Н. Ф. Экология (теории, законы, правила принципы и гипотезы) —

Вид материала

Закон

Содержание 6.2.6. Экологические проблемы транспорта

Подобный материал:

• Н. Ф. Экология (теории, законы, правила принципы и гипотезы), 7082.16kb.
• Ы и темы рабочей программы для сам изучения. Перечень вопросов для сам изучения, 128.89kb.
• Тематика лекций (Наименование тем, содержание, объём в часах) № п/п, 74.97kb.
• Законы сохранения и принципы симметрии, 283.17kb.
• Проверка статистических гипотез, 59.38kb.
• Аннотация дисциплины «Экология человека» Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет, 16.4kb.
• Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальной дисциплине 03. 02., 89.09kb.
• Авторское право. Терминология, 213.44kb.
• Требования к экзамену по философии, 41.96kb.
• Исследование о влиянии эволюционной теории на учение о политическом развитии народов, 10156.41kb.

6.2.4. Экологизация сельского хозяйства

Бедственное положение сельскохозяйственных земель было осознано еще в прошлом веке (а еще раньше в Римской империи в начале нашего тысячелетия — свидетельство тому труды Колумеллы). Для иллюстрации современного состояния приведем данные американцев Д. и С. Пиментелов*, дополнив их другими источниками.

* Pimentel D., Pimentel S. Ecological aspects of agricultural policy//Nat. Resor J. 1980. V. 20. № 3. P. 555—585. ** СМСА — стандартный метрополитенский статистический ареал. Как единица статистического учета в США может быть отождествлен с крупной городской агломерацией.

Исторически сложилась ситуация, когда лучшие земли (13 %) оказались в пределах городских агломераций — СМСА** (люди селились среди плодородных нив). На территории СМСА расположено 17 % ферм США и производится 60 % овощей, 43 % фруктов и орехов, 17 % сбора кукурузы. Городская застройка постепенно занимает эти территории (10% от площади графств). Сильно эродированные земли занимают более 70% пашни. Ежегодно в США смывается 4 млрд т (по другим данным 3 млрд т) плодородной почвы (для уменьшения смыва необходимы затраты в 13 млрд долларов в год). За всю историю человечества было потеряно больше земель, чем ныне интенсивно обрабатывается. Общая потеря почв в мире около 90 млрд т в год (для сравнения снос реками, по разным источникам, от 12,7 до 51,1 млрд т, наиболее вероятная величина 22 млрд т, т. е. в 4 раза меньше, чем эрозия почв). Интенсивной эрозии подвержено в мире 900 млн га из 6 млрд га экстенсивно обрабатываемых земель пашен (1,4 млрд га), т.е. 15%. За последние 30 лет мировой фонд обрабатываемых земель сократился на 150 млн га. Сейчас этот процесс идет в среднем со скоростью 7,5 млн га в год. Полагают, что к 2000 г. 32 % обрабатываемых почв будут полностью эродированы.
Массовое применение минеральных удобрений истощает биопотенциал почв — естественно восстанавливаемую составляющую их плодородия и заражает их тяжелыми металлами. С 1950 г. потребление минеральных удобрений возросло в 5 раз, однако лишь 1/4 всего продовольствия, производимого в мире, зависит от их использования. (В ФРГ урожай возрос на 50%, количество минеральных удобрений — в 3,5 раза.) Чрезвычайно разрушительны тяжелые сельскохозяйственные механизмы. Они дают снижение потенциальной урожайности на 10 — 40% (кукурузы на 27 — 50; ячменя на 12 — 81%). Орошаемое земледелие приводит к засолению больших площадей земель (даже в Канаде, где орошение распространено спорадически, сильно засолены 7 % земель). Пагубно действуют пестициды. Их применение возросло с 40-х гг. не менее чем в 10 раз (в ФРГ в 14,5 раза), а потери урожая в США увеличились почти в 2 раза (вредители уничтожают до 40 % урожая страны). В мире используют до 4 млн т пестицидов, из которых лишь 1% достигает цели. Косвенные потери от пестицидов измеряются в США в 1 млрд долларов; ежегодно в мире регистрируется 0,5 млн случаев отравлений пестицидами, в том числе в США — 45 тыс.
С 1950 г. в США цены на землю поднялись в 8 раз, 44 % пахотной земли заброшено (частично она принадлежит так называемым абсентеистам, выступающим против интенсивного сельского хозяйства). Темпы потерь земельного фонда таковы, что во Флориде к 2000 г. может не остаться пахотных земель, Вирджиния потеряет 24, Калифорния 16 % земель. В ФРГ темп потерь земли — 1% за 4 года, во Франции и Великобритании — 2 % в 10 лет. В Центральной Европе площадь застроенных и покрытых дорогами земель достигла 11%.
Казалось бы, на систему «биологического», или «экологического» (другой синоним «органическое»), земледелия должны переходить многие хозяйства. На самом деле это не так. В ФРГ число «экологических ферм» примерно 1400, или 0,2% общего числа. Во Франции их доля около 1%. Не выше процент таких ферм в США. При этом ведется очень энергичная кампания против них как в США, так и в Западной Европе. Продукция «биологического» сельского хозяйства дороже, но пользуется успехом у покупателей. Это вызывает недовольство массовых производителей, для которых переход на органическое земледелие — сложное и дорогое мероприятие. Они доказывают, что пестициды не вредны или не так вредны, как считается, что не опасны минеральные удобрения (в Европе норматив нитратов 50 мг/л воды при рекомендации ВОЗ не более 45 мг/л), а органические удобрения даже вредны (однако опыт, проведенный с 1907 по 1937 гг. в Индии показывает, что внесение 2,27 т/га навоза не ухудшает свойств почв). Загрязнение нитратами в Европе характерно для Франции, Великобритании и Нидерландов. Само же «антиэкологическое» движение в сельском хозяйстве Западной Европы связано с тем, что требуется повышение затрат на решение проблем. Например, для «экологизации» свинофермы на 5 тыс. свиней требуются затраты в размере 90 тыс. долларов. Для очистки животноводческих комплексов в СССР по расчетам* требуется увеличить капитальные затраты на 5 — 7%. (Видимо, наиболее приемлемый путь — получение биогаза, используемого для энергоснабжения, в том числе получения электричества.)

* Трусь А. М. Экологические проблемы строительства животноводческих комплексов// Повышение эффективности строительства животноводческих и производственных зданий и сооружений. Тез. докл. 1-й Республ. научи.-практ. конф. Брест, 1981. С. 16—19.

Особое место занимает Австралия, где культивируется так называемое «биодинамическое» сельское хозяйство, замещающее минеральные удобрения и пестициды коллоидными растворами и компостами с высоким содержанием коллоида. Гумус вырабатывают с помощью специального приема — перегнивания коровьего навоза в коровьих же рогах. Хотя биодинамическое земледелие ведется в Австралии на площади в 400 тыс га, его секреты раскрыты не полностью. По сути, это более скорое «созревание» навоза и его применение для улучшения структуры и богатства почвы (образования в ней гумусного коллоида). Это позволяет избегать пестицидов и намного реже поливать посевы (в 4 раза, как утверждает «За рубежом», № 15 (1552) за 6 — 12 апреля 1990 г., статья «Биодинамические фермы в Австралии»). Продукты биодинамических ферм продают в специальных магазинах (в Мельбурне их 70) под торговой маркой «Деметер». Часть производимых продуктов (например, рис) экспортируется в Европу. Биодинамические фермы вполне рентабельны, однако их опыт не слишком широко распространен*.

* Группа ученых (Т. Ерофеева, Ю. Колтыпин, М. Сухов, Л. Эрнест и др.) из Всесоюзного института животноводства разработала способ переработки и «дозаривания» навоза за 6 дней с помощью личинок синантропных мух. Метод не внедрен в практику из-за довольно высокой цены технического оборудования (700—800 тыс. р.). Мелкотоварное хозяйство не организовано (см. газету «Комсомольская правда» от 6 июля 1991 г.). В мире широко применяется «дозаривание» навоза с помощью красного калифорнийского (дождевого) червя и птичьего помета с участием микробиологических процессов. Установка по переработке птичьего помета в гумус стоит 2,1 млн долларов.

В сельском хозяйстве экологизация идет медленными темпами. Преобладает чисто экономический подход. Но если в Европе с ее загрязнением все же получают первоклассные сыры, то в бывшем СССР молоко отравлено и загрязнено микроорганизмами настолько, что сыры не вызревают и «взрываются» в ходе технологического процесса. Огромные просторы Приаралья превращены в зону экологического бедствия и даже экологической катастрофы. Деградация отечественного сельского хозяйства по экологическим причинам угрожает стране экономическим банкротством. Однако в ходе полного развала хозяйства страны трудно что-либо предпринять и рекомендовать, кроме попыток провести экологическое (земельное) планирование с выводом из сельского хозяйства явно неэффективных и экологически опасных участков посевов, улучшения районирования культур, севооборотов и т. п.

6.2.5. Экологизация лесного хозяйства и промыслов

* Любимова Т. Г. Некоторые данные о количестве криля в отдельных районах Южного океана//Рыбное хозяйство. 1980. № 11. С. 21—25. ** Kemf Е. Antarctic fisheries collapse?//AMBIO. 1985. V. 14. № 1. P. 54—55.

Едва ли какая-то область человеческой деятельности так далека от экологических идеалов, как лесной и другие виды промыслов. Подорваны даже запасы криля в антарктических водах. В 1986 г. его добыча составляла 440 тыс. т, т. е. увеличилась в 4,4 раза по сравнению с предыдущими годами. Прогнозы наших рыбохозяйственников очень оптимистичны. Они уверяют, что можно добывать 25 — 30, даже 60 млн т криля*. Указывается, что усатые киты потребляли 50 — 150 млн т криля, а поэтому-де столько же теперь после уничтожения китов можно и ловить. Однако уже в 1985 — 1986 гг. стоял вопрос о конце антарктического рыболовства**. Еще раньше в 1984 г. было объявлено о закрытии двух видов рыбного промысла в этой части Мирового океана. Антарктические рыбы стали исчезать.
Ошибка заключается в том, что киты поедали планктон круглогодично, а промысел охватывает лишь соответствующий сезон. К тому же киты удобряли океан в «нужных местах» и в «нужное время», промысел же забирает биомассу безвозвратно для океана. Добыча криля в 70-х гг. дошла до 500 тыс. т (93% — СССР) и началось ее падение. Ко всему прочему оказалось, что по санитарно-гигиеническим нормам криль пригоден в пищу человека лишь в течение 3 часов после его добычи. Лишь 10 часов — срок хранения свежего криля как корма для животных. Можно его немедленно замораживать, но белки наполовину теряются при оттаивании. При этом в криле очень высока концентрация фтора, проникающего из панциря в мясо сразу же после смерти планктонных организмов. Пригоден такой криль лишь для извлечения хитина в химической промышленности. Рынок сбыта — не более 60 тыс. т в год. Таковы подсчеты специалистов, оценивающих общую мировую добычу всех ракообразных (креветок и др. организмов, составляющих криль) в 3,7 млн т в год***.

*** Nicol Stephen. Who's counting of krill?//New Sci. 1989. № 16 — 19. P. 38 — 41.

Мировая добыча рыбы и рыбопродуктов, видимо, дошла до потолка биологической продуктивности гидросферы — около 95 млн т (при теоретической потенциальной возможности в 100 — 150 млн т). Из пресноводных водоемов и водотоков извлекается до 10 млн т рыбы, раков и т. п. В части Северного моря Атлантики, в Баренцевом и Белом морях Северного Ледовитого океана перелив уже столь высок, что исчезли не только треска, но и мойва, которой питалась треска. Вероятно, в ближайшее десятилетие произойдет срыв во всем рыбном промысле мира.
Аральское озеро нацело потеряно как рыбопродуктивный водоем. В Азовском море вылов рыбы сократился в 12 раз, в Черном он практически прекратился. Не менее чем в 10 раз снизилась добыча рыбы в Волго-Каспии, исчезла рыба в реках Сибири и даже в Амуре.
Введение экономических зон океана и раздел морей (общая площадь этих зон 130 млн км², или 36 % акватории Мирового океана) мало что дали для регуляции рыбного промысла. Он по-прежнему ведется хищническими методами, далекими от экологических нормативов*.

* Секрет эксплуатации до полного истребления очень прост: восстановление ресурсов слишком растянуто во времени, вылов на уничтожение приносит более высокую дисконтированную прибыль. Темпы повышения дисконтирования превышают скорость увеличения численности рыбы в косяке. Аналогичное положение сложилось и в лесной промышленности.

Огромный поток литературы в защиту лесов — глас вопиющего в пустыне. Их площадь, особенно тропических и сибирской тайги катастрофически сокращается (тропических на 11 —12 млн га в год, тайги на точно неизвестную площадь, видимо, на 2—3 млн га в год). Лучшие лесопромысловые технологии сохраняют лесопокрытую площадь (например, скандинавская технология), дают больший прирост древесины, но резко омолаживают лес и превращают его в парковые насаждения. Лес не достигает экологической зрелости, пустеет от многих видов биоты, деградирует как экосистема. Кислотные осадки в Европе и Северной Америке привели к массовой гибели леса в этих регионах (в ФРГ сильно повреждено до 19 % лесов, в Австрии 14 — 15%, примерно столько же в Швейцарии, в ФРГ произошла полная гибель 1,6% лесов).
Ради спасения тропических лесов Амазонии предлагается выкупить эти леса за счет государственного долга Бразилии, достигавшего 109 млрд долларов, и долга других развивающихся стран. Эти попытки пока не дали ощутимых результатов (разд. 6.6). Рост населения этих стран требует увеличения продовольственных ресурсов. Расчистка лесов под поля хотя и неэффективна в длительном интервале времени, но дает прирост продукции в его коротком интервале, а человечество живет в основном сегодняшним днем. Бразилия тут не исключение.
Ведется хищнический промысел всех так называемых недревесных полезностей леса. Очень резко подорваны запасы лекарственных и других полезных трав, местами (например, под Москвой) почти исчезли некоторые цветы (ландыши и др.) и такие растения, как молодило. До сих пор не осознается, что акклиматизация «полезных» видов антиэкологична. «Пустующих» экологических ниш в природе просто не существует (см. правило обязательного заполнения экологических ниш, разд. 3.8.2). Между тем, например, в США с 1640 по 1977 гг. проникло более 1300 видов насекомых (около 1,3 % их фауны), ежегодно появляется 11 видов пришельцев, из которых половина — вредители. Они вытесняют аборигенные виды. Растения-пришельцы составляют 10% флоры Австралии, 11% флоры Калифорнии, интродуцированные виды образуют 11 — 13% флоры Польши. Около 90% специально интродуцированных в США видов оказались вредными. Они вторгаются благодаря созданию человеком новых экологических ниш. Масштабы вреда огромны. Оценка роли одного из вредных видов насекомых — ежегодная потеря 13 млн т пшеницы и ячменя. Такова расплата за игнорирование экологического правила заполненности экологических ниш (пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена).

6.2.6. Экологические проблемы транспорта

Снижение вредности транспорта делается одной из важнейших задач отрасли. Основные пути этого:
— разработка наиболее безопасного топлива или другого энергоисточника;
— дожигание и очистка выхлопа;
— поиск новых двигателей (их усовершенствование) для имеющихся транспортных средств;
— создание новых транспортных средств;
— замена одних транспортных средств другими того же типа или других типов (обычного локомотива — скоростным, автобуса — троллейбусом и т. п.);
— пассивная и активная защита от шума.
Литература по этим вопросам необозрима, реальные же успехи довольно скромны, хотя иногда достаточно заметны.
В первом из упомянутых направлений мысль работает над заменой бензина сначала дизельным топливом, затем газом, спиртом, растительными маслами или водородом, наконец, электрическими и солнечными
батареями. Выхлоп дизельного мотора долго считали более безопасным, чем бензинового, но затем было обнаружено, что на частицах неизбежного дыма имеется канцерогенная пленка. Газ довольно широко используется, но он неудобен в эксплуатации, часты его утечки. Спиртовые двигатели менее опасны, чем бензиновые, но спирт относительно дорог. Дорого и растительное масло. Водород взрывоопасен. Идет поиск губчатых его носителей, предотвращающих детонацию. Электроаккумуляторы тяжелы и малоэнергоемки, при облегчении и увеличении их емкости пока очень дороги. Солнечные батареи не выходят за рамки испытаний и создания легких транспортных средств рекламного типа.
Поиск продолжается очень интенсивно не только из экологических соображений, но, прежде всего, в надежде на перспективы развития. Когда-то лошадей «съел» овес: система «овес — лошадь» стала малоэффективной энергетически, по трудоемкости и цене корма, по скорости передвижения. Автомобили могут быть «съедены» нефтепродуктами. Последние временами очень дорожают и возникает угроза их дефицита. Неравномерность распределения в мире запасов нефти ведет к политической напряженности. Трансформация более обильного и дешевого угля в электроэнергию перспективна, но велики потери при передаче электротока, а очистка газов тепловых электростанций затруднена. Запасы гидроэнергии близки к исчерпанию прежде всего из-за разрыва плотинами экологической цепи река — море. ГЭС потенциально становятся одними из самых экологически опасных энергоисточников. Будущее атомных станций современного типа беспросветно — нет безопасных мест захоронения радиоактивных отходов.
Вообще все энергоисточники, добавляющие тепло в атмосферу Земли едва ли просуществуют долго: приближается глобальный тепловой, или термодинамический, кризис. В этих условиях транспорт, потребляющий львиную долю энергии (вместе с сельхозмашинами 25 — 30%) должен быть энергоэкономным. Полагают, что нефти миру хватит на 33, газа на 61 и угля на 218 лет. Однако более жесткие ограничения налагаются не этим. Предполагают, что экстенсивный рост энергопотребления мог бы привести к производству к 2020 г. 40 ТВт энергии. Это означало бы гибель планеты. Реальное увеличение будет весьма незначительным: с 10 в 1980-е гг. до 11 ТВт в перспективе. Существующие транспортные средства должны снизить потребление топлива в 1,5 — 2 раза и использовать энергоносители, добавляющие относительно мало тепла в тропосферу Земли, и прежде всего солнечную энергию (прямо — через солнечные батареи и косвенно — от солнечных электростанций).
В дожигании и очистке выхлопа идет соревнование. Северная Америка пытается догнать Японию, Южная Америка и Западная Европа — Северную Америку, Восточная Европа — Западную, остальные регионы никого не догоняют... Однако смог еще достаточно обычен и в Японии, хотя он менее густ тут, чем, скажем, местами в Австрии, не говоря уж об Испании. В странах, где применяется этилированный бензин (в том числе на территории бывшего СССР) дожигание и очистка выхлопа неэффективны. Нормативы очистки транспортных выбросов все время ужесточаются. В США имеющиеся технологии сокращают объем выбросов автомобилей на 96%. В Калифорнии норматив очистки поднят до 98,4%, а по некоторым перспективным федеральным законопроектам уровень очистки выхлопа должен возрасти до 98,7%. Дальше очистка делается экономически абсолютно нерентабельной — требует неоправданных затрат в рамках имеющихся и перспективных технологий.
Для улучшения ситуации с ходом технического прогресса убыстряется смена марок автомобилей. В Японии, например, выгоднее продать старый автомобиль с более высоким выбросом за рубеж, где ниже экологические требования, чем продолжать его эксплуатацию после истечения гарантийного срока (техобслуживание очень дорого). Смена марок происходит с пятилетним интервалом. То же характерно для Финляндии. Автомобили старых марок (с немодифицированными моторами) там редкость.
Принципиально новые двигатели в транспортных средствах не вышли за рамки испытаний, если не считать внедрения реактивных и турбовинтовых систем в авиации. Преимущество остается за модернизацией, увеличением кпд, снижением шумности (особенно для самолетов и вертолетов).
Замена одних транспортных средств другими обычна в городском хозяйстве и на железнодорожном транспорте. В основном все же доминируют автомобиль и метро. Первый очень мобилен и доставляет людей и грузы к месту назначения, второе спрятано под землю, в полутрубу или поднято на эстакады, т. е. так или иначе изолировано от мира и потому относительно автономно, менее подвержено превратностям уличных пробок, погоды и пр. Это направление, видимо, сохранится, хотя местами троллейбус и трамвай могут облегчить положение*. Есть попытки создать автобусную систему с маршрутом по вызову. Это снизит число индивидуальных автомобилей и облегчит передвижение пенсионеров.

* Необходимо заметить, что использование электротранспорта резко повышает расход энергии и общую загрязненность среды. Это связано с удлинением цикла от получения энергоисточника до использования энергии с неизбежными потерями на каждом этапе такого цикла (например, потери при передаче электроэнергии по проводам, в контактах и т. п.). Местный относительный выигрыш в чистоте среды города может оборачиваться абсолютным проигрышем для окружающих город территорий.

В ряде случаев троллейбус не улучшает, а, наоборот, ухудшает экологическую ситуацию. Это происходит на узких улицах, где громоздкие машины снижают скорость движения автомобилей, вызывают перегазовки, частые остановки с работой двигателей на холостом ходу и т. п.
Очень напряжена конкуренция между авиацией и скоростным железнодорожным транспортом (рекорд скорости поезда во Франции — более 500 км/час). К 2000 г. предполагается соединить Париж, Берлин и Варшаву скоростными железными дорогами для пассажирских поездов. Существует проект такой же дороги между Москвой и Санкт-Петербургом, Варшавой и Москвой («Запад — Восток»), Москвой и южными курортами (в перспективе). В Японии скоростные железные дороги соединяют части агломерации Токио — Иокогама.
Особое место занимает борьба с шумом на всех видах транспорта. Авиатранспорт делается все менее шумным и, согласно нормативам, многие виды самолетов не допускаются в воздушное пространство принявших эти параметры стран. Успехи тут с учетом увеличения числа машин едва ли можно считать выдающимися. Авиатранспорт по-прежнему очень шумен и наносит заметный урон среде жизни: увеличивается число мертво-рождений, психопатологических заболеваний, случаев язвы желудка и других расстройств у людей, живущих вблизи аэродромов. Снижение шума на железнодорожном транспорте обеспечивается в основном созданием противошумовых экранов, местами тоннелей, улучшением аэродинамических свойств локомотивов и составов. Наибольших успехов достигли японцы, устранившие большинство явлений, вызывавших жалобы жителей. Аэродинамика современных автомобилей и шумоподавление в их двигателях настолько совершенны, что основным источником шума делается шум качения колес по дорожным одеждам. Для его уменьшения стараются заменить бетонное покрытие ровным асфальтовым. На десятках километров сооружают высокие противошумные экраны. Принудительно снижают скорость автомобилей в населенных местах. Делается это двумя основными методами — установкой знаков «стоп» на каждом перекрестке и сооружением поперечных валков, возвышающихся через строго рассчитанные промежутки. Однако эти меры могут увеличивать загрязнение воздуха выхлопами автомобилей. Шум все еще остается важной проблемой вдоль скоростных дорог и в населенных местах.
Из десятков типов противошумных экранов (насыпей, зеленых насаждений, бетонных, деревянных и прочих) преимущества имеют экраны из шумопоглощающих материалов и шумозащитные здания технического назначения, а в странах с вечнозеленой растительностью — ее полосы не уже 50 м. В населенных местах весьма перспективны методы управления потоками транспорта, скоростью его движения и планировка самих поселений.