Количество радиоактивных изотопов, включающихся в пищевые
цепи, определяется не только тем, сколько их выпало
из воздуха или слито в водоем, но также структурой экосистемы
и особенностями ее биохимических циклов. В малокормных
местообитаниях в пищевые цепи включается большая доля
изотопов. В богатой среде высокая скорость обмена и большая
сорбирующая емкость почвы или донных отложений обеспечивают
значительное разбавление загрязнений. В растения они
попадают в относительно небольшом количестве. По пищевым
цепям радиоактивные изотопы доходят и до человека.
Мощные источники радиоактивных отходов — исследовательские
технологические и энергетические ядерные реакторы,
заводы по переработке ядерных материалов, атомные
электростанции (АЭС). К началу 90-х годов XX в. в мире действовало
более 350 энергетических реакторов общей мощностью
более 250 млн кВт. Доля ядерной энергетики к концу
XX в. приближалась к 20% общей мировой выработки электроэнергии.
В некоторых странах АЭС превалируют среди прочих
источников электроэнергии. В 1986 г. в Швейцарии на
них вырабатывалось 39% электроэнергии, в Бельгии — 50%,
во Франции — до 80%. Причина заключается в ряде значительных
экологических преимуществ АЭС перед иными традиционными
источниками энергии и особенно перед тепловыми
электростанциями, работающими на угле. Так, известно, что
активность радионуклидов, содержащихся в 1 кг угля, в среднем
составляет: урана — до 50 Бк1 , тория — около 300 Бк,
калия4 0 — 70 Бк:. В угольных шлаках концентрация радиоактивных
веществ может быть еще больше, в связи с чем их использование
как наполнителей в бетонных конструкциях нежелательно.
Повышенный радиационный фон — характерное
1 Активность ядерных превращений радионуклидов. Измеряется
в беккерелях (Бк); 1 Бк = 1 распад/с.
432 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
явление для территорий, прилегающих к крупным угольным
теплоэлектростанциям.
Тем не менее использование человеком атомной энергии
таит в себе большие проблемы, главные из которых — утилизация
отработанного ядерного топлива и аварии с утечкой
в окружающую природную среду радиоактивных веществ.
Одно из самых радиационно грязных мест на планете —
озеро Карачай под Челябинском. В него соседний с озером комбинат
«Маяк» сбросил радиоактивных веществ в 100 раз больше,
чем их попало в ОС при аварии на Чернобыльской АЭС.
В конце 90-х годов зона радиационного влияния озера начала
распространяться в сторону речки Мишляк, которая через реки
Теча, Тобол и Обь связана с Северным Ледовитым океаном.
Кроме того, во всем мире для бытовых и медицинских целей
широко используют потребительские товары, содержащие
естественные радионуклиды. К ним относятся часы со светящимся
циферблатом, содержащие радий, специальные оптические
приборы, аппаратура, применяемая в аэропортах и при
таможенном досмотре, аппаратура медицинской рентгеноскопии
и др.
9.1.5. Энергопотребление и биосфера
За всю историю существования человечество израсходовало
около 900—950 тыс. ТВт-ч1 энергии всех видов. Исторически
развитие (увеличение) потребления энергии на планете
шло неравномерно. На графике (рис. 9.15) показано, что резкое
возрастание потребления энергии началось в XX в., причем 2/3
израсходованной человеком энергии приходится на последнюю
половину века. Важная особенность современного потребления
энергии — его неравномерность для жителей разных стран. В
доисторическую эпоху каждый человек, использовавший
лишь свою мускульную силу, тратил приблизительно одинаковое
количество энергии. В наше время неравномерность
удельного потребления энергии огромна и для различных стран
она достигает соотношения 1 : 40, при этом неравномерность
потребления электроэнергии еще больше. В Скандинавии на
одного жителя приходится более 14 000 кВт • ч электроэнергии
в год, а в Индии — около 100 кВт • ч.
1 ТВт — тераватт, где тпера — приставка, соответствующая множителю
101 2 .
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 433
Века Годы
Рис. 9.15. Изменение расхода энергии на нужды человечества
за последние 2 тыс. лет (по В. А. Веникову)
Уровень жизни населения разных стран напрямую зависит
от обеспеченности энергией (рис. 9.16).
В то же время удельное потребление энергии определяется
рядом факторов, главным образом климатических. Так,
в нашей стране в середине 80-х годов XX в. на единицу национального
дохода тратилось топливных ресурсов в 4,5 раза
больше, чем в США, и в 6 раз больше, чем в Японии. Это связано
с тем, что Россия — самая холодная из обитаемых стран.
Эффективно используемая (густо населенная) территория
Финляндии, Норвегии, Исландии и Канады имеет значительно
более мягкий климат, чем Россия.
Увеличение расходования энергии происходит с развитием
цивилизации. Технический прогресс и развитие общества с доисторических
времен были связаны с количеством и качеством
используемых энергоресурсов. Освоение природных энергетических
ресурсов стимулировало создание машин, позволивших
переложить на них значительную часть физического,
а в наше время и умственного труда. Совершенствование машин
все больше и больше освобождало человека для творческой
работы, занятий науками, искусством, литературой —
всего того, что принято называть культурой.
Достигнутый уровень техники позволил использовать качественно
новые виды энергии, в первую очередь электрической.
Основными отличительными особенностями электроэнергии
является возможность легкой передачи на большие
расстояния и относительная простота преобразования ее в другие
виды энергии при малых потерях.
4 3 4 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Без электроэнергии жизнь современного общества невозможна.
Печальным примером этого служит авария 1965 г.
в США, когда значительная часть территории страны, включая
Нью-Йорк, на 14 ч полностью оказалась без электроэнергии.
Жизнь в крупных городах была парализована: остановился
транспорт, перестали работать лифты, установки кондиционирования
воздуха, погас свет, отключились все виды связи.
Предприятия прекратили работу, в городе начались происшествия
и преступления. Авария принесла большие материальные
убытки и тяжелые моральные потрясения.
100 1000 10 000
Рис. 9.16. Взаимосвязь уровня потребления энергии и уровня жизни
населения в 1980 г. (по Т. А. Акимовой, В. В. Хаскину): I — индекс
чистого дохода, вычисленный по действительной стоимости большого
набора товаров и услуг (/ = 1 соответствует приблизительно 22,5 долл.
США); Е — потребление энергии на одного жителя разных стран в кг
угольного эквивалента (29,3 МДж/г)
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 435
Масштабы выработки и потребления энергии человечеством
столь велики, что соизмеримы с природными явлениями
(табл. 9.7).
Таблица 9.7
Сравнительная мощность техногенной энергии
и природных явлений
Энергетический объект или явление природы
Все установки по выработке энергии,
в т. ч. электростанции
Испарение влаги с поверхности Земли
Приливы
Землетрясения
Мощность, ТВт
8—9
1,5
0,5
2—5
1,5—100
Мировые запасы минерального топлива оцениваются
в 12,5 трлн тут1, а запасы, которые могут быть извлечены из
недр Земли экономически оправданными методами, составляют
около 4 трлн: тут. При этом 80% запасов составляет уголь
и по 10% — нефть и природный газ. Считается, что этого количества,
а также запасов торфа, сланцев, урана и тория в расчете
на уровень потребления в 2000 г. хватит человечеству ориентировочно
на 300 лет.
На территории нашей страны находится более 50% мировых
запасов угля, более 30% газа, 60% торфа и более 40% горючих
сланцев. Извлекаемые запасы минерального топлива
оцениваются примерно в 2 трлн тут, 80% которых составляет
уголь и 5% — природный газ.
Поскольку, с одной стороны, энергетика — основа развития
современных отраслей народного хозяйства, а с другой
стороны — в наши дни не найдено ни одного источника энергии,
использование которого не влияло бы существенно (прямо
или косвенно) на биосферу, человечество активно ищет выход
из этого тупикового состояния. Наиболее правильными являются
следующие два направления решения этой задачи.
1 Тут — тонна условного топлива. За условное принимают такое топливо,
которое имеет теплоту сгорания 29,3 МДж (7000 ккал) на 1 кг твердого
или 1 м3 газообразного вещества. При технико-экономических расчетах
использование понятия «условное топливо» позволяет сравнивать органическое
топливо (и даже электроэнергию) разной тепловой ценности.
436 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Прежде всего следует рациональнее использовать имеющиеся
энергетические мощности, т.