Серьезные изменения климата и ряда других характеристик внешней среды, свидетелями которых являемся мы все за последние десятилетия, стали глобальной проблемой, которая обсуждается на самом высоком государственном уровне. Именно этой проблеме было посвящено выступление Президента Украины Леонида Кучмы на 19-й специальной сессии Генеральной Ассамблеи ООН 22 июня 1997 года, где рассматривался ход выполнения документа «Перспективы на XXI век» - общечеловеческой программы Организации Объединенных Наций по проблемам окружающей среды и развития.
П ричин изменений кли-
мата много, но одна из
них, представляющая катастрофическую угрозу, - парниковый эффект атмосферы. Это явление, известное еще в XIX веке, приняло в последнее время невероятные масштабы.
Что же это такое - парниковый эффект? Стекло или пленка парников пропускают туда тепло солнечных лучей, а обратный процесс тормозится этим же стеклом или пленкой, и температура воздуха внутри на несколько градусов выше по сравнению с окружающей средой. На Земле роль стекла или пленки играет сама ее воздушная масса. От земной поверхности отражается более 30% солнечных лучей, и определенная часть тепла задерживается земной атмосферой. Как выяснилось, эта часть может изменяться. Если бы атмосфера не обладала парниковым эффектом, среднегодовой уровень температуры был бы ниже существующего на 33 °С.
Поглощение тепловых потоков увеличивается по мере повышения концентрации в атмосфере углекислого газа, окислов азота, метана, водяного пара и хлорфторуглеводородов. Ученые доказывают, что увеличение концентрации СО 2 в атмосфере в два раза приведет к среднегодовому потеплению климата на планете в среднем на 2-5 °С. В то же время почти вдвое выросла концентрация в атмосфере метана. Его источниками являются: выращивание риса, разведение жвачных животных, сжигание биомассы в тропиках, саваннах, городские свалки, утечка природного газа при его добыче, транспортировке и использовании, угольные разработки и другие виды человеческой деятельности. Прирост концентрации метана составляет приблизительно 1% в год, и «вклад» этого газа в парниковый эффект может стать не намного меньшим, чем углекислого газа. Эти проблемы недавно рассматривались на международной конференции, проходившей в нашем университете.
На сегодняшний день наша атмосфера потеплела на 0,5-1,0 °С. Это почти не влияет на процессы фотосинтеза, но значительно ускоряет процессы дыхания растений и почв, что приводит к ускорению распада их органических веществ и усиленному образованию СО 2 , метана и др. Угроза в том, что по мере дальнейшего потепления климата ускорится таяние ледников Антарктиды и Арктики, вечной мерзлоты и горных снегов. По мнению ученых, это приведет к подъему уровня моря на 0,5-1,5 м в начале нового столетия и к затоплению значительной части урожайных земель планеты. У этого потепления нет аналогов в истории человечества, оно лишь напоминает то, что было 18 тысячелетий назад, вслед за последним оледенением. Нынешнее же может наступить столь внезапно и интенсивно, что живая Природа не сможет к этому приспособиться. Неизвестно еще, как поведут себя вечная мерзлота и болота, они также могут дать резкий выход в атмосферу СО 2 , метана и оксидов азота и серы.
Чтобы противостоять этому явлению, нужно проанализировать причины накопления «парниковых» газов в атмосфере, и прежде всего углекислоты.
Первая из причин - уменьшение в целом фотосинтетической активности растительного мира в результате его прогрессирующего уничтожения. Считалось, что способность природы к поглощению СО 2 из атмосферы растениями и водорослями и его обратное выделение в результате жизнедеятельности животных и микроорганизмов составляют 6:1. Не могу назвать точную цифру этого соотношения сегодня, но 6:1, безусловно, не отвечают действительности. Резко уменьшились площади лесов на планете. Включение этих площадей в севообороты, выращивание на них сельскохозяйственных культур даже с высокой фотосинтетической активностью, не идет ни в какое сравнение с функцией, выполняемой лесами. Ведь там параллельно происходит «складирование» СО 2 в виде биомассы древесины. Так «складируется» вода в ледниках Антарктиды и Арктики, вечной мерзлоте и горных снегах. Для появления 1 кг сухой древесины растению необходимо усвоить приблизительно 700 л углекислого газа. При помощи древовидных растений кругооборот углерода углекислоты в природе продолжается десятилетиями (если исключить, что древесина сжигается), на окультуренных же полях он проходит за год, а то и меньше. Печальный результат: СО 2 накапливается в высших слоях атмосферы, в воздухе (1-2 млрд. тонн за год).
Лет семь назад я был в Камбодже. Представлял эту страну по книгам, изданным в 50-60-х годах: море джунглей. К сожалению, за двадцать лет люди, пытаясь побольше получить от джунглей, вырубили наиболее ценные деревья - красное, например. Эти деревья, как правило, достигают в высоту 30-40 м, под их кроной буйствует жизнь множества других растений - лиан, кустов, не выдерживающих прямых солнечных лучей тропиков. После вырубки этих деревьев почти полностью погибло все, что под ними росло, а потом исчезли животные. Сейчас на всей территории страны растут одинокие пальмы и кустарник. Это и есть кризис биотического разнообразия, трагические последствия которого мы еще не представляем в полной мере. Ведь больше половины всех видов организмов Земли живет в тропических лесах, а суммарные потери их достигают 4-6 тысяч в год. То же происходит и в соседних с Камбоджей странах, в Африке, Латинской Америке. На Земле уничтожена почти половина лесов, что были еще сравнительно недавно.
Вторая причина - невиданное ранее сжигание угля, нефти и газа. При сжигании лишь по 1 кг этих веществ в атмосферу выделяется приблизительно 1500 л углекислого газа, а кислорода при этом используется 2-2,5 тысячи литров. В год на планете сгорает около 4 миллиардов тонн каменного и бурого угля, почти столько же добывается нефти. А сколько сгорает газа, торфа, древесины?! Углекислота, попадающая в атмосферу (более 5 млрд. тонн), - последствие деятельности цивилизованного человечества. Деяния эти - абиогенного происхождения, и живая Природа не всегда способна справиться с ней. Можно ли считать это прогрессом?!
Третья причина резкого подъема уровня СО 2 в атмосфере - чрезвычайно интенсивное «закисление» природы. Почти на 100% - это фактор производственной деятельности человека. Происходит интенсивный приток в воды, в атмосферу и почву разнообразных минеральных и органических кислот, которые сразу же вступают в реакцию нейтрализации с веществами щелочных свойств, образуя соответствующие соли. Основным нейтрализатором кислот в природе являются соли угольной кислоты - кальциевые, магниевые, калиевые, натриевые и т. д. Но при этом в атмосферу, опять же, выделяется углекислый газ: при взаимодействии килограмма серной кислоты с известняком - приблизительно 200 л углекислого газа. Известняка при этом используется тоже приблизительно килограмм, и образуется 1,76 кг сернокислого кальция - обыкновенного гипса. Долго ли в реках, озерах, морях и океанах будут существовать коралловые рифы, которые почти полностью состоят из известняков, если в Мировой океан ежегодно попадает более 300-500 миллионов тонн серы, из которой образуется почти 1,5 млрд. тонн серной кислоты?
Добавлю, что ежегодно на поверхность планеты в виде «кислотных» дождей выпадает почти 100 млн. тонн серной кислоты. А еще есть азотная, соляная, фосфорная и разные органические кислоты, о нейтрализации которых человечество не очень заботится.
Откуда берутся эти кислоты? Прежде всего это продукт сгорания угля и нефтепродуктов. При сжигании 1 кг угля через атмосферу на землю выпадает приблизительно 30 г серной кислоты. Представляете, сколько ее образуется, например, на Трипольской ГРЭС, если за сутки там сжигают несколько тысяч тонн угля?
Интенсивнейший поток кислот из земляных пластов в подземные и надземные воды происходит в результате горнодобывающей и металлоплавильной деятельности, в процессе размывания берегов морей и океанов, ветровой эрозии, стоков промышленных предприятий, животноводческих комплексов и т. д. Приблизительно 130 млн. тонн серной кислоты производит ежегодно химическая и нефтехимическая промышленность.
Постепенное уменьшение растворимости углекислоты в водах Мирового океана - четвертая глобальная причина ее накопления в атмосфере. Дело в том, что растворимость СО 2 в воде увеличивается по мере понижения ее температуры. Зимой океан будто вдыхает углекислоту, а летом - отдает ее в атмосферу. Но поскольку началось потепление на планете, определенная часть углекислоты не перейдет из атмосферы в раствор, оставаясь в ней и обуславливая ее повышенное содержание там. Последнее влечет за собой дальнейшее повышение температуры - порочный замкнутый круг.
В природе все растворы делятся на кислые, нейтральные и щелочные. Степень того или иного раствора обозначается символом рН. У нейтральных рН - 7,0, все растворы с показателем меньше 7,0 - кислые, и чем ниже показатель, тем выше кислотность. Значения рН выше 7,0 - в щелочных растворах. Норма рН вод прудов, озер и рек 7,5-8,0; морской воды 8,0-8,2 (рН крови человека - 7,4), т. е. в норме водоемы должны иметь щелочные характеристики. Нормальный рН дождевой воды - 6,6 - это небольшое подкисление обуславливается растворенными в ней кислотами, прежде всего углекислым газом. Попадая на землю, он сразу же вступает в биологический цикл или в химические реакции, и вода становится нейтральной. А лет десять назад в районах Скандинавии и Прибалтики наблюдали дожди, показатель рН воды которых падал до 2,4 (почти столовый уксус). В зоне промышленной Европы, Санкт-Петербурга, Киева, Казани уровень рН иногда достигает 3,3-4,8. На востоке США более сотни озер (в конце 70-х - начале 80-х годов) давали показатель рН воды 5,0. Озера эти стали практически мертвыми. В 1952 году рН смога над Лондоном достигал 1,6. Считают, что это стало причиной заболевания и смерти более четырех тысяч жителей. Еще примеры? При падении рН водоемов до 7,0 в воде уменьшается концентрация растворенного кальция, что негативно сказывается на развитии икры рыб. При рН 6,6 гибнут моллюски, при 6,0 - креветки и икра. При показателе 5,5 и ниже в воде гибнет практически вся фауна. Причем объясняется это не столько подкислением воды, сколько отравлением организмов тяжелыми металлами, перешедшими из донных отложений в форму раствора. В связи с этим следует обратить внимание на перспективы миграции радионуклидов в Киевском море, к примеру, и в почвах других загрязненных зон.
Все это угрожающе еще и потому, что доступной для живых организмов воды на планете не так уж много - менее 0,04% от общего ее количества. В закисленных грунтах плохо развиваются сельскохозяйственные культурные растения, гибнут леса, в первую очередь - дубовые. В урожае при этом тоже накапливаются кислоты, которые, попадая с едой в организм животного или человека, обусловливают его закисление, что в клинике называется ацидозным состоянием организма: тормозится рост, резко падает иммунитет.
Значительный «вклад» в парниковый эффект атмосферы вносят хлорфторуглеводороды (фреоны), широко используемые в холодильной, парфюмерной и других видах промышленности. Они появились в атмосфере с 1930 года, и их уровень постоянно растет. Молекулы фреонов в 16 раз эффективней поглощают тепло, чем СО 2 . В некоторых странах приняли ряд правовых мер, направленных на уменьшение выбросов хлорфторуглеводородов в атмосферу.
Допускаю, что некоторые цифры и выкладки, приведенные в статье, требуют коррекции, но факт налицо: мы сами, в погоне за прибылью и обуреваемые желанием быстрее и любой ценой стать на более высокую ступень цивилизации, обрекаем себя на всемирную катастрофу. Может, стоит вспомнить Библию, в которой предрекается трагический финал человечества в начале третьего тысячелетия?! Или нашу праверу - язычество, основой которого было воспитание отношения людей к природе как к живому существу?!
Осмысливая все это, было бы не лишним прибегнуть к некой переоценке ценностей, где наши политические и партийные амбиции и многие другие проблемы дня сегодняшнего явно не стоят выеденного яйца. Нам следовало бы тщательно отработать Государственную программу глобального экологически чистого обеспечения условий нашей жизни и жизни наших соседей по планете, используя опыт США, Канады, Австралии, Германии в этих вопросах. Еще можно успеть!