Жан Дорст - До того как умрет природа
К этим «классическим» видам загрязнения несколько лет назад присоединилось еще одно — загрязнение радиоактивными отходами, представляющее для человечества самую грозную опасность, которая таит в себе гибель всей нашей планеты.
Следует подробнее рассмотреть различные виды отравления природы; здесь речь пойдет об отравлении, наносящем тяжкий вред человеку и ставящем под угрозу равновесие природных сообществ во всем мире.
1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРЕСНЫХ ВОД
Проблема загрязнения пресных вод до сравнительно недавнего времени не вызывала тревоги. В начале XIX в. члены английского парламента ловили лососей, сидя с удочкой у Вестминстерского моста, в самом центре Лондона, а парижане до конца XVIII в. снабжались питьевой водой прямо из Сены без всякой обработки. Теперь, увы, в Темзе уже не водятся лососи, а Сена ниже Клиши являет собой некое смешение речных и сточных вод в равной пропорции.
Причины загрязнения пресных вод очевидны и обусловлены двумя рядами различных факторов. Первый из них связан с ростом населения и с неизбежным его следствием — высокой степенью урбанизации. Крупные города с большим числом жителей сбрасывают огромные массы не полностью очищенных сточных вод, которые загрязняют воды рек ниже по течению. Второй обусловлен развитием промышленности, которая потребляет огромные количества воды и сбрасывает затем в реки отработанные воды с большим содержанием различных химических веществ. В Европе, в Северной Америке, в особенности на востоке США, в ФРГ, Люксембурге, Бельгии, на севере Франции, в Англии вопрос о загрязнении речных вод стоит чрезвычайно остро. В СССР индустриализация и чрезмерная урбанизация привели к тому, что, несмотря на их полноводность, некоторые реки считаются сильно загрязненными.
С каждым годом число очагов загрязнения увеличивается, тем более что в Западной Европе, и в частности во Франции, существует ярко выраженная тенденция к децентрализации промышленности и росту индустриальных предприятий в сельскохозяйственных районах.
Это положение усугубляется неуклонным возрастанием потребления воды. В США на каждого жителя ежегодно расходуется 1200 л3, и эта цифра, по расчетам, должна удвоиться через 40 лет (сюда не входит производство электроэнергии и навигация). Между тем запасы поверхностных и грунтовых вод ограничены и нехватка воды уже ощущается в сфере потребления ее человеком даже в тех районах, где выпадают обильные атмосферные осадки1.
Первая причина загрязнения речных вод — это удаление хозяйственно-бытовых отбросов через канализацию (Ellis, 1937, Klein, 1962, Erichsen, 1964). Непрерывный рост городов, трудности технического порядка, высокая стоимость очистных сооружений — все это приводит к тому, что, несмотря на усовершенствованные способы очистки сточных вод, установки либо не обладают достаточной мощностью, либо вовсе отсутствуют. Случаи сбрасывания неочищенных или недостаточно хорошо очищенных вод, к несчастью, становятся все чаще и чаще. Рона ниже Женевы систематически пополняется через водостоки плотины Вербуа сточными водами города и несет их вплоть до Кюлоза, находящегося на 60 км ниже по течению. Низовья Сены славились когда-то своими рыбными богатствами — в уловах Кийбефа насчитывалось до 58 различных видов рыб. Теперь они все исчезли, и повинны в этом в равной степени как индустриализация района, так и непрерывно возрастающий сброс сточных вод через канализацию. Озера, в особенности те, что находятся в Швейцарских и Французских Альпах, также, как показал ряд наблюдений, не ограждены от загрязнений подобного типа. В связи со сбросом сточных вод и теми нарушениями, которые им вызываются в химическом равновесии, придонные воды озера Аннеси, точно так же как и воды озер Нантюа и Цюрихского, не содержат кислорода с августа по декабрь. Дно повышается, водные растения исчезают, а их место занимают грибы и нитевидные бактерии. Не легче приходится и животным: в одних местах терпят бедствие рыбы, например краса и гордость субальпийских озер — голец, в других — птицы, о чем свидетельствует, например, тот факт, что на берегах прудов, в которые сбрасываются сточные воды одного из городов Калифорнии, за один день было обнаружено более 7 тыс. мертвых или погибающих уток.
Еще более опасно загрязнение вод в результате роста промышленности. Можно установить различные категории загрязнения в зависимости от химической природы вызвавших его веществ. Особенно заметно загрязнение углеводородами. Расплываясь по поверхности весьма неприятными на вид разводами, отходы нефтепереработки образуют пленку, препятствующую проникновению кислорода в воду. В еще большей степени опасны моющие синтетические средства, так называемые детергенты, которые в последнее время находят широкое применение в промышленности, в сельском хозяйстве и в быту2. Они изменяют поверхностное натяжение, играя роль эмульгаторов, вспенивателей и смачивателей. Последствия от их применения очень серьезны, так как они снижают способность вод к насыщению кислородом, парализуют деятельность бактерий, разрушающих органические вещества (на полях орошения), и образуют пену, которая скапливается на поверхности (большей частью у плотин). В определенных дозах они ядовиты для рыб и их мальков (самые распространенные детергенты — аниониты — токсичны в дозах от 10 до 25 мг/л) и даже для водных растений. Так, например, водяной лютик (Ranunculus aquatilis L.) гибнет в воде, содержащей 1 мг/л детергента, а рдесты (Potamogeton) не выдерживают дозы 2,5 мг/л3. Другие вещества действуют как настоящие яды — таковы отходы газовых и коксохимических заводов (фенол, смолы, цианиды) и бесчисленные соли меди, цинка, свинца и никеля4, не говоря уже о фтористых соединениях. Есть и такие вещества, которые обладают коррозийными свойствами; сюда относятся кислоты и основания, изменяющие рН вод и тем самым нарушающие равновесие микроорганизмов. Наконец, не следует забывать о веществах, намеренно вводимых человеком во внешнюю среду, и прежде всего об инсектицидах и гербицидах, вносящих такие серьезные изменения в состояние пресных вод.
Все эти вещества действуют химически, внося в воды новые, дотоле здесь не содержавшиеся или содержавшиеся лишь в ничтожно малых количествах продукты, в том числе сильнодействующие яды. Но часто те же вещества оказывают на среду и физическое воздействие: некоторые из них способны повлиять на окраску: прозрачность и поверхностное натяжение воды, а иногда даже изменить ее температуру и вязкость. Наконец, вода под их действием может приобрести гнилостный вкус и запах, стать непригодной для потребностей человека и для поддержания жизни водной фауны.
Действие этих различных веществ может по-разному проявляться в очень сложной естественной среде. В пресных водах формируются биоценозы с большим многообразием элементов, со множеством цепей питания, начинающихся с огромного числа микроорганизмов, бактерий, водорослей и грибов, которые преобразуют органическую материю так, что она становится пригодной для усвоения высшими животными организмами. Равновесие минеральных солей и органических элементов здесь чрезвычайно сложно и в большинстве случаев крайне неустойчиво. Стоит внести малейшее изменение в ионное ли равновесие, в содержание ли минеральных или органических элементов, чтобы некоторые процессы трансформации оказались заторможенными или, наоборот, ускоренными. И в такой до предела неустойчивой среде действуют легкомысленно введенные в нее человеком токсические продукты, действие которых бывает различным в зависимости от того, участвуют в загрязнении органические вещества или минеральные.
Органические вещества, сбрасываемые в воду рек, подвергаются здесь воздействию микроорганизмов, в первую очередь аэробных бактерий. Если концентрация внесенных веществ ниже определенного предельного значения, может произойти восстановление природного режима вод как результат деятельности бактерий, находящихся во взвешенном состоянии. При этом образуются нитраты, сульфаты и фосфаты, а богатые углеродом соединения в конце концов превращаются в карбонаты. Но для всех этих преобразований необходимы большие количества кислорода, и, следовательно, данный процесс возможен только в тех случаях, когда вещества, которые требуется разложить, встречаются в слабой концентрации и обладают повышенным содержанием в них растворенных газов5.
Как только концентрация веществ, загрязняющих воду, становится слишком высокой, их распад приводит к полному исчезновению кислорода, содержавшегося в воде, что самым пагубным образом отражается на множестве обитающих в воде живых существ, и в первую очередь на рыбах, которые погибают от недостатка кислорода. К тому же процессы распада происходят теперь уже в среде, ставшей раскислителем, так как она лишена кислорода и аэробные бактерии вытеснены в ней анаэробными6. Продукты распада при этом весьма разнообразны: среди них появляется целый ряд вредных веществ, содержащих метан, амины, а также серо- 7 и фосфоросодержащие продукты, которые вызывают загнивание вод. Таким образом, сброс органических веществ в чрезмерно больших количествах приводит одновременно и к обеднению вод кислородом, и к тяжелому отравлению их продуктами разложения. Таковы причины того, что безобидный на первый взгляд сброс органических веществ в воды рек может иметь самые тяжелые последствия для химического и биологического равновесия вод, утрачивающих в значительной мере свою способность к самоочищению8.
