Мир путешествий и приключений - сайт для нормальных людей, не до конца испорченных цивилизацией

| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |


OUTDOORS.RU - портал в Мир путешествий и приключений

На суше и на море 1976(16)


ЗАГРЯЗНЕНИЕ СРЕДЫ И ЖИЗНЬ

Проблема загрязнения окружающей среды с каждым годом приобретает все большую остроту. От ее правильного решения во многом зависят судьбы цивилизации. И эту проблему, конечно же, необходимо исследовать всесторонне. Здесь нам хочется подойти к ней с несколько необычных позиций.

Загрязнение среды своего обитания свойственно не только человеку. Этот грозный процесс служит регулятором, тормозящим численный рост популяций многих простейших организмов, обитающих в жидкой среде. В ней накапливаются токсичные продукты жизнедеятельности организмов. Для изучения подобного процесса были поставлены многочисленные опыты на живых организмах с помощью электронно-вычислительных машин, На, схеме 1, взятой из книги В. Л. Лебедева, Т. А. Айзатуллина и К. М. Хайлова «Океан как динамическая система», показаны некоторые результаты таких опытов. Кривые, вычисленные на ЭВМ, показывают, как изменяется биомасса простейших организмов при разной скорости отвода продуктов жизнедеятельности (метаболитов) из среды обитания. В этих математических опытах предполагается, что количество пищи достаточно для роста популяции.

Кривая 1 показывает рост биомассы при полном отводе из среды обитания загрязняющих ее метаболитов. В этом случае популяция неудержимо растет. Наблюдается взрывоподобное развитие процесса — увеличение биомассы в геометрической прогрессии. Например, одна диатомовая одноклеточная водоросль способна путем деления за четыре дня дать потомство в 140 млрд. особей.

При подобном экспоненциальном росте численности живых организмов возникает опасность полного уничтожения пищевых ресурсов в окружающей среде и гибели всей .популяции. Поэтому природа должна была в процессе эволюции ншзнп выработать механизмы, которые включались бы при достижении большой плотности популяции и служили бы ингибиторами (угнетателями роста). Таких механизмов много, изучены они не до конца, но предполагается, что среди них важное место занимают токсичные выделения, загрязняющие среду обитания.

Схема 1. Динамика популяции и рост населения

1 — биомасса популяции при полном отводе метаболитов,

2 — то же при быстром, но неполном отводе метаболитов,

3 — то же при очень медленном отводе.

Кривая 2 показывает динамику популяции при быстром, но не полном отводе токсичных метаболитов. Кривая 3 построена при очень медленном их отводе. Она показывает, что это привело к гибели популяции. Интересно отметить: на ранней стадии развития популяции при сравнительно невысокой плотности организмов все три кривые совпадают, то есть загрязнение среды еще не влияет на популяцию.

Можно предполагать, что в процессе эволюции выжили и закрепились только те виды, которые не слишком сильно загрязняли окружающую среду. Поэтому производимое ими загрязнение не представляет для них угрозы. Но не все испытания, пройдены.

На врезке в схеме 1 показан рост населения Земли. Он лишь недавно вступил в экспоненциальную фазу, которую называют демографическим взрывом. На определенной стадии развития и человечество встретилось с проблемой загрязнения среды и отвода продуктов своей деятельности.

Какие из этих продуктов наиболее обильны и опасны? Дать ответ на этот вопрос не просто, хотя никто ре затруднится привести наглядные примеры загрязнений. Вероятно, многие первым назовут углекислый газ, выбрасываемый в воздушный бассейн при сгорании различных видов топлива. Говоря о таком загрязнении, мы считаем само собой разумеющимся, что без вмешательства человека состав атмосферы останется неизменным и наиболее благоприятным для жизни. Но дело обстоит иначе. Атмосфера подвергается независимым от человека изменениям, эволюции, при которой углекислый газ — основная пища зеленых растений — постепенно исчезает. В геологическом прошлом атмосфера содержала его в 200 с лишним раз больше, чем теперь. Содержание углекислоты уменьшилось с 7,5 до 0,032% от объема всего атмосферного воздуха. Это произошло из-за потребления углекислого газа зелеными растениями. При отмирании растений он возвращается в атмосферу в процессе их гниения (который представляет собой не что иное, как медленное сгорание), но не полностью. Значительные количества углерода подверглись захоронению и образовали залежи угля и нефти. Как указывает известный советский климатолог М. И. Будыко, снижение содержания углекислого газа в атмосфере имело два последствия: во-первых, уменьшилась продуктивность и масса зеленых растений; во-вторых, изменился климат. Он похолодал и приблизился к той критической точке, когда очень небольшие дополнительные изменения в тепловой прозрачности атмосферы (а эта тепловая прозрачность зависит от углекислого газа) могут привести к полному оледенению нашей планеты.

Схема 2. Зависимость границы льдов от изменения поступающей радиации в % (поступающую радиацию можно заменить на уходящую, но взятую с обратным знаком) —(—15° - средняя температура поверхности планеты, Ф° — географическая широта.

Заштрихованы места, из которых загрязнение вод превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК)

На схеме 2 показана построенная ?. И. Будыко модель поведения ледяного покрова в северном полушарии в зависимости от поступления солнечного тепла. Современная граница льдов проходит около 72° северной широты (точка С на рисунке). Достаточно уменьшения количества тепла всего на 2%, чтобы граница льда сместилась к 50° с. ш., в точку В. При этом климат потеряет устойчивость, и будет достаточно небольшого случайного похолодания, чтобы льды распространились до экватора (точка Э) и произошло полное оледенение Земли, а средняя температура планеты удала до минус 46°.

Состояние полного оледенения оказывается климатической ловушкой, из которой трудно выйти: приток радиации, можно увеличить на 10, 20, 30%, ЕО, площадь льдов не изменится. Только после возрастания притока на 40% (точка Эг на модели) положение льдов станет неустойчивым и их площадь начнет сокращаться, пока граница не дойдет до полюса (точка Ш.Л. Земля станет полностью безледной, а ее средняя температура повысится до 76°. Безледное положение устойчиво. Это тоже своего рода ловушка. У .полюса появится первый ледяной покров только тогда, когда поступление тепла снизится на 39%, а средняя температура планеты упадет до 18° (точка П2). После этого достаточно очень небольшого понижения притока тепла (в пределах 1%), чтобы климат пришел в современное состояние при средней температуре 15° и положении льдов у 72° с. ш. (точка С). Небольшие изменения получаемого планетой тепла, в ^пределах 1— 2%, могут зависеть от содержания в атмосфере углекислого газа.

Свою работу «Атмосферная углекислота и климат» (1973) М..И. Будыко заканчивает настолько важными выводами, что хочется привести их полностью: «Нам представляется возможным, что в отличие от пермо- , карболового (25. млн. лет назад.— Ред.) и других древних оледенений четвертичные оледенения являются не временными эпизодами в эволюции Земли, а началом перехода от устойчивого безледного климатического режима к еще более устойчивому режиму полного оледенения планеты. Длительность этого переходного периода, которым могло бы закончиться существование биосферы, как следует из приведенной выше оценки, очень невелика по сравнению с общей длительностью существования жизни на нашей планете.

Принимая эту точку зрения, можно заключить, что человек появился в последние моменты эволюции биосферы.

Исключительно быстрое с точки зрения геологического времени развитие цивилизации коренным образом изменило перспективы, дальнейшего существования биосферы.

Карта 1. Загрязнение поверхностных океанских вод синтетическими моющими средствами (в мкг/л), по данным советской экспедиции «Муссон» ,(1973 г.)

За последние десятилетия в результате сжигания различных видов топлива концентрация углекислоты в атмосфере увеличилась на 0,003%. Такое увеличение количества атмосферной углекислоты компенсирует ее уменьшение, которое было достигнуто за время свыше 200 тысяч лет. Таким образом, деятельность человека изменила направление процесса концентрации атмосферной углекислоты и в тысячи раз увеличила его скорость.

Хотя в данном случае воздействие человека на климат имело не направленный характер, оно, однако, уже приобрело немаловажное значение для предотвращения дальнейшего развития оледенений.

Представим себе маловероятный случай, что в будущем воздействие человека на атмосферу прекратится. ?Можно предположить, что в таких условиях достигнутое в течение последнего столетия повышение концентрации углекислоты в атмосфере отсрочит полное оледенение планеты на тысячи лет. Очевидно, что при сохранении современных масштабов воздействия на атмосферу, а тем более при их увеличении возможность глобального оледенения будет исключена».

Таким образом, получается, что «загрязнение» атмосферы углекислым газом (когда оно происходит не под окнами наших домов) — процесс, вредность которого можно оспаривать.

Мнение о том, что накопление отходов всегда и везде вредно, основано на предположении, что окружающая нас среда находится в естественном равновесии. А это не всегда так: ничего застывшего раз и навсегда в природе нет и быть не может. Окружающая среда эволюционирует не только под влиянием человека, но и по законам собственного развития. Правильно судить о нашем воздействии на нее можно только с учетом этой эволюции.

Для оценки вреда, который приносит загрязнитель здоровью человека, введено понятие предельно допустимой концентрации (ПДК). Эти концентрации для наиболее распространенных загрязнителей мирового океана — ртути, нефтепродуктов и детергентов (синтетических моющих средств) — соответственно равны 5, 50 и 100 мкг/л. Загрязнение среды приняло глобальные размеры, и потому исследование этого процесса имеет международный характер.

Советский Союз участвует в этих исследованиях. С 1972 г. советские ученые начали изучать химическое загрязнение вод северной части Атлантического океана. Этот район Мирового океана был выбран не случайно. Атлантика, особенно ее северо-западная часть, представляет собой зону интенсивного рыболовства. Здесь ведут активный промысел рыбы многие страны. Естественно, что Советский Союз не может быть безучастным к проблеме рационального использования ресурсов и охраны вод этого района океана от загрязнения.

Было проведено несколько экспедиционных рейсов для изучения химического загрязнения океанических вод. Наиболее подробно исследовалась зона Гольфстрима и его. продолжения — Северо-Атлантического течения. Определялось содержание в морской воде таких загрязняющих веществ, как нефтепродукты, пестициды (ДДТ, гексахлордиклогексан, ДДД, ДДЭ и др.), детергенты (синтетические моющие средства), тяжелые металлы (ртуть, свинец, цинк, медь, мышьяк и др.).

Результаты многих наблюдений обработаны и опубликованы. Карта загрязнения океана моющими средствами приведена выше; другая карта (см. стр. 412) дает картину распределения жидких нефтепродуктов. Полученные данные показывают, что поля загрязнений морских вод формируются у берегов Западной Европы и Северной Америки. Именно здесь были обнаружены наиболее высокие концентрации химических загрязнений (поллютантов), во многих случаях превышающие ПДК. Влекомые мощным потоком Гольфстрима, химические загрязнения разносятся на огромные акватории Атлантического океана, концентрируясь в круговоротах различного типа, проникая в глубинные слои водных масс. Ртуть, как тяжелое вещество, накапливается в глубинных слоях, детергенты же, напротив, в качестве поверхностно-активных веществ больше тяготеют к поверхностному слою.

Карта 2. Загрязнение поверхностных океанских вод жидкими нефтепродуктами (в мкг/л), по данным советской экспедиции «Муссон» (1973 г.) Заштрихованы места, в которых загрязнение вод превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК)

Гидродинамические факторы способствуют распространению поллютантов от мест их сброса и вызывают сильное загрязнение мелководного района к северо-востоку от мыса Рейс. Концентрация ртути в поверхностных слоях здесь, как правило, была не менее 1,5 мкг/л, повышаясь с глубиной; содержание детергентов на нулевом горизонте нередко превышало ПДК, резко понижаясь с глубиной; концентрации нефтепродуктов составляли 4—10 ПДК.

Особенно большое беспокойство вызывает химическое загрязнение вод промысловых районов Северо-Западной Атлантики, к числу которых относится, в частности, Джорджес-банка. На Джорджес-банке содержание ртути даже на поверхности приближалось к предельно допустимой концентрации, в отдельных случаях превышая ее.

Воды собственно Северо-Атлантического течения на всем его протяжении, от берегов Северной Америки до Британских островов, были загрязнены ртутью, нефтепродуктами и детергентами примерно в такой же степени, как и воды Гольфстрима в открытой части океана. Концентрации ртути здесь находились в пределах от 0,5 до 2, детергентов — от 20 до 50, нефтепродуктов — от 0 до 500 мкг/л.

Воды Лабрадорского течения сравнительно чистые.

Для распределения загрязнений в поверхностных слоях течений системы Гольфстрима характерно то, что наибольшие концентрации ртути приурочены главным образом к стержню течений, тогда как скопления нефтепродуктов и детергентов — к их периферии. Последнее можно объяснить следующим. Скорость основного потока весьма неравномерна там, где образуются резкие перепады скорости, нефтепродукты интенсивно переносятся от стержня к периферии за счет поперечной циркуляции. В итоге основной поток освобождается от нефтепродуктов, а также детергентов, собирающихся па взвешенных частицах и капельках нефтепродуктов.

Любопытна дальнейшая судьба нефтепродуктов, сносимых к правой периферии Гольфстрима и накапливающихся в Центральной Атлантике. Частички незатонувшей нефти объединяются друг с другом, образуя пористые рыхловатые комочки, похожие на загустевший мазут. Их называют нефтяными агрегатами. Они обнаружены различными экспедициями в 74—75% всех поверхностных проб в центре Атлантики. В огибаемом Гольфстримом Саргассовом море, где протянулись красивые желто-коричневые полосы знаменитых саргассовых водорослей, нефтяные агрегаты составляли в поверхностных биологических уловах одной из американских экспедиций вдвое большую массу, чем водоросли.

Самое интересное то, что нефтяные агрегатные структуры начинают активно использоваться и осваиваться коренными обитателями моря. Вот что пишут об этом, советские ученые Г. Г. Поликарпов и А. Г. Бенжицкий, которые вылавливали такие агрегаты специальным тралом: «Мы видели и фотографировали агрегаты, обросшие сине-зелеными и диатомовыми водорослями. Эти водоросли вместе с бактериями окутывают агрегат как бы первичной пленкой. На эту пленку оседают стебельчатые усоногие рачки рода Lepas. В образовавшихся зарослях водорослей попадаются рачки-изоподы, многощетииковые черви полихеты, мелкие крабики и креветки. Летучие рыбы откладывают икру на этот своеобразный плавучий субстрат. Отмечали мы на агрегатах и капсулы червей, и брюхоногих моллюсков». Из своих наблюдений авторы делают такой вывод: «Не исключено, что благодаря нефтяным агрегатам резко возрастает численность тех океанических организмов, которым необходим для жизни плавающий субстрат, а его-то как раз и было недостаточно в океане».

В образовании нефтяных агрегатов ученые видят превращение фактора, губящего жизнь (жидкая нефть), в фактор, способствующий ей. Это превращение осуществляется посредством как механических и физико-химических взаимодействий,

с так и деятельности микроорганизмов, морских растений и животных-фильтратов.

Таким образом, исследования океанской среды дали важные и интересные результаты. В ближайшие с годы предполагается охватить подобными исследованиями и другие районы Мирового океана, изучить воздействие химических загрязнений на отдельные гидробионты и экологическую систему океана в целом.

Все сказанное выше совсем не означает, что можно в какой-то мере ослабить борьбу с загрязнением океана. Необходимо иметь в виду следующее. Хотя Мировой океан и огромен, различные его районы очень неравноценны в качестве среды обитания и мест промысла. Большую часть океана составляют бедные жизнью внутренние инертные области с кругооборотом органического вещества около 1000 лет, и лишь около 2% от объема океана приходится на активные, богатые жизнью зоны, примыкающие к атмосфере, берегу и мелководью. Таким образом, обманчивы надежды на то, что океан могут спасти от загрязнений его огромные размеры. В глубинных инертных областях загрязнения могут только накапливаться, не теряя своих вредных свойств. В то же время объем областей с активным протеканием химических и биологических процессов, в том числе процессов самоочищения вод, ограничен, как и объем пресных материковых вод. Поэтому отравление океана промышленными загрязнениями — такая же реальная опасность, как и ставшее ныне фактом глобальное загрязнение вод суши.

Владимир Лебедев, Семен Орадовский

В Сардинии агрономы долгое время не могли справиться с муравьями, которые повреждали плантации пробкового дуба. Не помогал ни один из видов ядохимикатов.

Наконец проблема была решена помощью... муравьев. Из Северной Италии доставили в мешках 3 т красных лесных муравьев, которые довольно быстро вытеснили как своих меньших братьев, так и многих других вредителей.



 
Рейтинг@Mail.ru
один уровень назад на два уровня назад на первую страницу