территориальных комплексных схем охраны природы (ТЕРКСОП) и др.

1.6 О путях реализации идеи ноосферы

Реализация идеи ноосферы предполагает продвижение в следующих фундаментальных направлениях:

1)разработка и внедрение безотходных и малоотходных технологий;

2)освоение литосферного строительного пространства и многофункциональное использование недр;

3)создание системы ограничений и экологических квот на местном, региональном и глобальном уровнях с соответствующими системами мониторинга;

4)разработка научных основ геоэкологизации жизнедеятельности с целью формирования принципиально нового менталитета у профессионалов и населения.

Для выполнения таких сложных задач необходимо создать и внедрить программу непрерывной экологической и геологической подготовки с дошкольного возраста. Основная трудность при этом заключается не в разработке концепции устойчивого развития человечества, а в формировании принципиально нового менталитета у специалистов и населения.

Принципиально новый менталитет предполагает не просто воспитание любви к природе и высокий уровень знаний о законах ее развития, но полный отказ от жизнедеятельности в условиях экологического риска, усиливающегося сегодня в геометрической прогрессии. Промышленностью производится более двух миллионов химических соединений, а определяется (и то не систематически) экологическое влияние на живое вещество только 5-6 %. Именно экологически необоснованным широким применением таких веществ, как ДДТ, углеводороды типа бензапирена, хлорбензольные соединения, диоксин и другие суперяды, обусловлены явления экологического иммунодефицита, которые опаснее СПИДа. Разработка и доведение до сведения специалистов и населения новых принципов экологической безопасности, имеющих первостепенное значение при реализации любого проекта и рассмотрении программы деятельности любого производства, должны стать главным этапом в проектной, строительной и любой производственной деятельности. Необходимо отказаться от внедрения и широкого применения технологий, экологический риск от которых недостаточно исследован. Только при такой постановке дела возможно избежать аварии типа Чернобыльской.

Изучение проблем экологического риска необходимо предусмотреть уже в школьных программах. В школе же следует начать рассматривать вопросы экологии растений, животных, микроорганизмов, человека. Причем вопросы экологии, охраны окружающей среды и природопользования должны быть представлены не только в специальных предметах, они должны входить во все школьные и вузовские дисциплины: от физики, математики и литературы до химии и биологии.

До сих пор недостаточно осуществлена геоэкологическая дифференциация и

27

интеграция геологических и географических наук. Такие крупные ученые, как академик В.И. Осипов, рассматривают геоэкологические проблемы и в геологическом, и в географическом плане, а В.Т. Трофимов и др. считают геоэкологию и экологическую геологию науками об экосистемах /159, 172/. Отсутствие четкой дифференциации и интеграции экологических дисциплин и общепринятой классификации наук тормозит разработку фундаментальных проблем экологизации и геологизации образования и реализацию этих принципов в виде модели ноосферы или концепции устойчивого развития.

1.7 Концепция безотходной технологии

Термин "безотходная технология " предложен академиками Н.Н. Семеновым

иИ.В. Петряновым-Соколовым и широко распространен у нас и за рубежом, однако сама идея безотходной технологии была изложена еще в 1885 г. Д.И. Менделеевым в статье "Письма о заводах", опубликованной в журнале "Новь" /24/. Под безотходной технологией понимается идеальная модель производства, ее теоретический предел, который может быть реализован лишь частично. Теория безотходных технологических процессов базируется на двух предпосылках:

а) природные ресурсы должны добываться один раз для комплексного производства всех возможных продуктов;

б) создаваемые продукты должны иметь такую форму, которая позволила бы после использования рентабельно превращать их в исходные элементы нового производства.

Однако каждый новый цикл технологии в цепи "сырье – готовый продукт - сырье" связан:

а) с износом материалов; б) требует новых затрат энергии, а следовательно, дополнительных

природных ресурсов вне замкнутой системы. Признавая прогрессивность концепции "безотходной технологии", необходимо учитывать ее ограниченность

иусловный характер. Ее применение способствует снижению уровня загрязнения

иглубины вторжения технологии в окружающую среду.

Чтобы установить новые отношения между человеком и природой, нужно реализовать достижения науки, позволяющие превратить в ресурсы отходы всех производств. При этом экономятся материалы, и уменьшается негативное воздействие технологии на окружающую среду. На практике в качестве более реального используется понятие "малоотходная технология". В случае применения малоотходной технологии часть сырья переходит в отходы и направляется на длительное хранение, вредные последствия чего не превышают допустимых санитарных норм. Например, на Челябинском электролитноцинковом заводе создано малоотходное сернокислотное производство. В результате количество отвальных цинковых кеков, объем сернистого газа (меньше 0,01 %) и сброса сточных вод (всего 2,1 %) на заводе уменьшились /6, 143/.

Д.И. Менделеев считал, что отходы одних отраслей хозяйства являются потенциальными ресурсами для других /152/. Поэтому подготовка в вузах специалистов широкого профиля должна быть ориентирована на реализацию

28

отходов в качестве вторичного сырья. Так, отходы предприятий черной и цветной металлургии, горнодобывающей промышленности, теплоэнергетики, производства минеральных удобрений могут стать исходным сырьем для промышленности строительных материалов.

Одной из трудностей реализации малоотходных технологий является подготовка кадров. Специалистов по черной и цветной металлургии, производству строительных материалов, нефтехимии, полимерам и другим готовят в разных вузах по узкому отраслевому принципу. Специалисты же широкого университетского и академического профиля должны овладеть основами безотходных и малоотходных технологий и способностью создавать новые машины, станки, приборы, непрерывно реконструировать и перевооружать производство.

Целесообразно сосредоточить внимание на следующих направлениях развития и внедрения безотходной технологии:

1)комплексное и полное использование природных ресурсов в народном хозяйстве;

2)утилизация вторичных ресурсов;

3)создание безотходных территориально-производственных комплексов;

4)создание принципиально новых экологически безвредных технологий;

5)утилизация, очистка и складирование в недрах отходов предприятий с созданием оборотных систем водо – и газоснабжения, малой промышленной канализации, внедрение геотехнологий;

6)непрерывный экономический анализ природопользования.

1.8Многофункциональное использование недр

Сдавних времен человечество осваивало литосферное пространство для решения самых различных социальных и хозяйственных нужд, Но особенно интенсивно оно начало использоваться с XX столетия. Под землей издавна устраивались жилища, обустраивались холодильники, хранилища, культовые сооружения, места погребения и т.д. Сегодня значение подземного пространства для жизни людей, масштабы и разнообразие форм, методов и способов подземного строительства исключительно возросли. Основное литосферное строительное пространство приходится на горные выработки, создаваемые в процессе разведки и разработки полезных ископаемых, но все более интенсивно строятся подземные переходы, гаражи, склады, производственные цехи, предприятия, транспортные инженерные коммуникации, лечебные,

рекреационные, социальные, культурные, спортивно-туристические, военностратегические и иные объекты. Та часть геологической среды, которая используется для размещения указанных объектов, рассматривается нами в качестве "литосферного строительного пространства". Ряд типов подземных резервуаров сформировался естественным путем, в частности, при участии карстовых и палеокарстовых процессов. Эти резервуары широко используются для складирования нефти, нефте- и газопродуктов, природных и сжиженных

29

газов, пресных вод, отходов производства, организации мест отдыха, лечения, туризма и т.д. На пороге XXI столетия подземное строительство осуществляется в различных горно-геологических условиях. Способы строительства, обустройства и технологии эксплуатации резервуаров зависят от особенностей геолого-тектонического строения территории. В районах развития растворимых пород используются как естественные полости, так и создаваемые искусственно.

Освоение литосферного строительного пространства обеспечивает:

1)экономию земельных ресурсов в условиях городов и высокопродуктивных сельскохозяйственных и лесных угодий;

2)высокий уровень защищенности от вредного воздействия природных (лавин, землетрясений и пр.) и техногенных факторов;

3)экономию строительных материалов и энергетических ресурсов;

4)высокую надежность технологий и рост производительности труда в стабильных в плане гидрометеорологических условиях подземного пространства;

5)экономию эксплуатационных расходов при подземном хранении ценностей, промышленных и продовольственных товаров;

6)эффективную спелеотерапию;

7)решение стратегических, транспортных, оборонных и иных задач.

Мы вслед за Б.А. Картозия /116/ выделяем четыре группы подземных объектов по их назначению:

а) хозяйственные; б) социальные; в) экологические; г) оборонные.

Академик В.И. Шемякин отмечает, что при размещении сооружений под землей только тепло ресурсов используется в 3-10 раз меньше, чем при наземном варианте.

Проблема освоения подземного пространства – не столько техническая и прикладная, сколько фундаментальная, требующая применения наряду с методами горных и строительных дисциплин геологических и экологических методов исследования массивов горных пород. Если прикладные задачи должны решаться горняками, то фундаментальные проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов, в частности, литосферного строительного пространства, – специалистами широкого университетского и академического профиля в области строительства, экологической и экономической геологии, геомеханики, геофизики, геохимии и биогеохимии литосферы.

1.9О системах ограничений

Вотечественной и зарубежной практике накоплен значительный опыт по регламентации выбросов предприятий в окружающую среду: атмосферу, водоемы, почву. В России этот опыт апробирован на местном уровне, например, в форме проектов ПДВ (предельно-допустимых выбросов).

На региональном уровне разработки предпринят ряд попыток количественной

30

оценки баланса химических компонентов в пределах естественных (природных) и техногенных циклов миграции веществ, включая важнейшие загрязнители. Наиболее информативен модульный принцип оценки баланса компонентов загрязнителей. В качестве единиц измерения используются модульные оценки в тоннах или килограммах загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу и рассеивающихся на один квадратный километр территории. Аналогичные модули применимы при оценке веществ, выпадающих на единицу площади поверхности земли: на почву, в водоемы и просачивающихся в горизонты поземных вод. При этом рассматриваются и валовое содержание вещества, и его фазовые состояния: механическая (твердая и жидкая), химическая, газовая фазы /114/.

Для оценки миграции химических элементов в техногенном цикле на глобальном уровне А.И. Перельман по аналогии с кларком концентрации предложил использовать величину технофильности, равную отношению объема ежегодной добычи данного элемента к его кларку в земной коре /163/. Ф.И. Тютюнова /174/, опираясь на статические сводки разных стран, рассчитала величину технофильности более 30 химических элементов для 1800-2025 гг. По этому указателю она разделила все химические элементы на пять групп – от супертехнофильных до слабо- и очень слаботехнофильных. В современную эпоху все главные анионогенные химические элементы водных растворов относятся к супертехнофильным. Это Cl-, S(SO42-), C(HCO3-, CO32- и органические соединения). Они являются наиболее распространенными загрязнителями окружающей среды. Их технофильность составляет 10·n.

Анализируя химические элементы, концентрирующиеся или рассеивающиеся в природе при техногенезе, А.Е. Ферсман отмечает, что в целом для техногенеза более характерно рассеяние химических элементов. По миграционным свойствам он разделил на три группы: главные, второстепенные и микрокомпоненты /139, 175/. Из микрокомпонентов и второстепенных элементов супертехнофильными являются N (NH4 +, NO2- , NO3 -), Se, Pb, Cu, Br и др. К высокотехнофильным принадлежат Fe, Ca, Zn, As, Cr, U, Ni, Mg, Hg и др. Отчетливо проявилась тенденция к глобальному загрязнению супертехнофильными элементами природных вод и окружающей среды. Учитывая степень технофильности элементов, Ф.И. Тютюнова сделала вывод о том, что на современном этапе развития планеты под влиянием техногенеза происходит ускорение эволюции биотехносферы и гидролитосферы. В.И. Вернадский еще в 1930-е гг. XX столетия, прогнозируя это ускорение, считал его следствием качественно новой формы воздействия живого вещества на обмен атомов вещества с косной материей /104/. Человек значительно расширил круг используемых элементов, нужных для развития техники и создания цивилизованных форм жизни.

Совершенствование жизнедеятельности человечества в соответствии с концепцией устойчивого развития, вызвано внедрением в хозяйственную жизнь всех стран систем мониторинга с жесткими квотами на трех уровнях: местном, региональном и глобальном. Достижение главных целей концепции устойчивого развития и нового уровня развития биосферы, соответствующего ноосфере, требует мобилизации коллективного разума всего человечества, его научнотехнического потенциала. А это возможно при условии упорядочения структурно-

31

организационно-иерархических связей между различными научными дисциплинами в учебно-воспитательном процессе и формировании принципиально нового менталитета у населения.

1.10 О научных основах экологизации жизнедеятельности человека

Попытку классифицировать естественные науки предпринял выдающийся естествоиспытатель XIX века Ф. Энгельс. В "Диалектике природы" он изложил теорию о формах и рядах движения материи /182/. Механической форме движения соответствуют механика и математика, физической – физика, химической – химия, биологической – биология, ботаника, зоология, общественной – обществоведение, философия и др. Как заметил Ф. Энгельс, формы движения проявляются в виде взаимосвязанных рядов движения. В таких рядах более высокоорганизованные формы движения материи, энергии и информации взаимодействуют с менее организованными. Рядам движения в структурно-организационно-иерархическом отношении соответствуют более сложные научные дисциплины: геомеханика отдельных геосфер и оболочек Земли, геофизика, геохимия, гидрохимия, гидробиология, почвоведение, лесоведение, экология человека, медицинская география и др.

Ученые давно обратили внимание на существование материальноэнергетического обмена между оболочками нашей планеты /115/. Горные породы, подвергшись гипергенным процессам, аккумулируют огромные массы солнечной энергии. Погрузившись в глубины Земли, эти породы становятся носителями солнечной энергии, которая перераспределяется между дифференциалами земной коры и внешней мантии. Иными словами солнечная энергия, аккумулированная различными способами и посредством разных механизмов, в результате сложных палеогеологических процессов проявляется в дифференциации вещества в литосфере. По направлению к центру Земли увеличиваются плотность и интеграция вещества. При этом освобождается энергия, что четко прослеживается до глубин проявления очагов землетрясений (до 600-900 км).

Такое сложное взаимодействие оболочек планеты с дифференциацией и интеграцией вещества представляется в предельно абстрагированной форме как система движения материи. Системы движения могут быть планетарными, звездными, галактическими, туманностей и пр. (таблица 1.1).

Классификация наук должна базироваться на классификации форм, рядов и систем движения материи, отражающих различный уровень сложности организации исследуемых объектов. Классификация уровней организации движения материи, энергии и информации должна предшествовать классификации наук. Систему движения материи планеты Земля мы склонны называть планетарной или вслед за И.В. Круть /172/ – геономической, включающей географическую и геологическую подсистемы формирования внешних геосфер Земли. Цикл естественноисторических наук, к которому относятся науки геоэкологического и эколого-геологического направления, призван изучать объекты этих подсистем.

Экологический цикл наук охватывает все прикладные и фундаментальные

32

дисциплины постольку, поскольку их объекты попадают в состав экосистем и в той или иной степени являются объектами ноосферы и биосферы. В структуру биосферы входит биоценоз или живое вещество биоценосферы, а также косные и

Таблица 1.1 Примеры систем движения материи, энергии и информации и соответствующих им научных направлений

Системы	движения
материи,	энергии и	Научное направление и дисциплина
информации
		Науки о биосфере и нооосфере. Экосистемный анализ.
Экологическая		Биоценология. Геоэкология. Экологичекая география.
		Экологическая геология. Экологическая гидрология.
		Экологическая геохимия. Экологическая геофизика и др.
Биологическая		Учение о биосфере, биогеоценозах, ландшафтах.
		Палеонтология и др.
Геономическая или пла-		Физическая география. Стратиграфия. Историческая
нетарная	с геологиче-	геология. Теория литогенеза. Учение о магматизме.
ской подсистемой		Геология осадочных, метаморфических и магматических
		пород.
Звездная		Астрофизика Солнца и звезд и др.
Галактическая		Учение о галактиках.

биокосные составляющие экотопа биосферы или экотопосферы. Экотопосфера – это внешняя оболочка Земли. В её пределах выделяются географическая и геологическая среда. Геоэкология изучает экотоп биосферы или экотопосферу как целостный объект. Часть этого объекта – геологическую среду изучает экологическая геология, а вторую часть экотопа – географическую среду - изучает экологическая география. В пределах биосферы живое вещество биосистем взаимодействует с косными и биокосными составляющими геосистем. Их взаимодействия претерпевают изменения во времени и в пространстве, подчиняясь законам широтной зональности и высотной поясности.

Резюмируя изложенное, следует подчеркнуть, что реальный переход к концепции устойчивого развития тесно связан со способностью мирового сообщества взять под строгий контроль и управлять процессами формирования ноосферы. Эта способность требует принципиально нового менталитета, как у специалистов, так и у всего населения, и теснейшим образом связана с геоэкологизацией жизнедеятельности и воспитательно-образовательной работы. Процессы геоэкологизации приобретают в XXI столетии огромное социальноэкономическое значение. Только на этом пути человечество достигнет гармонии в удовлетворении своих производственных, социальных, духовных экологических, экономических и культурных потребностей.

Задание 1

1. Нарисуйте схему взаимоотношений литосферы - земной коры - мантии -

33

биосферы - ноосферы - техносферы. Изложите принципы экологизации и геологизации хозяйственной деятельности человека.

2.Раскройте содержание понятия «литосферное строительное пространство», определите параметры этого пространства в континентальных, океанических и переходных типах разреза земной коры.

3.Изучите на практике классификационную принадлежность источников техногенеза (загрязнителей природной среды).

Выявите вместе с преподавателем на экскурсии по производственной территории все имеющиеся источники техногенеза и факты загрязнения окружающей среды. При этом установите:

1)классификационную принадлежность источников техногенеза, а также характер загрязнения (дым, пыль, сточные воды и т.д.);

2)охарактеризуйте конкретные источники техногенеза;

3)характер вредного воздействия на человека или элементы природной среды. Возвратясь с экскурсии в аудиторию, опишите свои наблюдения в тетрадях,

заполнив таблицу (таблица 1.2).

Таблица 1.2 Классификационная принадлежность и количественная оценка техногенного воздействия на природную среду и человека

Объ-	Класси-	Загрязни-	ПДК, ПДВ,
ект	фика-	тель и его	ПДУ и их	Мероприя-
	ционная	принад-	превыше-	тия
	принад-	леж-	ние
	лежность	ность
1	2	3	4	5

34