Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами загрязняющих веществ) служат основные компоненты экотопа (местообитание биотического сообщества): атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения (жертвы загрязнения) являются составляющие биоценоза – растения, животные, микроорганизмы.
Источники загрязнения весьма разнообразны: среди них не только промышленные предприятия и теплоэнергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, намеренно вводимые человеком в экосистемы для защиты полезных продуцентов от вредителей, болезней и сорняков.
Среди ингредиентов загрязнения – тысячи химических соединений, особенно металлы и оксиды, токсические вещества, аэрозоли. Разные источники выбросов могут быть одинаковыми по составу и характеру загрязняющих веществ. Так, углеводороды поступают в атмосферу и при сжигании топлива, и от нефтеперерабатывающей, и от газодобывающей промышленности.
Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид (главным образом микроорганизмы), подающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации – предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.
Различают антропогенные загрязнители, разрушаемые биологическими процессами и неразрушаемые ими (стойкие). Первые входят в естественные круговороты веществ и поэтому быстро исчезают или подвергаются разрушению биологическими агентами. Вторые не входят в естественные круговороты веществ, а потому разрушаются организмами в пищевых цепях.
Загрязнения окружающей среды подразделяют на природные, вызванные какими-то естественными, обычно катастрофическими причинами (извержение вулкана, селевой поток и т.п.), и антропогенные, возникающие в результате деятельности людей.
Среди антропогенных выделяют загрязнение биологическое – случайное или благодаря деятельности человека; механическое – засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико-химических последствий; химическое – изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается среднемноголетнее колебание количества каких-либо веществ для рассматриваемого периода времени или проникновение в среду веществ, нормально отсутствующих в ней или в концентрациях, превышающих норму.
Загрязнение физическое подразделяется на:
1) тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов и воды;
2) световое – нарушение естественной освещённости местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных;
3) шумовое, образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня;
4) электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных средств среды (от линии электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.п.), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах;
5) радиоактивное, связанное с превышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.
Загрязнение микробиологическое (микробное) – появление необычно большого количества микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на антропогенных субстратах или средах, изменённых в ходе хозяйственной деятельности человека.
С экологических позиций загрязнение означает не просто внесение в атмосферу, почву или воду тех или иных чуждых им компонентов. В любом случае объектом загрязнения является элементарная структурная единица биосферы – биогеоценоз. Кроме того, избыток одних веществ в природной среде или просто присутствие в ней других веществ означает изменение режимов экологических факторов, поскольку вредные вещества по сути дела и есть экологические факторы. Следовательно, режим этих факторов (или их состав) отклоняется от требований экологической ниши того или иного организма (или звена в пищевой цепи). При этом нарушаются процессы иного обмена веществ, снижается интенсивность ассимиляции продуцентов, а значит, и продуктивность биогеоценоза в целом. Таким образом, с экологической позиции загрязнению можно дать следующее определение: загрязнение окружающей среды есть любое внесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная экосистема разрушается или снижается её продуктивность.
Загрязнение среды – сложный многообразный процесс. Отходы производств оказываются обычно там, где их раньше не было. Многие из них химически активны и способны взаимодействовать с молекулами, входящими в состав в ткани живого организма, или активно окисляться на воздухе. Понятно, что такие вещества оказываются ядами по отношению ко всему живому.
Последствия загрязнения далеко не всегда ощущаются сразу. Скачкообразным проявлением загрязнения нередко предшествуют скрытые. Именно поэтому в настоящее время ученые интенсивно ищут способы своевременной косвенной индикации загрязнения в самые начальные его моменты.
Но загрязнение – это не только выброс в природную среду вредных веществ. При отводе воды в естественные водоемы от систем охлаждения в них изменяется естественный режим температуры, что представляет собой тепловое загрязнение. Важно то, что меняется режим температуры. В качестве загрязнения можно рассматривать и отклонение от оптимальных параметров уровней шума и освещенности.
Можно кратко сформулировать последствия загрязнения следующим образом:
1. Загрязнение среды есть процесс нежелательных потерь вещества, энергии, труда и средств, приложенных человеком к добыче и заготовке сырья и материалов, превращающихся в безвозвратные отходы, рассеиваемые в биосферу.
2. Загрязнение имеет следствием необратимое разрушение как отдельных экологических систем, так и биосферы в целом, включая воздействие на глобальные физико-химические параметры среды.
3. Вследствие загрязнения теряются плодородные земли, снижается продуктивность экологических систем и биосферы в целом.
4. Загрязнение прямо или косвенно ведет к ухудшению физического и морального состояния человека как главной производительной силы общества.
5. Защита окружающей среды от загрязнения – одна из ключевых задач в общей проблеме оптимизации природопользования, сохранения качества среды для настоящего и будущих поколений людей.
Экологическое самосознание человека. Человечество – великая геологическая сила, одаренная самосознанием. До сих пор разум человека служил прежде всего средством осуществления господства над «слепыми природными силами». Разум, воля, организованность, взаимопомощь – все эти качества издавна определили особое положение человека на Земле, который мог устоять после любых природных катастроф. Человек создал замечательную технику, перед которой бессильна земная природа, и из всепланетного фактора стал фактором космическим, распространяющим свое влияние на околоземный космос, некоторые планеты.
И вот теперь, когда «человек стал великаном», он все яснее осознает мудрость истины, высказанной некогда Ф. Бэконом: «Чтобы покорять природу, надо ей подчиняться».
В середине нашего века человечество стало постепенно менять свою стратегию по отношению к природе. От альтернативы «господство или подчинение» пришлось отказаться. Сотрудничество с природой, ее всемирная охрана!
Но тут возникает извечная проблема противоречия мечты и действительности. Благие пожелания требуется реализовывать, а ведь далеко не все создания прекрасной человеческой фантазии могут быть воплощены в жизнь. Человек в отношениях с природой всегда ориентировался на пышные райские кущи – это не мешало ему создавать техногенные пустыни.
Два десятилетия назад казалось, что технические системы «…вскоре составят искусственную Природу – гораздо более сложную и в то же время гораздо более гибкую и послушную творческому гению человечества, чем когда-либо была мать-Природа». Так писал английский физик Д. Бернал. Сейчас подобные представления выглядят безнадежно устаревшими. Искусственная природа, как оказалось, ни сложностью, ни гибкостью, ни красотой не может соперничать с Матерью-Природой.
Самый замысловатый современный физический прибор, самая «умная» кибернетическая машина устроены гораздо проще, чем обыкновенный зеленый лист дерева, бабочка или медуза. Чем лучше мы узнаем внутреннюю биохимическую жизнь организмов и необычайную сложность взаимосвязей особей, видов между собой и с окружающей средой, тем больше восхищаемся гармонией природных процессов и тем яснее понимаем, с какими трудностями связана их перестройка. Мы начинаем постигать неявную мудрость Природы, идеально приспособившей естественные ландшафты к определенным физическим зонам земной поверхности. Нам с трудом дается это искусство. Нет у нас в запасе тех тысяч лет, которыми располагает Природа. Мы вынуждены искать новые, неведомые природные решения, создавать новые ландшафты, следить за их развитием и направлять его, отмечать закономерности эволюции, чтобы давать обоснованные прогнозы на ближайшее и далекое будущее.
Понимание прошлого – важнейший компонент предвидения будущего. Единству природы и человека должно соответствовать единство знаний о природе и человеке. Только обобщенное знание, включающее, наряду с естественными науками, также этику и эстетику, поможет перестраивать природу по законам и пользы, и красоты.
Но как бы велики ни были наши знания, следует помнить о незнании. Именно им определяются вредные нежелательные последствия человеческой деятельности. Успехи науки не избавляют нас от незнания многих и многих аспектов жизни природы, общества, самих нас. Поэтому, не уповая всецело только на знания – великую силу научно-технического века, приходится учитывать их ограниченность, уметь сомневаться, стремиться к красоте, доверять природе ...