Техногенне розсіювання металів й охорона навколишнього середовища

Непредвиденные последствия хозяйственной деятельности, о которых еще писал Ф. Энгельс, отчетливо обнаружились в се­редине XX в. Люди увидели, что под мощным воздействием раз­вивающегося производства проис­ходят глубокие изменения в при­роде. Многие из этих изменений оказались неожиданными и серь­езными. Техногенное пере­распределение химических эле­ментов создало реальную опас­ность загрязнения биосферы как среды жизни человека.

В индустриально развитых ка­питалистических странах загрязне­ние окружающей среды угрожаю­ще быстро нарастает. На севере США практически погублена уни­кальная природа знаменитых Ве­ликих Озер, с детства памятная всем по романам Фенимора Ку­пера. Красивейшая река мира, во­спетая Генрихом Гейне и Роменом Ролланом,— Рейн превратился в «сточную канаву Западной Евро­пы». В больших городах и про­мышленных центрах загрязнение окружающей среды достигло наи­большей остроты. Так, например, район Рура получает 50% всей пыли, поступающей в воздух над территорией ФРГ. Невольно при­ходят на память слова К. Маркса: «…культура, — если она разви­вается стихийно, а не направляется сознательно… — оставляет после себя пустыню…» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 32, с. 45).

Избыточное поступление про­дуктов техногенеза распростра­няется не только на сушу. В Миро­вой океан каждый год сбрасывает­ся с промышленными стоками та­кое количество железа, которого хватило бы на производство 50% стали, выплавляемой во всем мире.

Сокращение площади нетро­нутой природы, засорение про­мышленными отходами рек и во­доемов, случаи массовой гибели рыб и птиц тревожат не только ученых, но и широкие массы на­селения, заставляют задуматься над последствиями бурно разви­вающегося производства. Конеч­но, эта общепланетарная пробле­ма не может быть решена силами одной страны, для этого требу­ются усилия всех государств мира. В июне 1972 г. в Стокгольме со­стоялась специальная конферен­ция Организации Объединенных Наций, посвященная проблемам охраны окружающей человека среды. В 1973 г. было принято постановление ЦК КПСС и Со­вета Министров СССР «Об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресур­сов». Разработана международная программа широких исследований для предотвращения загрязнения окружающей среды. В осуществ­лении этой программы активное участие принимает СССР. Созда­на также международная система наблюдения (мониторинга) за состоянием окружающей среды.

Среди разнообразных явлений загрязнения окружающей среды одно из наиболее значимых — нарастающее техногенное рассея­ние металлов. Насыщение био­сферы металлами, находящимися в высокоактивном состоянии рас­сеяния, существенно меняет гео­химию окружающей среды, на­рушает природные равновесные системы, сложившиеся на протя­жении миллионов лет.

Пути распространения и источ­ники рассеяния крупных масс металлов разнообразны. Есть оче­видные источники загрязнения рассеянными металлами. Ими мо­гут быть промышленные пред­приятия, не обладающие устрой­ством для улавливания продук­тов отхода производства. Вокруг таких предприятий образуются техногенные геохимические ано­малии. Кому не приходилось ви­деть зеленовато-серые клубы дыма, поднимающегося из труб цементных заводов, или черный дым, идущий из труб тепловых электростанций? Вещества, выно­симые с дымами, не исчезают, они оседают преимущественно вокруг этих заводов и станций.

Американский ученый М. Флейшер в штате Монтана (США) об­наружил, что вокруг завода, вы­плавляющего цинк, образовалось поле высокой концентрации этого металла и его спутника — кадмия. На расстоянии 1,8 км от завода в килограмме почвы содержалось 1090 мг цинка и 68 мг кадмия, на расстоянии 3,6 км — 238 мг цинка и 17 мг кадмия, и только на уда­лении свыше 7 км количество этих металлов было обычным для этой местности. Причина образования этой цинково-кадмиевой геохими­ческой аномалии настолько ясна, что не требуется никаких поясне­ний. Труднее было выяснить об­разование узких придорожных геохимических аномалий кадмия, которые стали возникать сравни­тельно недавно мы уже упомина­ли о загрязненных свинцом по­лосах, сопровождающих автома­гистрали. При исследованиях в Японии и Австралии было обнару­жено, что наряду со свинцом в этих полосах присутствует в по­вышенном количестве кадмий. Оказалось, что этот металл при­меняется при вулканизации шин и в процессе их истирания рассеива­ется вблизи автострад.

Часто рассеяние металлов идет еще более сложными путями. Для ликвидации плесневого грибка на пшенице в Швеции перед посе­вом стали протравлять зерно раст­вором метиловой ртути. Это по­влекло за собой массовое отрав­ление зерноядных, птиц, а также хищников, которые питались эти­ми птицами. При этом имело мес­то уже знакомое нам явление: у хищных птиц концентрация рту­ти в организме была в несколько раз выше, чем у зерноядных.

Интересно, что ртути много об­наружилось в перьях птиц. По-видимому, организм стремился хотя бы частично освободиться от избытка металла и выводил его в перовой покров. В перьях отрав­ленных птиц ртути было на мате­матический порядок больше, чем у птиц из соседних стран, где про­трава посевного зерна метиловой ртутью не производилась.

Отравлением зерноядных птиц и хищников дело не ограничива­лось. Ртуть вымывалась из полей и, вовлекаясь в водную мигра­цию, переносилась в геохимиче­ски подчиненные ландшафты. Особенно накапливалась она в воде озер. Этому способствова­ли сточные воды целлюлозно-бумажных предприятий, также содержавшие этот металл. В ито­ге его содержание в озерной рыбе возросло почти в 10 раз по срав­нению с морской. После выясне­ния всей картины последовало запрещение использования пре­паратов ртути.

Примеров техногенного за­грязнения природы рассеянными металлами много. Каков же вы­ход? Наивно думать, что можно отказаться от достижений циви­лизации, свернуть промышлен­ность и сельскохозяйственное производство и превратить пла­нету в огромный заповедник. В эпоху технического прогресса возвратиться к исходным рубе­жам развития человеческого об­щества невозможно. Выход в том, что взаимоотношение общества с природой должно строиться на познании закономерностей воз­действия производства на окру­жающую среду.

Необходимо знать, какие ме­таллы и их соединения загрязня­ют среду и установить их источник. Не менее важно установить пути миграции рассеянных метал­лов и условия их концентрации. Для выяснения этого трудно пе­реоценить значение геохимии. Методы и подходы этой науки позволяют не только установить закономерности рассеяния метал­лов в окружающей человека при­родной среде, но и прогнозиро­вать развитие событий.

Организация контроля за загрязнением металлами окру­жающей среды — важная научно-техническая задача. Однако конт­роль — это еще не решение проб­лемы. Для обеспечения со­хранности среды необходимо перекрыть пути рассеивания ме­таллов в биосфере. Чтобы прекра­тить загрязнение рассеянным свинцом, прежде всего нужно отказаться от применения тетраэтилсвинца.

Человек, преобразуя природу, должен учиться у нее. Геохимия открыла циклические миграции химических элементов. Посредст­вом их осуществляется обмен веществ и энергии на поверхности нашей планеты. Этот принцип ученые и инженеры стремятся использовать в современном про­изводстве. Для сохранения чисто­ты водоемов большое значение имеет переход к замкнутым цик­лам промышленного водоснабже­ния, для охраны воздушного океа­на — создание очистных устройств с оборотным использованием воз­духа. Постепенный переход пред­приятий, активно загрязняющих окружающую среду отходами производства, на безотходную переработку сырья — важнейшая народнохозяйственная задача.

У безотходной технологии име­ется еще один аспект — экономи­ческий. Количество металлов в земной коре не безгранично. При современном способе ведения производства человек концентри­рует металлы лишь для того, что­бы они рассеивались и загрязня­ли биосферу. Безотходная техно­логия решает не только проблему загрязнения природной среды, но и проблему исчерпания природ­ного сырья. Академик П. А. Ка­пица считает, что «средством пред­отвращения глобального кризиса, связанного с истощением сырье­вых ресурсов, может служить пе­ревод промышленного производ­ства на так называемые «замкну­тые процессы»… С научной точки зрения замкнутые процессы впол­не осуществимы, хотя и значитель­но сложнее, чем применяемые сегодня».

В СССР много делается для со­вершенствования технологии с целью охраны природы и макси­мального использования сырья. На заводах цветной промышлен­ности организуются цеха по пере­работке металлургических газов пыли. Многие металлургические предприятия в результате комп­лексного использования сырья превратились в химико-металлур­гические.

Охрана окружающей среды в нашей стране — важная часть го­сударственной политики. Приняты законы об охране природы. Конкретные цели в этой области и пути их достижения намечены поста­новлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР о мерах по защи­те от загрязнения Каспийского, Черного и Азовского морей, бас­сейнов Волги и Урала, о сохране­нии богатств озера Байкал. В при­нятых XXV съездом КПСС «Основ­ных направлениях развития народного хозяйства СССР» этому вопросу также уделено должное внимание.

В Основном Законе СССР— Конституции, принятой 7 октября 1977 г., вопросам охраны и ис­пользования природных ресурсов специально посвящена 18 статья. В ней указано, что в нашей стране принимаются все меры для охра­ны, рационального использования и воспроизводства природных бо­гатств и улучшения окружающей человека среды.

Существенная сторона техноген­ного изменения природы — нара­стающее обогащение биосферы металлами, находящимися в со­стоянии рассеяния. Углубление наших представлений об этом сложном явлении, раскрытие за­кономерностей процессов рас­сеяния химических элементов — одна из интереснейших задач современного естествознания, имеющая важное народнохозяйст­венное значение.

• ← Геохімія головних металів-забруднювачів