Доклад по дисциплине «Экология»
Тульский Государственный университет
Кафедра аэрологии, охраны труда и окружающей среды
Тула 2003 год
Термин «экология» возник в рамках биологии. Его автором был Э. Геккель (1866 г.). Экология первоначально рассматривалась как часть биологии, изучающая взаимодействие живых организмов в зависимости от состояния окружающей среды. Позднее на Западе появилось понятие «экосистема», а в СССР — «биоценоз» и «биогеоценоз» (академик В.Н.Сукачев). Это — термины почти идентичные. Первые два — экосистема и биоценоз — абсолютно тождественные. Они означают любую совокупность взаимодействующих живых организмов. Последний отличается от первых только тем, что в нем участвует частица «гео», фиксирующая тот факт, что данная экосистема рассматривается на некоторой вполне определенной территории и учитывает влияние окружающей среды на взаимодействие живых организмов.
Так вот: первоначально термин «экология» означал дисциплину, которая изучает эволюцию фиксированных экосистем. И даже теперь в курсах общей экологии основное место занимают проблемы, имеющие, главным, образом биологическое содержание, что крайнесужает содержание предмета.
Но и чрезмерное расширение понятия, включение его в жаргон также недопустимо. Так, например, говорят о том, что в городе «плохая экология». Выражение бессмысленное, ибо экология — это научная дисциплина, и она одна для всего человечества. Можно говорить о плохой экологической обстановке, об экологических условиях, о том, что в городе отсутствуют квалифицированные экологи, но не о плохой экологии. Это так же бессмысленно, как говорить о плохой арифметике или алгебре.
Промышленная революция, начавшаяся в XVIII веке, внесла существенные изменения во взаимоотношения природы и человека. До поры до времени человек, как и другие живые существа, был естественной составляющей своих экосистем, жил по законам природы, вписывался в кругообороты ее веществ. Но, начиная со времен неолитической революции, когда было изобретено земледелие, а затем и скотоводство, взаимоотношения человека и природы начинают качественно меняться. Сельскохозяйственная деятельность создает искусственные экосистемы, так называемые агроценозы, «живущие» по собственным законам, — для своего поддержания они требуют постоянного целенаправленного труда человека. Без вмешательства человека они существовать не могут. Постепенно человек начинает извлекать полезные ископаемые. И что, может быть, самое главное, — в результате своей активности человек меняет характер кругооборота веществ в природе, т.е. меняет сам характер окружающей среды. И по мере роста населения, по мере роста потребностей человека свойства среды обитания все более и более изменяются. Заметим, людям кажется, что их деятельность приводит к адаптации к местным условиям. Но эта адаптация носит локальный характер, и далеко не всегда, улучшая эти условия для себя, отдельный человек улучшает условия обитания для рода, племени, деревни, города. Выбросив отходы со своего двора, он загрязняет чужой, что в конечном итоге оказывается вредным и для отдельного человека. Так происходит не только в малом, но и в большом.
Однако до самого последнего времени эти изменения происходили столь медленно, что о них никто серьезно и не задумывался. Конечно, происходили изменения, и человеческая память их фиксировала: Европа, например, еще в средние века была покрыта непроходимыми лесами. Бескрайние ковыльные степи постепенно превращались в пашни, реки мелели, зверья и рыбы становилось меньше, и люди знали, что всему этому причина одна — человек! Но все эти изменения проходили столь медленно, что они становились заметными лишь по прошествии поколений. Природа оставалась по-прежнему лишь естественным фоном, на котором развивались события истории. Конечно, происходили и экологические кризисы, когда непомерная человеческая жадность подрывала основу существования человека, но они носили локальный характер и воспринимались в качестве кары небесной.
Начиная с промышленной революции ситуация стала стремительно меняться, и главной причиной этих изменений сделалась добыча и использование углеводородного топлива — угля, нефти, сланцев, газа. А затем — в огромных количествах металлов и других полезных ископаемых. В кругооборот веществ в природе начали включаться запасенные былыми биосферами вещества, исключенные ранее из кругооборота и ему не свойственные и находившиеся в осадочных породах. Появление в биосфере этих веществ, изначально ей не свойственных, люди и стали называть загрязнением воды, воздуха, почвы. И интенсивность процесса загрязнения стала стремительно нарастать. Начали зримо меняться условия обитания. Прежде всего этот процесс почувствовали растения и животные. Стали быстро сокращаться численность и, главное, разнообразие живого мира. Этот процесс угнетения Природы особенно ускорился во второй половине нынешнего века.
Меня поразило письмо к А. Герцену, написанное одним из жителей Москвы в шестидесятых годах прошлого столетия. Вот почти дословно одна из его фраз: «Оскудела наша Москва-река. Конечно, пудового осетра и сейчас еще можно выловить, но вот стерлядочки, которой мой дед любил потчевать приезжих, уже не выловишь». Вот так! Прошло еще столетие. На берегах реки пока еще можно увидеть рыболовов с удочкой. И кое-кому удается выловить случайно выжившую плотвичку. Но она уже так пропитана «продуктами производственной деятельности человека», что ее отказывается есть даже кошка.
Появление новых задач привело к появлению новых направлений научной деятельности и новых терминов. И один из них «промышленная экология». Широкое распространение получил и термин «мониторинг окружающей среды». И они тесно связаны между собой.
Люди уже давно поняли, что человеческая активность меняет характер окружающей среды, причем в большинстве (не всегда, но в большинстве) случаев изменение ее параметров, их отклонение от естественных значений оказывает негативное влияние на человека и его деятельность. И не трудно понять почему: за миллионы лет человеческий организм приспособился к вполне определенным условиям обитания. Но в то же время любая деятельность человека - промышленная, сельскохозяйствен-ная, рекреационная — это и есть источник жизни человека, основа его существования. Значит, человек неизбежно будет менять характеристики окружающей среды. И искать способы к ним приспосабливаться. Отсюда следуют два направления деятельности. Первое – создание таких технологий, которые в наименьшей степени влияют на окружающую среду. Те технологии, которые обладают таким свойством, называются экологичными, а научные (инженерные) дисциплины, которые занимаются принципами создания таких технологий, объединяются общим названием инженерной, или промышленной, экологии. По мере развития промышленности, по мере того, как люди начинают понимать, что существовать в среде, созданной из собственных отбросов, они не могут, роль этих дисциплин все время растет, и почти в каждом техническом вузе существуют кафедры промышленной экологии, ориентированные на те или иные производства.
Заметим, что отбросов, загрязняющих окружающую среду, будет тем меньше, чем лучше мы научимся использовать отходы одного производства в качестве сырья для другого. Так рождается идея безотходных производств. Такие производства, вернее, такие цепочки производств решают и еще одну важную задачу: они экономят те природные ресурсы, которые использует человек в своей производственной деятельности. А ведь мы живем на планете с очень ограниченными полезными ископаемыми. Этот факт нельзя забывать. Совокупность подобных проблем, составляющих суть инженерной экологии, и есть первое практическое направление, рожденное реалиями XX века. Эта научная дисциплина (точнее, совокупность научных дисциплин) уже совсем не биологического плана, хотя в основе разрабатываемых технологий используются многие процессы биологической природы. Может показаться, что использование слова «экология» для описания этой дисциплины не вполне правомочно. Однако ниже мы увидим, что логика развития наших знаний и давление практической необходимости неизбежно приводят нас к такому понятию.
Сегодня промышленная экология охватывает очень широкий круг проблем, причем проблем весьма различных. Поэтому вполне уместно говорить о целом ряде инженерных экологических дисциплин: экология горнодобывающей промышленности, экология энергетики, экология химических производств и т.д. Подобные дисциплины очень разные по своемуконкретному содержанию, но они объединяются общей методологией и общей целью – предельно сократить влияние промышленной деятельности на процессы кругооборота веществ в природе и загрязнения окружающей среды.
Одновременно с такой инженерной деятельностью возникает и проблема ее оценки, составляющая второе направление практической деятельности. Для этого надо научиться выделять значимые параметры окружающей среды, разработать способы их измерений и создать систему норм допустимых загрязнений (напомню, что незагрязняющих производств не может быть в принципе!). Так рождается концепция ПДК – предельно допустимых норм концентрации вредных веществ в воздухе, в воде, в почве...
Это важнейшее направление деятельности принято называть экологическим мониторингом. Название не совсем удачное, поскольку слово «мониторинг» означает слежение, наблюдение, измерение. Конечно, очень важно научиться мерить те или иные характеристики окружающей среды, еще важнее свести их в систему. Но самое важное — это понять, что надо мерить в первую очередь, ну и, конечно, разработать и обосновать сами нормы ПДК. Немаловажное значение имеет знание того, как влияет совокупность различных веществ; иногда они способны компенсировать друг друга, но чаще они играют роль каталитического материала, т.е. усиливают действие друг друга. Иными словами, сам мониторинг лишь вершина «айсберга»,в основе которого лежит глубокая научная теория. Надо знать, как те или иные значения параметров биосферы влияют на здоровье человека и его практическую деятельность.