Экологические проблемы России

Выбросы парниковых газов и озоновый экран в России

Современная цивилизация использует в основном энергию, получаемую при сжигании ископаемого топлива. До середины XIX в. основным источником энергии были дрова, древесный уголь и солома. Только после 1850 г. начинается быстрый рост добычи ископаемого топлива, и оно становится основным энергоресурсом. Вместе с расширением использования ископаемого топлива, автомобильного транспорта и ростом металлургической промышленности в глобальном масштабе резко возросли выбросы в атмосферу углерода, главным образом в форме углекислого газа, образующегося при сжигании ископаемого топлива (массу углекислого газа пересчитывают в углерод с использованием коэффициента 3,664).

Согласно существующим расчетам, за вторую половину XX в. наблюдались два периода спада эмиссии углерода в атмосферу. Один пришелся на период с 1981 по 1983 г. и был связан с внедрением энергосберегающих технологий, а второй произошел в 1992 — 1994 гг. и был вызван увеличением использования природного газа в тепловой энергетике вместо угля и нефти. Тем не менее, несмотря на это, ежегодная эмиссия углерода в атмосферу составляла около 84 Мт.

В зависимости от уровня экономического развития и численности населения страны сжигают различное количество минерального топлива и вследствие этого доли их эмиссии разные.

До распада Советский Союз по эмиссии углерода занимал второе место после США. После образования Российской Федерации сведения об эмиссии углерода не публиковались. Однако существуют данные, согласно которым эмиссия углерода в России на начало 90-х годов XX в. оценена в 600 Мт. Спад производства после 1994 г. привел к сокращению потребления энергии более чем на 20%. Исходя из этого эмиссия углерода в атмосферу в 1994— 1995 гг. оценена в 455 Мт. В связи с падением производства снижаются выбросы и других газов. Так, с 1994 по 1998 г. эмиссия диоксида серы снизилась на 8%, оксидов азота — на 9,5%, твердых частиц — на 21%. На основе этих данных К.С. Лосев предполагает, что величина эмиссии углерода в атмосферу в 1998 г. составила не менее 420 Мт, что соответствует эмиссии на душу населения (2,9 т углерода в год). К 2000 г. при сохранении тенденции экономического роста эмиссия углерода в атмосферу постепенно росла.

Дополнительные выбросы в воздушное пространство России осуществляют ряд стран, обладающих мощными источниками эмиссии углекислого газа.

Кроме эмиссии углерода за счет сжигания ископаемого топлива в атмосферу поступает углекислый газ, выделяющийся при производстве цемента, сжигании попутного газа в процессе нефтедобычи и на нефтеперерабатывающих предприятиях, а также при разрушении биомассы как естественным путем, так и в результате хозяйственной деятельности человека.

Суммируя все имеющиеся данные по эмиссии парниковых газов на территории России, можно заключить, что в 2000 г. эмиссия углерода в результате сжигания ископаемого топлива, работы цементной промышленности, сжигания попутного газа и растительной биомассы составляла 455 Мт/год, или около 6—10% от глобальной эмиссии. Сравнение данных показывает, что пограничные государства как с востока — Китай, Япония и Корея, так и с запада — страны Европы, выбрасывают в атмосферу больше, чем Россия (К. С. Лосев, 2001).

Значительный парниковый эффект создается за счет эмиссии других парниковых газов — метана, хлорфторуглеродов, оксида азота, а также озона. Наибольший вклад в парниковый эффект дают пары воды (около 60%), углекислый газ — около 20%, метан — 18 %, остальное приходится на оксиды и хлорфторуглероды.

Природным источником метана являются мангровые заросли, болота умеренного климата, тундровые ландшафты, а также выбросы скоплений углеводородов через трещины, находящиеся вблизи поверхности, месторождения каменного и бурого угля. Основным источником антропогенных выбросов метана является энергетика (26%), газы, выделяемые при ферментации пищи домашними животными (24%), выращивание риса (17%), захоронение отходов (11%), остальное приходится на разложение биомассы, навоза и бытовых стоков. Все возрастающее количество метана приходится на районы добычи, транспортировки и переработки нефте- и газопродуктов. Они отнесены в разряд выбросов энергетики промышленности. Суммарный антропогенный выброс метана составляет 500—800 Мт/год. Доля России в этом выбросе пока невелика и составляет, по разным оценкам, от 15 до 50 млн. т. Однако наблюдается неуклонный рост выбросов метана с территории России. По приблизительным подсчетам в связи с ростом добычи ископаемого топлива, расширением производств по его переработке (нефтехимические производства), огромным объемом перекачки нефти и газопродуктов по трубопроводам и перевозки автомобильным и железнодорожным транспортом, ростом численности крупного рогатого скота, усиленным антропогенным заболачиванием и т. д. доля России составляет около 10% глобальной эмиссии метана.

Хлорфторуглероды не только являются парниковыми газами, но и считаются главными веществами, разрушающими озоновый слой. Россия подписала Монреальский протокол в 1988 г., согласно которому предусматривается замораживание производства пяти наиболее широко используемых хлорфторуглеродов. Если в 1990 г. Россия производила 110 140 т хлорфторуглеродов, то в 1996 г. производство их снизилось до 17 122 т.

Хлорфторуглероды — долгоживущие искусственные вещества. Они сохраняются в атмосфере десятки лет и не вступают ни в один из существующих в природе круговорот веществ. Считается, что даже после прекращения их производства к 2005 г. они в течение XXI в. будут оказывать влияние на парниковый эффект и разрушать озоновый слой, но с течением времени их роль будет постепенно снижаться. И в то же время ожидать полного прекращения их производства в 2005 г. не приходится. Их будут продолжать производить развивающиеся страны.

 Особенности глобального потепления на территории России и состояние озонового щита

Изменение погодных и климатических условий

Факт глобального потепления установлен прямыми инструментальными наблюдениями. Они со всей очевидностью свидетельствуют о потеплении в целом как в течение всего XX в., так и особенно об ускорившемся потеплении за последние 15—20 лет, причем потепление наблюдается как в глобальном масштабе на всем земном шаре, так и особенно сильно в северном полушарии. Однако до сих пор остается неясным, как происходит изменение температур в каждом отдельно взятом районе или регионе и каким образом оно отражается на природных системах. Все еще окончательно не выяснено, как эти изменения приземных температур в глобальном и региональном плане связаны с изменениями содержания концентрации парниковых газов в атмосфере, изменениями поверхности и площади суши и океана. Даже окончательный ответ на вопрос, связаны ли они напрямую с хозяйственной деятельностью человека или с происходящими природными изменениями, дать весьма трудно. Такая неопределенность вызвана неадекватностью климатических моделей, неполнотой информации и недостаточным знанием прямых и обратных связей в климатической системе Земли.

Необходимо выяснить, насколько важна роль парниковых газов, кроме водяного пара, в климатических изменениях, и оценить роль биоты. Между тем до сих пор отсутствуют хотя бы приблизительные количественные модели и выводы основываются лишь на качественных характеристиках. Естественная биота регулирует не только влагооборот на суше, а следовательно, меняет содержание водяного пара в атмосфере, но и является важнейшим регулятором содержания в атмосфере углекислого газа. Последний не только перерабатывается растительностью в процессе фотосинтеза, но его значительная часть растворяется в Мировом океане и водоемах суши. В то же время другой парниковый газ — метан вследствие своей легкости и высокой подвижности быстро достигает верхней границы тропосферы, где вступает в химические реакции с озоном. Он фотохимическим путем расщепляется на водород и углекислый газ. Водород поступает в космическое пространство, а углекислый газ начинает участвовать в парниковом эффекте, медленно опускаясь на земную поверхность (Н. А. Ясаманов, 2002, 2003).

Антропогенное влияние человека на климат выражается не только в выбросах парниковых газов вследствие хозяйственной деятельности, но и в видоизменении природных ландшафтов. Своими действиями человек нарушает механизм влагооборота на суше, меняет природные ландшафты, оголяя земную поверхность, а следовательно, меняет ее альбедо и изменяет концентрации аэрозолей в атмосфере.

Наиболее теплым в мире было последнее десятилетие XX в. Эта же тенденция сохранилась и в первые годы нового тысячелетия. За весь XX в. температура приземной части воздуха поднялась почти на 1°С, что превышает ее изменение за последнее тысячелетие. В 90-е годы XX в. было на 0,75°С теплее по сравнению с нормой. В это же время существенно возросло число стихийных катастрофических явлений атмосферного характера. Все чаще стали повторяться опасные метеорологические явления.

На территории России зафиксировано существенное потепление климата в XX в. Потепление, начавшееся в 1891 г., к 1998 г. в среднем было охарактеризовано трендом 0,9°С. Особенно интенсивным тренд оказался для периода 1991 — 1998 гг., который составил 2,6°С за сто лет. Наиболее теплым для всех регионов России был 1997 г. Средняя годовая температура повсеместно была выше нормы на 1,4°С. Хотя в 1998 г. средняя годовая температура оказалась близкой к норме, в следующие годы (1999, 2000 и 2001 гг.) она вновь оказалась выше нормы.

Если для среднегодовых температур установлен достаточно точный тренд, сказать это относительно тенденций изменений атмосферных осадков затруднительно. В целом для Евразии с 1901 по 1991 г. имела место тенденция уменьшения годовых сумм атмосферных осадков, составляя в среднем 12 мм за 100 лет. Однако в 1997  г. годовые суммы атмосферных осадков в целом для территории России были близки к норме. То же можно сказать и о периоде 1998-2001 гг. Однако региональное распределение атмосферных осадков было достаточно пестрым. В Западной Сибири и на Дальнем Востоке осадки превышали годовую норму. В Прибайкалье и Забайкалье наблюдалась очень слабая отрицательная тенденция. На европейской части России наблюдалась следующая картина: если в ее центральной части была зафиксирована среднегодовая норма, то на севере и на юге существовали тенденции к увеличению среднегодовых норм атмосферных осадков.

Состояние озонового щита в России

Озон, находящийся в тропосфере, является не только парниковым газом. Главная его особенность заключается в том, что на границе стратосферы и тропосферы он создает озоновый щит, защищающий Землю от губительного для живого вещества ультрафиолетового излучения Солнца. Для Земли в целом было выявлено, что скорость уменьшения содержания озона в средних широтах обоих полушарий начиная с 1984 г. составляла 4-5% за 10 лет. Рекордно низкие значения были отмечены в 1992-1994 гг. В северном полушарии над густонаселенными районами содержание озона оказалось в 4 раза ниже нормы.

Состояние озонового слоя над территорией России характеризуется определенным своеобразием. Пониженное содержание озона отмечено над Кольским полуостровом и северо-западом России — на 20-25% ниже по сравнению с Северо-Восточной Сибирью и Камчаткой. В январе 1995 г. снижение уровня озона на 15-20% было отмечено над Западной и Средней Сибирью. В то же время на северо-западе России оно было ниже на 20%.

Начиная с конца марта до середины мая 1997 г. аномально низкое содержание озона, на 30% ниже обычной нормы, наблюдалось над Арктикой и значительной частью Восточной Сибири. Причем размеры этой озоновой дыры достигали 3000 км в диаметре.

Отмечается, что если в 70-е и 80-е годы XX в. снижения уровня озона над территорией России происходили лишь эпизодически, то в 90-е годы озоновые дыры стали фиксироваться над обширными районами страны достаточно регулярно. Некоторые исследователи связывают возникновение озоновых дыр над Арктикой и над высокими широтами в последние десятилетия XX в. с вторжением необычайно холодных стратосферных фронтов.

В 1990 г. в России производилось 197 490 т озоноразрушающих веществ, из которых 41% шел на экспорт при мировом производстве их 650 тыс. т. в год. В 1996 г. производство этих веществ в России снизилось до 477 575 т, из них 38% шло на экспорт. В то же время производство разрушающих веществ снизилось до 110 000 т. В 2000 г. Россия должна была прекратить выпуск озоноразрушающих веществ для промышленных целей. Мировым сообществом рекомендовалось России производить 226 т. в год хлорфторуглеводов для медицинских целей.

Основные загрязнители атмосферного воздуха в России

Аэрозоли

Атмосферные аэрозоли представляют собой взвешенные в воздухе частицы, которые могут поступать непосредственно из источников, например при сжигании ископаемого топлива, или работе металлургических и химических предприятий, или возникать в атмосфере в результате химических преобразований таких газов, как диоксид серы, оксид азота, аммиак и летучие органические углеводороды. Это вторичные аэрозоли. На аэрозолях, размеры частиц которых меняются от 0,1 до нескольких сотен микрометров в диаметре, адсорбируются свинец и высокомолекулярные токсичные органические вещества. Аэрозоли могут быть твердыми и жидкими. Последние образуются из диоксида серы и оксидов азота при влажности 70—80%.

Установлено, что в 1998 г. концентрация взвешенных частиц в атмосфере над европейской частью России составляла в среднем 15—20 мкг/м3, причем наибольшая их концентрация, достигающая 57 мкг/м3, наблюдалась в летние месяцы, а зимой уменьшалась до 7—8 мкг/м3. В азиатской части России содержание аэрозолей, несколько увеличиваясь над Уралом, затем резко снижалось и в районе оз. Байкал их концентрации падали до 1 мкг/м3.

Эмиссия первичных аэрозолей — пыли, сажи и золы — связана в основном с сжиганием ископаемого топлива. В то время как в соседних странах Европы наблюдаются определенные успехи в снижении эмиссии твердых частиц главным образом за счет мер по установке пылеулавливающих фильтров и перехода на сжигание газа, доля России в эмиссии первичных аэрозолей по-прежнему высока и составляет около 30%.

Естественная эмиссия твердых частиц в атмосферу превышает антропогенную. Источниками ее служат вулканы, лесные пожары, эоловый перенос с пустынных и полупустынных регионов, эрозия солончаков и почв и т.д.

В то время как антропогенная эмиссия аэрозольных частиц носит типично локальный характер, перенос первичных аэрозолей обладает глобальным характером. Так, например, пыль из пустыни Сахара была обнаружена в донных осадках Атлантического океана на удалении нескольких тысяч километров. В 1982 г. после извержения вулканов Эль-Чичон и Пинатубо в Мексике вулканическая пыль была обнаружена над Европой. Наличие повышенного содержания вулканических аэрозолей над европейской частью России в августе 1982 г. привело к существенному снижению среднесуточных температур, что было связано со снижением оптической проводимости атмосферы. Лесные пожары приводят к снижению прозрачности атмосферы, но действие дымового аэрозоля кратковременно, он быстро вымывается из атмосферы.

При проникновении взвешенных частиц в органы дыхания человека происходят нарушения системы дыхания и кровообращения. Особенно опасно сочетание высоких концентраций взвешенных частиц и диоксида серы. Наиболее чувствительны к появлению аэрозолей люди, болеющие астмой и аллергическими болезнями.

Диоксид серы и оксиды азота

После углекислого газа и метана наибольшим по объему веществом, поступающим в атмосферу в результате хозяйственной деятельности, является диоксид серы. Его повышенное содержание вызывает не только существенные изменения окружающей среды, например выпадение кислотных дождей, но и оказывает большое воздействие на здоровье населения.

Содержание природного диоксида серы в атмосфере составляет около 100 Мт. Его главными источниками являются вулканы, окисление в воздухе сероводорода, поступающего в результате жизнедеятельности бактерий-десульфаризаторов, и поступление из Мирового океана диметолсульфата. В настоящее время антропогенный выброс диоксида серы вырос до угрожающих размеров.

Антропогенным путем он образуется в результате сжигания ископаемого топлива, особенно высокосернистых газов и нефтепродуктов, а также каменного угля. Диоксид серы оказывает вредное воздействие на здоровье человека, растительность, почвы и водные объекты. Вместе с оксидом азота он образует кислотные дожди, которые закисляют почву и водные системы, разрушающе воздействуя на растительные ткани.

По оценкам на 1985 г., антропогенная эмиссия диоксида серы в атмосферу составляла 160 Мт, а природная — 130 Мт. Из всей антропогенной эмиссии выбросы Европы составляли 50 Мт, а Северной Америки — 21 Мт, причем доля СССР, а затем России составляла 25 — 30% от европейской. В последнее десятилетие XX в. выбросы диоксида серы сократились. Это было вызвано спадом производства в России и независимых государствах, а в странах Европы — за счет контролированного выброса, широкого внедрения методов улавливания и изменения промышленной технологии. Однако в глобальном масштабе сокращения эмиссии диоксида серы не наблюдалось, что связано с непрерывным ростом уровня выбросов в странах Азии, Африки и Южной Америки.

В большинстве городов России, кроме Москвы и Санкт-Петербурга, основными источниками эмиссии диоксида серы являются энергетические объекты, промышленные предприятия, находящиеся вблизи от жилых массивов. Начиная с 1983 г., согласно опубликованным данным, выброс диоксида серы от стационарных источников неизменно уменьшался и за 10 лет сократился с 12 до 7 Мт.

В последнее десятилетие XX в. на территории России концентрация диоксида серы в атмосфере заметно снизилась. Причем над европейской частью выбросы уменьшились в 3 раза, над Уралом — в 2 раза, а в районе оз. Байкал — в 1,5 — 2 раза.

Оксиды азота. Выбросы оксидов азота в атмосферу в последние десятилетия неуклонно растут, так как пока не найдены сравнительно недорогие способы вывода его из антропогенного круговорота. В 1985 г. его глобальная эмиссия оценивалась около 65 Мт, а к началу 90-х годов уже составляла 90—125 Мт.

Техногенное поступление азота в тропосферу происходит при сжигании ископаемого топлива и широкой сельскохозяйственной деятельности. Оксиды азота являются парниковыми газами, но их доля в этом процессе невелика. Повышенная концентрация оксидов азота оказывает неблагоприятное воздействие на дыхательные органы человека.

В последние десятилетия наблюдается неуклонное снижение эмиссии оксидов азота в атмосферу. В США и странах Западной Европы снижение происходит за счет стационарных источников, изменения технологий производства и установки специальных окислителей, а в России снижение связано со спадом производства. В России в 1998 г. находилось в эксплуатации 23,7 млн. автомобилей, а в мире — 700 млн. Общая эмиссия оксидов азота в 1998 г. в России составила 4,15 Мт/год.

Серьезную проблему для состояния окружающей среды представляют извлечение и использование азота воздуха для разнообразных промышленных и особенно сельскохозяйственных нужд (удобрения). В результате молекулярный азот воздуха, извлекаемый из атмосферы, преобразуется в активные соединения, которые вместе с кислородом и водородом участвуют в денитрификации.

Мировое производство удобрений в конце 80-х годов XX в. поднялось до 140 Мт, из них около 60% приходится на азотные удобрения. Около 20% мирового производства азотных удобрений падает на Россию, но в настоящее время производство и потребление удобрений на территории бывшего СССР в связи с экономическим спадом резко сократились.

Трансграничный перенос загрязнений водой

Проблема трансграничного переноса возникла еще в глубокой древности на бытовом уровне, когда поселения, расположенные выше по течению, загрязняли воду или забирали ее для орошения своих полей. В таком случае население, жившее ниже по течению реки, вынуждено было пользоваться загрязненной водой или испытывало недостаток в ней.

Трансграничный перенос загрязнений водой привязан к линейным объектам — рекам или водоемам, имеющим строго очерченные границы, как, например, озера, водохранилища и моря, располагающиеся л о границам государств. В настоящее время примеров трансграничного переноса загрязнений великое множество, и каждый раз они становятся предметом международного обсуждения. Это связано с тем, что результаты трансграничного переноса загрязнений через водные объекты всегда отражаются на состоянии обширной территории, так как данные объекты используются в качестве источников питьевого и хозяйственного водоснабжения, рыбной продукции, морепродуктов, а также в качестве зон рекреаций.

На реках, протекающих через несколько государств, возможны и физические изменения, в том числе водного режима. Они могут быть вызваны созданием систем орошения или осушения, строительством плотин и водохранилищ, систем переброски вод, обваловыванием берегов. При этом возникает и усиливается тесная связь между загрязнением водных объектов, атмосферы и развитием процессов эвтрофикации. Все атмосферные загрязнители рано или поздно оказываются осажденными на поверхности речных водосборов, а затем талыми и дождевыми водами смываются в озера и реки, а далее поступают в воды Мирового океана.

Некоторые проблемы загрязнения водных систем с успехом решаются на международном уровне. К примеру, протекающая через знаменитую силиконовую долину в США р. Колорадо впадает в Калифорнийский залив уже на территории Мексики, протекая по ней примерно 150 км. В данную реку спускают сравнительно очищенные стоки множество предприятий металлургической, нефтехимической и химической промышленности. Но несмотря на это, в пограничной части воды оказываются в достаточной степени загрязненными. На границе с Мексикой работает мощная система очистных сооружений, приводящая в соответствующую по договоренности норму речные воды, которые уже очищенными поступают на территорию Мексики.

Особенности положения и континентальные размеры России делают долю межгосударственных речных бассейнов на ее территории относительно небольшой. Такие бассейны занимают всего 1253 тыс. км2, или 7,3% территории страны. На сопредельных территориях эти бассейны занимают почти вдвое большие площади — 2140 тыс. км2. Речной сток, поступающий с сопредельных территорий в Россию, в полтора раза больше, чем сток из России на эти территории.

На территории России имеются три основных участка трансграничного переноса загрязнений через водные объекты, формирующие региональную экологическую опасность. Это участок китайско-российской границы на Дальнем Востоке — бассейн р. Амур, в которую в основном поступают загрязнения с территории Китая. Поток загрязняющих веществ достаточно велик и в значительной мере связан с тем, что большая часть водосборной площади Амура находится в Китае, а там практически отсутствуют очистные сооружения.

Второй участок представляет собой район казахстано-российской границы: бассейн р. Обь в южной части Западной Сибири, в которую поступают загрязненные воды из р. Иртыш.

Третий участок — это западная и южная части европейской территории России. Здесь сток направлен преимущественно с территории России в Белоруссию, Казахстан и на Украину. С Казахстаном межгосударственным бассейном служит р. Урал, но сток воды и загрязнений по ней меньше, чем поступают по р. Иртыш из Казахстана. На европейской части России две трансграничные реки — верховье р. Днепр и его левые притоки и р. Северный Донец, которая после пересечения Донбасса на Украине вновь выходит на территорию России в Ростовской области. Эта река, таким образом, транзитом возвращает поступившие на Украину загрязнения из России, но к ним добавляются новые загрязнения, источником которых является донбасская промышленность. Загрязнение Днепра и экспорт поллютантов на Украину происходят в пределах Смоленской области и левых притоков Днепра в Брянской области и частично в пределах Курской и Белгородской областей.

Сток воды и загрязнений в верховьях р. Западная Двина, поступающий в Белоруссию, в основном формируется в Тверской и частично Смоленской областях, в пределах которых плотность населения невелика и слабо развиты промышленность и сельское хозяйство.

Реки стран Балтии и Финляндии текут в основном в направлении территории России. Ввиду того что это истоки крупных рек, объем импортируемых загрязнений в них превышает экспорт таковых из России.

Взаимный обмен речными водами у нашей страны происходит с 16 государствами. При этом Россия получает воду из 9 государств, а передает свою воду 7 государствам.

Трансграничный перенос морскими течениями связан в Арктике с системой Норвежско-Нордкапских течений, выносящих загрязнения из Северного и Норвежского морей в Баренцево море. В Северное море сбрасывают загрязненные воды многие государства Европы. В последние десятилетия к числу загрязняющих веществ добавились жидкие радиоактивные отходы, а воды шельфа Северного и Норвежского морей, кроме того, загрязняются работающими буровыми установками, с помощью которых добываются нефть и газ. Поток загрязнений, поступающих трансграничными течениями, отмечается по всей акватории Баренцева моря и прослеживается в Карском море.

Аляскинское течение способствует загрязнению Берингова моря продуктами от нефтепромыслов, расположенных на Аляскинском шельфе. Цусимское течение выносит загрязнения из Желтого и Восточно-Китайского морей, сбрасываемые Китаем, Японией и с Корейского полуострова, в сторону Приморья.

Из арктических морей России вынос поллютантов возможен к берегам Аляски циркумполярным течением в Северном Ледовитом океане и трансарктическим течением от берегов Евразии к проливу между Гренландией и Шпицбергеном. Восточно-Сахалинское течение может выносить поллютанты к берегам Японии. В Черном море течение, проходящее с юга на север вдоль российской части берега, приносит загрязнения от берегов Турции и Грузии; к берегам Крыма оно перемещает поллютанты и от российских источников, а также из Азовского моря, основным загрязнителем которого является сама Россия.

Проблемы трансграничного переноса поллютантов водным путем и организация необходимой системы очистки вод должны решаться на двусторонней основе, так как всегда известен конкретный источник и легко определяются пути перемещения поллютантов.

Твердые и радиоактивные отходы

Твердые отходы. Хозяйственная деятельность человека связана с непрерывным процессом извлечения и перемещения вещества, суммарная масса которого ежегодно составляет около 300 млрд. т. Развитие мировой экономики сопровождается неуклонным ростом добычи различных видов минеральных ресурсов, из которых на всех этапах — от добычи и обогащения до переработки — формируется основная масса твердых отходов. Примерно половина всей массы добытых каменного угля и железной руды превращается в отходы.

Россия, являясь одним из крупнейших поставщиков сырья, главенствует и в поставке соответствующих отходов. Согласно данным ряда авторов, в отвалах на территории России к началу 80-х годов XX в. накоплено более 50 млрд. т. твердых отходов, а к началу XXI в. их количество возросло до 80 млрд. т. Эти отходы занимают около 250 тыс. га земель.

Карьерно-отвальные комплексы, остающиеся в местах добычи полезных ископаемых, являются одним из основных факторов, дестабилизирующих экологическую обстановку. Карьерно-отвальный способ добычи железной руды на Курской магнитной аномалии по сути уничтожил на большой площади плодороднейшие черноземные земли. Крупные карьеры располагаются на Урале, в Восточной Сибири, на Кольском полуострове, в Волго-Вятском районе (разработка горно-химического сырья), Ленинградской области (добыча доломита и бокситов), Белгородской и Липецкой областях (добыча мела и известняка), Московском регионе (добыча угля и строительных материалов). В местах расположения шахт возникли терриконы, шахтные отвалы, сложенные породами, которые при выветривании загрязняют окружающую среду токсичными веществами. Переносимые поверхностными водами загрязнители оказывают негативное воздействие на почвы, речные системы и растительный покров.

В городах России особенно резко выросла масса твердых бытовых отходов. Коммунальные отходы в конце XX в. составили около 270 кг на человека ежегодно. Их анализ показывает, что основная масса приходится на долю органических компонентов, составляющих около 80%.

К твердым отходам относятся шламы, поступающие с очистных сооружений. На специальных иловых площадках скопилось около 200 млн. т. отходов. Во многих странах эти осадки используют в качестве удобрений, но в России такой вид утилизации невозможен из-за высокой концентрации в них тяжелых металлов и других загрязнителей. Главная причина заключается в том, что во многих городах происходит смешивание промышленных стоков и коммунальной канализации.

Наиболее распространенный способ переработки несортированных твердых бытовых отходов — их сжигание при высоких температурах на специальных мусоросжигательных заводах. В последние годы многие страны стали отказываться от этого способа утилизации, так как было установлено, что в процессе сжигания образуются высокотоксичные вещества — диоксины и ядовитые газы.

Оптимальное решение утилизации твердых бытовых отходов в России с учетом зарубежного опыта — это максимально возможная комплексная их переработка. Она заключается в совместной работе мусороперерабатывающих и мусоросжигательных заводов с использованием новейших технологий.

Опасные отходы. В начале 70-х годов XX в. задача «химизации сельского хозяйства» решалась в первую очередь в интересах химической и нефтехимической промышленности и военно-промышленного комплекса. Однако химизация мало помогала сельскому хозяйству. Страна непрерывно расширяла закупки хлеба за рубежом, а построенные химические комбинаты наносили огромный ущерб здоровью людей и окружающей среде. Огромное количество отходов с химических предприятий, необходимость уничтожения химического оружия с просроченными сроками хранения и утилизация опасных загрязнителей привели к загрязнению среды.

Сегодня крупнейшим в мире производителем опасных отходов являются США. В этой стране в начале 80-х годов ежегодно производилось 270 млн. т. таких отходов. Следом за США идет Россия, в которой масса опасных отходов в 1998 г. составляла 107 млн. т., на третьем месте находится Индия, создающая около 40 млн. т. опасных отходов.

Среди опасных веществ, наличие которых даже в самых ничтожных концентрациях создает угрозу жизни человека и живых организмов, первое место занимают диоксины. Попадая в организм человека, вещества этого класса медленно разлагаются и практически не выводятся из него, оказывая негативное воздействие на все органы человека. Вторыми по степени негативного воздействия являются пестициды, затем тяжелые металлы, ядерные и иные твердые токсичные отходы.

Особую группу токсичных веществ составляют углеводороды. Они не только взрываются в смеси с воздухом, но и обладают наркотическим действием, а также являются сильными канцерогенами.

При замене водорода хлором образуются хлорированные углеводороды, которые широко используются в промышленности (растворители, изоляторы), быту и сельском хозяйстве (пестициды). Многие из этих веществ обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, нарушая эндокринную систему человека. Все они, обладая сильно выраженными свойствами токсиканта и имея высокую степень устойчивости к разложению, получили широкое распространение в окружающей среде, проникли в организмы животных и человека, стали накапливаться в жировых тканях. Несмотря на запрещение и ограничение в использовании ряда опасных органических соединений, сокращение их общего количества в окружающей среде пока не наблюдается.

Огромной проблемой как для Европы, так и для России являются захоронения промышленных отходов, которые нередко содержат опасные для здоровья человека вещества. Во многих странах проводят инвентаризацию старых свалок и соответствующие очистные работы. В России такой практики не существует, и обычно старые захоронения и свалки обнаруживают, когда застраивают новые районы.

Существует группа веществ, именуемых супертоксикантами: ДДТ, бефинилы, диоксины, фураны, свинец, кадмий, ртуть, бериллий, мышьяк. Все они нарушают работу эндокринной системы, приводят к росту бесплодия, вызывают некоторые формы раковых заболеваний. Их отличительная черта — чрезвычайно высокая устойчивость к химическому и биологическому разложению. Эти вещества сохраняются десятки лет и все время встраиваются в трофические связи. Попадая в малых количествах в организм, они имеют способность накапливаться до угрожающих для жизни размеров.

Источниками свинца являются горнодобывающие и горно-обогатительные предприятия. Большая часть эмиссии свинца в России приходится на автотранспорт, использующий этилированный бензин, а также на отходы, содержащие свинец аккумуляторных батарей, которые пока плохо утилизируются.

Анализ керна льдов Гренландии показал, что концентрация свинца в воздухе увеличилась за вторую половину XX в. в 400 раз по сравнению с XIX в. Высокий процент содержания свинца обнаружен в костях современных людей: в 1000 раз больше, чем в костях людей, живших 1500 лет назад.

Источниками поступления кадмия в окружающую среду служат производство цветных металлов, сжигание твердых отходов, угля, производство минеральных удобрений и в особенности фосфорных удобрений (переработка апатитов и фосфоритов). Природная глобальная эмиссия кадмия составляет около 300 т/год, тогда как антропогенная — около 9000 т/год. Крупнейшими производителями кадмия до сих пор остаются США и Россия. Предприятия по выплавке свинца, цинка и кадмия находятся в городах Дальнегорске (Приморский край), Белово (Кемеровская область), Владикавказе (Северная Осетия), пос. Кличка (Читинская область). Самым загрязненным городом мира по содержанию в атмосфере свинца и кадмия является г. Белово.

Хотя крупные производства ртути в России отсутствуют, так как ртуть раньше выплавлялась на Украине и в Киргизии, наша страна является одним из главных потребителей этого металла, который используется в электротехнической промышленности и приборостроении, в хлорных производствах, медицинской практике, сельском хозяйстве. Однако до сих пор в России не налажена утилизация приборов и не разработаны технологии переработки отходов, содержащих ртуть.

Одними из самых ядовитых веществ, широко применяемых в промышленном производстве и сельском хозяйстве, являются пестициды. К регионам, наиболее загрязненным пестицидами, относятся Северный Кавказ, Приморский край и области Центрально-Черноземного региона. Помимо негативного воздействия на здоровье человека перманентное использование пестицидов ведет к уничтожению некоторых видов растений и развитию у ряда растений иммунитета к другим ядохимикатам.

Радиационная угроза

О действительных масштабах прямого воздействия радиации на здоровье и жизнь людей человечество узнало после атомных бомбардировок японских городов Хиросима и Нагасаки. В послевоенные годы стали проводиться широкомасштабные испытания ядерного оружия в воздухе и водной среде. Географический диапазон испытаний ядерного оружия достаточно широк: штат Невада и Маршалловы острова (США), Австралия и острова Имолден и Рождества (Великобритания), Алжир и атолл Морроруа (Франция), Синцзян (Китай), Индостан (Индия и Пакистан), Северный Прикаспий, Восточный Казахстан и Новая Земля (СССР). В 1963 г. испытания в атмосфере и водной среде были запрещены и, за исключением Франции и Китая, стали проводиться только в подземной среде. Однако к тому периоду во всех средах оказались значительные массы радиоактивных веществ.

В настоящее время в мире создана мощная индустрия производства энергетических ядерных реакторов, которые устанавливают на атомных электростанциях, гражданских и военных судах, преимущественно на подводных лодках, и даже на космических аппаратах. Долгое время после запрета 1963 г. продолжались подземные ядерные испытания. Казалось, что это послужит некоторой гарантией чистоты воздушной среды. Однако иногда происходят аварии и на ядерных объектах. Так, взрыв на Чернобыльской АЭС привел к загрязнению воздушной среды. Это было связано с тем, что реактор содержал столько же расщепляющегося вещества, сколько 1000 бомб, подобных бомбе, сброшенной на Хиросиму, и поэтому горение и выброс огромного количества расщепляющегося вещества вызвали радиоактивное заражение на гораздо большей территории, чем в Японии.

Первый взрыв атомной бомбы в районе г. Семипалатинска в Казахстане 9 августа 1949 г. означал, что Советский Союз наладил производство обогащенного урана, плутония и других расщепляющихся веществ. Быстрый рост отечественного ядерного комплекса привел к тому, что уже в 1970 г. был ликвидирован разрыв в данной области с США. К этому сроку были построены крупнейшие военные и ледокольные суда с атомными реакторами и началось развитие гражданской ядерной энергетики. В начале 80-х годов ЮС в. в Советском Союзе был создан огромный интегрированный и централизованный ядерный промышленный комплекс, состоящий из 150 исследовательских институтов и промышленных производств. Производство высокообогащенного урана развивалось в нескольких закрытых городах. Однако в последующие годы в связи с сокращением ядерного вооружения возникла проблема хранения и переработки высокообогащенного урана и плутония. Безопасное хранение высвобождающегося глубоко обогащенного урана особенно актуально в отношении металлического плутония, так как он исключительно опасен для здоровья людей и окружающей среды.

Атомная энергетика до катастроф на АЭС в Тримайл Айленде (США) и Чернобыле (СССР) считалась самой безопасной и перспективной. Из всех существующих в мире ассигнований на энергетические разработки около 80% шло на научные разработки в области атомной энергетики. К началу 80-х годов XX в. суммарная мощность АЭС достигала 367,4 ГВт. Однако с Чернобыльской катастрофы в 1986 г. начался спад атомной энергетики. Уже в начале 90-х годов число выводимых из строя реакторов превысило число вводимых. Швеция, Италия и Австрия пересмотрели свою политику в отношении строительства АЭС, однако такие страны, как Франция, Бельгия, Швейцария, Япония, по-прежнему основывают свою энергетику на базе ядерных реакторов, а некоторые развивающиеся государства даже наращивают строительство атомных электростанций. К концу XX в. в мире насчитывалось 432 АЭС и более половины мощности ядерных установок находилось в Европе. Из азиатских АЭС 2/3 находятся в Японии. В 1998 г. Япония начала строительство еще 20 АЭС. Но после того как в Японии произошел ряд аварий на АЭС в 1999 и 2000 гг., причем с утечками радиации, радиоактивным поражением персонала и эвакуацией жителей, встал вопрос о корректировке программы строительства АЭС. В 2030 г. большинство европейских АЭС закроется.

В настоящее время в России работает девять АЭС с 29 энергоблоками, из которых 11 реакторов того же типа, что и на Чернобыльской АЭС. Основная часть АЭС расположена на европейской части России. В Сибири находится две АЭС, из которых Билибинская АЭС обеспечивает 60% электроэнергии Чукотский автономный округ.

Кроме гражданских АЭС функционирует большое количество энергетических реакторов военного назначения на подводных лодках и боевых кораблях, а также на ледокольном флоте. Количество ядерных установок в военном флоте на порядок превышает число энергоблоков гражданских АЭС.

Основная проблема атомного военного и гражданского энергетического комплекса — утилизация радиоактивных отходов и отработанного ядерного топлива. Ядерные отходы присутствуют на всех стадиях производства, начиная от добычи и обогащения руды, извлечения расщепляющихся материалов и заканчивая получением конечной продукции, в том числе ядерных боеголовок и топливных элементов. Расходы на безопасное хранение, транспортировку ядерных отходов и переработку топливных элементов огромны. Затраты на обращение с отходами довольно часто не включаются в стоимость конечного продукта, поэтому утверждение о дешевизне атомной энергии — устойчивый миф.

Часть радиоактивных отходов находится в специально созданных хранилищах, но не учтено значительное количество отходов, захороненных в Мировом океане. В водах Мирового океана США и страны Западной Европы затопили около 190 тыс. контейнеров общей массой 100 тыс. т. Даже в настоящее время продолжается сброс низкоактивных жидких отходов в воды морей и океанов. Советский Союз начал затопление ядерных отходов в 1959 г. в Карском и Баренцевом морях. Помимо захороненных контейнеров в Мировом океане затонуло несколько атомных подводных лодок и около 50 ядерных боеприпасов разных стран.

Массированное локальное, региональное и глобальное радиационное загрязнение в России началось с испытания ядерного оружия. В период наиболее интенсивных испытаний в 1962 г. плотность среднемесячных радиоактивных выпадений в Амдерме, Диксоне и Нарьян-Маре превышала допустимый уровень от 2 до 10 раз. Испытания на Новой Земле проводились на поверхности, в атмосфере и под землей, поэтому столь высока степень радиоактивного заражения. С 1964 г. на Новой Земле проводились только подземные испытания. Во время таких испытаний не происходит выпадения радиоактивных осадков, но возможна утечка инертных радиоактивных газов, которые, однако, на большие расстояния не распространяются и обладают очень коротким сроком распада.

Всего на территории России было осуществлено 84 подземных ядерных взрыва. Задачи таких взрывов — создание подземных полостей в целях сброса туда загрязнений или хранения в них углеводородов, интенсификация добычи нефти, создание провальных воронок и плотин, гашение горящих скважин, глубинное зондирование недр и т. д. В настоящее время проводятся исследования и выявляются последствия подземных ядерных взрывов как с точки зрения радиационной обстановки в настоящем и будущем, так и с точки зрения воздействия этих взрывов на недра вследствие обширности территорий, подвергнутых ядерным взрывам, охватывающим практически всю территорию России.

Все ядерные испытания, произведенные для решения как военных, так и гражданских задач, нанесли значительный локальный, а местами и региональный экологический ущерб.

Длительный период перехода от экстенсивного пути развития к интенсивному отрицательно отразился на состоянии природной среды России. Примерами развития негативных процессов являются Волжский бассейн, целинные земли, Аральский регион. В России крайне низка эффективность использования экологического пространства.

Выбросы парниковых газов и озоноразрушающих продуктов до сих пор велики. В результате глобального потепления в России произошли значительные изменения погодных условий и природных ландшафтов. Над определенными районами на территории России наблюдается уменьшение озонового слоя. К основным загрязнителям воздуха относятся аэрозоли, диоксиды серы и оксиды азота. Особенно большой проблемой является трансграничный перенос загрязненного воздуха и вод. Территория России сильно загрязнена твердыми и радиоактивными отходами.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.