в чистом или хотя бы в концентрированном виде. При обезвреживании токсичных выбросов вредные для человека и природной среды иримеси отделяют от относительно безвредного основного газового потока. Существует также метод обезвреживания выбросов путем перевода токсичных примесей, содержащихся в газовом потоке, в менее вредные или даже в практически безвредные.
Газы, выбрасываемые из трубы в атмосферу, поднимаются над верхним срезом трубы. Подъем газов обеспечивается направленной вверх скоростью, а также всплываннем теплых газов, выпускаемых в более холодный окружающий воздух. Высота подъема газов зависит от турбулентности, возрастающей с увеличением скорости протекания газа в вытяжной трубе, от плотности газа, уменьшающейся с ростом температуры, а также от горизонтального движения ветра, уменьшающего действие вертикальной скорости и эффекта всплывания.
Санитарной службе в СССР отводится большая роль в охране природы. Санитарный надзор и контроль за чистотой воздуха — один из важных элементов системы по охране атмосферного воздуха от загрязнений.Государственный санитарный надзор в СССР осуществляется органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения СССР и Министерств здравоохранения союзных республик. В их обязанности входит предупредительный и текущий санитарный надзор за санитарно-противоэпидемическими мероприятиями и соблюдением министерствами, ведомствами, предприятиями, учреждениями, организациями, долж.-ностными лицами и гражданами СССР санитарно-гигиенических правил и норм.
Гидросфера — одна из оболочек Земли. Она объединяет все свободные воды, которые могут передвигаться под влиянием солнечной энергии н сил гравитации, переходить из одного состояния в другое. Гидросфера тесно связана с другими оболочками Зем-ли — атмосферой, литосферой и биосферой. Воды Земли находятся в непрерывном движении. Круговорот воды связывает воедино все части гидросферы, образуя в целом замкнутую систему: океан — атмосфера — суша. Он обеспечивает активность водообмена, которая изменяется в широких пределах в силу неоднородности различных частей гидросферы.
Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды загрязняющие воду вещества, микроорганизмы или тепло, называется источником загрязнения. Вещество, вызывающее нарушение норм качества воды (установленные значения показателей качества воды по видам водопользования), называется загрязняющим веществом. Микробное загрязнение вод происходит в результате поступления в водоемы патогенных микроорганизмов. Выделяют также тепловое загрязнение вод в результате поступления тепла.
По гидрологическому режиму водохранилища — водоемы замедленного водообмена; питают их воды основной реки и ее притоков. Их назначение — выравнивание стока, зарегулирование его, а также обеспечение работы электростанций, системы орошения и др.
Гигиенические ПДК. Важнейшая составная часть советского водно-санитарного законодательства — гигиенические нормативы (ПДК) вредных веществ в воде водоемов. Соблюдение ПДК обеспечивает безопасность здоровья населения и благоприятные условия для санитарно-бытового водопользования. ПДК служат критерием эффективности различных мероприятий по охране водоемов от загрязнения, а также стимулами прогресса в области промышленной технологии. Гигиенические ПДК учитываются при утверждении проектов, определении условий спуска сточных вод в водоем и прогнозе его санитарного состояния. Гигиенические нормативы — важная составная часть «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (1974). В Правилах указано, что запрещается сбрасывать в водоемы сточные воды, «содержащие вещества, для которых не установлены предельно допустимые концентрации (ПДК). ...При отсутствии установленных нормативов к началу проектирования водопользователи должны обеспечить осуществление необходимых исследований для изучения степени вредности содержащихся в сточных водах веществ и обоснования для них ПДК в воде водных объектов» (п. 31).
Качество воды — характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования.Критерий качества воды — признак, по которому производится оценка качества воды по видам водопользования.
Важнейшая задача перестройки технологических процессов — сокращение водопотребления, которое в конечном итоге позволит перейти на безотходное производство без сброса технических сточных вод в водоемы. Пока еще нет универсальной бессточной схемы, пригодной для использования в различных отраслях народного хозяйства. Реализация водооборотной схемы зависит от технологи» очистки использованной воды.
Очистка сточных вод — это разрушение или удаление из них определенных веществ. Обеззараживание сточных вод предусматривает удаление из них патогенных микроорганизмов.Методы очистки бытовых сточных вод подразделяются на механические и биологические. При механической очистке разделяют сточные воды на жидкую и твердую фазы. Жидкая часть сточных вод подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка сточных вод осуществляется на полях фильтрации, полях орошения, в биологических прудах и т. д. Для искусственной биологической очистки применяют специальные сооружения — биофильтры, аэротенки. Ил обрабатывается на иловых площадках или в метантенках.
Трудно переоценить хозяйственную, климатическую и целебную роль малых рек. Они поят города и села, предприятия и поля. На их берегах мы получаем заряд бодрости и здоровья. Реки служат украшением ландшафтов. Малые реки с их живописными берегами, заросшими деревьями и кустарниками,— жемчужины природы. Но они не только украшают землю, они неутомимо трудятся.
Охрана вод включает систему мер, направленных на предотвращение и устранение последствий загрязнения, засорения и истощения вод.Нормы охраны вод — это значения показателей, соблюдение которых обеспечивает экологическое благополучие водных объектов и необходимые условия охраны здоровья населения и культурно-бытового водопользования.
Моря и океаны играют решающую роль в сохранении среды, влияют на климат земного шара и обеспечивают баланс мировой гидрологической системы. Океаны и моря — главный поставщик кислорода, вырабатываемого фитопланктоном. Если бы вода не обладала особой способностью удерживать тепло, большая часть Земли была бы необитаемой. Океаны охлаждают тропики, несут тепло в холодные районы, регулируют температуру на всей планете. Мировой океан не без основания называют «легкими земли». Вырабатывая более половины кислорода, океан способствует постоянству в атмосфере кислородно-углекислого баланса, необходимого для существования жизни на нашей планете.
Водные пространства морей и океанов — конечные вместилища для подавляющего большинства отходов. Многочисленные сточные воды различного происхождения, химикаты, часть мусора и другие отбросы промышленных и сельскохозяйственных производств рано или поздно поступают в моря и океаны. Морские воды загрязняют в результате захоронения различных отходов, удаления нечистот и мусора с кораблей, при исследовании дна морей и океанов и особенно в результате различных аварий.
Вопросы загрязнения моря являются предметом обсуждения международных организаций. В 1954 г. начала разрабатываться первая «Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью». В 1958 г. она была принята, а в 1969 и 1971 гг. дополнена. В 1958 г. была создана Межправительственная морская консультативная организация (ИМКО), основное назначение которой вначале ограничивалось контролем за соблюдением положений Конвенции.
Почва — особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным воздействием гидросферы, атмосферы и организмов. В. В. Докучаев — основоположник современного научного почвоведения — сформулировал «понятие о почве как вполне самостоятельном естественноисторическом теле, которое является продуктом совокупной деятельности: а) грунта, Ь) климата, с) растительных и животных организмов, (1) возраста страны, а отчасти и е) рельефа местности» ‘. Позднее к этим факторам почвообразования были добавлены воды (почвенные и грунтовые) и хозяйственная деятельность человека.
Краткие исторические данные об изучении почвы. Изучение почвы, ее свойств началось в глубокой древности, с начала занятия человека земледелием. По сохранившимся археологическим и историческим памятникам первые представления о почве, о способах ее использования уже имелись в первобытном обществе.
Воздействие человека на почву — составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно-технической революции. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования — рельеф, микроклимат, создаются моря, огромного объема водохранилища, появляются новые реки, каналы, перемещаются миллионы тонн грунта и т. д.
Теоретически обоснована также необходимость нормирования таких стабильных химических веществ, как соли тяжелых металлов (свинец, мышьяк, медь, ртуть), а также микроэлементов (молибден, медь, цинк, бор, ванадий и др.), которые применяются как микроудобрения в сельском хозяйстве.
Ответственность за охрану почвы в нашей стране несут те организации, которым предоставлено государством право пользования землей. Государственный контроль за использованием всех земель осуществляется Советами народных депутатов, их исполнительными и распорядительными органами в соответствии с их компетенцией, а также землеустроительной службой системы Министерства сельского хозяйства СССР. Это предусмотрено «Основами земельного законодательства» (ст. 20) и Положением о государственном контроле за использованием земель, утвержденным Постановлением Совета Министров СССР от 14 мая 1970 г. Положение всесторонне и широко охватывает все важнейшие стороны отношений формирования землепользования, хозяйственной эксплуатации земель и их охраны, отражает требования основных принципов земельного права.
Наибольшее количество растительной массы сосредоточено в лесах планеты, хотя они занимают меньше 40% суши. Самая гигантская на планете фабрика живого вещества, работающая круглый год,— вечнозеленые леса влажных тропиков. Масса растений, обитающих на 1 га тропического леса Бразилии, достигает 17 тыс. ц.
Лес — один из основных типов растительного покрова земли. Лес — источник самого древнего на земле материала — древесины, источник получения разнообразных полезных растительных продуктов, среда обитания животных. Лесу принадлежит огромная роль в поддержании гидрологического режима рек, в предупреждении водной и ветровой эрозии почв, в борьбе с засухами и суховеями, в регулировании кислородного баланса в атмосфере и, следовательно, в создании необходимых условий жизни на земле. Лес имеет огромное санитарно-гигиеническое и целебное значение. Велико и эстетическое значение лесов.
Вследствие увеличения потоков отдыхающих возникает противоречие между рекреационным использованием территорий, с одной стороны, и необходимостью охраны природы этих территорий,— с другой. Особенно ярко это противоречие выявляется на примере рекреационных лесов.
Леса Земли жестоко страдают от пожаров. Лесные пожары уничтожают ежегодно 2 млн. т органического вещества. Они наносят большой вред лесному хозяйству: уменьшается прирост деревьев, ухудшается состав лесов, усиливаются буреломы и ветроломы, ухудшаются почвенные условия. Лесные пожары способствуют распространению вредных насекомых и дереворазрушающих грибов.
Лес, как одна из самых долговечных природных систем, очень трудно поддается восстановлению. «Срубить дерево,— гласит народная мудрость,— пять минут; вырастить — ето лет».В нашей стране забота о лесе с самых первых дней Советской власти стала делом общенародным, государственным. «Декретом о земле» все леса , были национализированы, а «Основной закон о лесах» (1918)1, подписанный В. И. Лениным и Я. М. Свердловым, определил порядок их воспроизводства и использования.
Для защиты лесных насаждений от повреждений применяются профилактические мероприятия, направленные на предупреждение появления и массового размножения лесных вредителей и выявление болезней. Для уничтожения вредителей и болезней используются истребительные меры борьбы. Профилактика и истребительная борьба обеспечивают эффективную защиту насаждений при условии своевременного и правильного их применения.
Одним из важнейших условий увеличения объема урожая и улучшения его качества является проведение эффективных мероприятий по борьбе с болезнями, вредителями растений и сорняками. Грибковые заболевания, вредители и сорная растительность наносят значительный ущерб производству сельскохозяйственной продукции. По официальным данным ФАО, потенциальные потери урожая от болезней, вредителей растений ежегодно в мире составляют 75 млрд. долларов, или 34,9% урожая, в том числе от вредителей 13,8%, болезней — 11,6%, сорняков — 9,5%. Своевременное и эффективное проведение защитных мероприятий позволяет в среднем сохранить с каждого гектара по 2—3 ц зерна, не менее 5 ц риса, не менее 15 ц картофеля, овощей, сахарной свеклы, плодов и винограда.
В настоящее время в сельском хозяйстве в борьбе с болезнями и вредителями растений используется целый комплекс мероприятий: агротехнические приемы, создание устойчивых к вредителям и болезням сортов, использование биологических, химических и других методов, прямо или опосредованно влияющих на вредителей культурных растений, и др.
Борьба с вредителями, болезнями растений и сорняками должна быть комплексной, включающей агротехнические, биологические и химические средства. Она должна вестись с учетом видовых особенностей вредных организмов, защищаемой культуры и экологических условий.
Бурное развитие научно-технического прогресса привело к тому, что уровень электромагнитных полей, созданных человеком, в отдельных районах в сотни раз выше среднего уровня естественных полей естественных диапазонов. В условиях современного города на организм человек оказывают влияние электромагнитные поля, источниками которых являются различные радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные линии и линии электропередач. При этом количество источников электромагнитных нолей с каждым годом возрастает.
Действие ЭМП радиочастот зависит от частоты колебания волны. С повышением частоты, т. е. с уменьшением длины волны, биологическое действие электромагнитного поля становится более выраженным. Так, ЭМП длинных волн обладает меньшим биологическим действием, чем коротких и ультракоротких.