естественнонаучные проблемы защиты окружающей среды

Нарушение естественного состояния окружающей среды, ведущее к деградации всего живого и представляющее угрозу здоровью человека – явление не новое: оно прослеживается с древнейших времен и стало заметно проявляться на самой начальной стадии урбанизации – с появлением небольших городов. Население земного шара постоянно растет, продолжается стремительный рост городов – появляются города-гиганты – мегаполисы. Потребление различных материальных ресурсов, товаров и энергии на душу населения непрерывно увеличивается. Рост населения, урбанизация, массовое производство промышленной и сельскохозяйственной продукции – все это неизбежно ведет к активному вторжению человека в окружающую среду. И в этой связи ее защита в настоящее время, как никогда, чрезвычайно важна. Уже сейчас некоторые граждане разных стран вне зависимости от их профессиональной деятельности и политических воззрений заявляют о готовности покупать более дорогие, но экологически чистые продукты, платить более высокие подоходные налоги ради оздоровления среды обитания.

Вне всяких сомнений защита окружающей среды должна быть основана на естественнонаучных, профессиональных знаниях, позволяющих вполне определить:

· потенциально опасные вещества содержатся в воздухе, воде, почве и пище;

· причину их появления;

· способы полной или частичной защиты окружающей среды;

· степень опасности при длительном воздействии вредных веществ на живые организмы.

Успешное решение данной сложной задачи возможно только с применением чувствительных приборов и современных методов определения концентрации опасных веществ. Для выявления источников загрязнения и их анализа нужна совместная работа химиков-аналитиков, метеорологов, океанографов, вулканологов, климатологов, биологов и гидрологов. Задача специалистов заключается не только в выявлении вредных веществ, но и в разработке способов предотвращения их появления.

Вопрос о допустимой длительности воздействия вредных веществ на живой организм решают врачи и другие специалисты. Они собирают информацию и готовят данные о степени риска, обусловленного наличием токсических веществ, например, свинца в воздухе, хлороформа в питьевой воде, радиоактивного стронция в молоке, бензола в атмосфере производственных помещений и формальдегида в жилых домах и т. п. При этом важна объективная оценка риска и издержек, связанных с наличием опасных веществ. Любое решение, в том числе и политическое, тех или иных вопросов сохранения окружающей среды должно основываться на квалифицированной, объективной и всесторонней естественнонаучной экспертизе.

Иногда некоторые средства массовой информации, общественные организации и даже правительственные органы ставят, к сожалению, знак равенства между обнаруженным вредным веществом и реальной его опасностью. Такое отождествление вытекает из простого заблуждения: вещество, обладающее выраженной токсичностью при определенной концентрации, токсично всегда. Можно привести много примеров вредных веществ, показывающих, что это далеко не так. Один из них – монооксид углерода. Данный обычный компонент атмосферы действительно опасен для здоровья человека только при концентрациях, больших 1000 млн долей. Принято считать, что продолжительное воздействие моноксида углерода в концентрациях, превышающих только 10 млн долей, отрицательно сказывается на здоровье человека.

Мы живем в окружающей среде, всегда содержащей легко обнаруживаемую концентрацию монооксида углерода – около 1 млн долей. А это означает, что нет необходимости в полном устранении моноксида углерода из атмосферы! Важно знать при этом научно установленную максимальную концентрацию вредных веществ, которая безопасна без применения специальных мер защиты, т. е. нужно определить их предельно допустимую концентрацию. Лишена всякого здравого смысла защита окружающей среды, ориентированная на нулевой риск, означающий достижение абсолютной безопасности при полном уничтожении опасных веществ. В приведенном примере с моноксидом углерода достижение нулевого риска означает полное, до последней молекулы, удаление данного газа из атмосферы. Решение такой задачи потребовало бы громадных капиталовложений без ощутимой пользы и привела бы к нежелательным последствиям в биосфере. Вполне оправдано, целесообразно и полезно вкладывать финансовые ресурсы на организацию всесторонних долговременных естественнонаучных исследований окружающей среды и на разработку эффективных методов измерений, производимых с помощью приборов, обладающих чрезвычайно высокой чувствительностью, которая необходима для определения небольшой концентрации в сложной смеси, содержащей много безвредных, а среди них и вредных веществ.

Легко реагирующие соединения, находящиеся в атмосфере, трудно доставить в сохранившемся составе для анализа в лабораторию. В этой связи возникает необходимость в дистанционном обнаружении и определении химического состава и структуры таких соединений в местах их образования. Многочисленные экспериментальные исследования показывают, что современный метод инфракрасной спектроскопии позволяет анализировать состав воздуха над городом на расстоянии около одного километра. С помощью данного метода удается установить содержание формальдегида, муравьиной и азотной кислот, пероксиацетилнитрата и озона при одновременном их наличии в воздухе в концентрациях, составляющих миллиардные доли. Такая концентрация любых названных веществ слишком мала, чтобы оказать ощутимое вредное воздействие на здорового человека. В то же время она достаточна для заметного влияния на химические процессы в атмосфере. Современные сканирующие лазерные устройства успешно применяются для определения концентрации диоксида серы (сернистого газа), составляющей миллионные доли, в дыме электростанций, работающих на угле. Полупроводниковые лазеры весьма удобны для анализа выхлопных газов автомобилей.

Испытания на животных показали, что только один из 22 структурных изомеров тетрахлордиоксина в тысячу раз токсичнее всех остальных. Данный пример подчеркивает важность аналитических методов, которые позволяют не только установить концентрацию загрязнителя, но и идентифицировать его химический состав и структуру.