Воздействие техногенных экологических катастроф
Техногенная экологическая катастрофа ¾ это авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т. д.), которая приводит к остронеблагоприятным изменениям в окружающей природной среде и, как правило, массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу (Реймерс, 1990). Аварии и катастрофы возникают внезапно, имеют локальный характер, в то же время экологические последствия их могут распространяться на весьма значительные расстояния.
Как показывает опыт, техногенные экологические катастрофы возможны даже в странах с высокими технологическим стандартами, и возникновение их обусловлено комлексом различных причин: нарушением техники безопасности, ошибками людей, либо их бездействием, различными поломками, влиянием стихийных бедствий и т. д. Наибольшую экологическую опасность представляют катастрофы на радиационных объектах (атомные электростанции, предприятия по переработке ядерного топлива, урановые рудники и др.), химических предприятиях, нефте- и газопроводах, транспортных системах (морской и железнодорожный транспорт и др.), плотинах водохранилищ и т. д.
Самая крупная в истории человечества катастрофа техногенного характера, приведшая к трагическим последствиям, произошла 26 апреля 1986 г. на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС на Украине.
От острой лучевой болезни погибли 29 человек, эвакуировано было более 120 тыс. человек, общее число пострадавших превысило 9 млн человек. Следы чернобыльского «события» в генном аппарате человечества, по свидетельству медиков, исчезнут лишь через 40 (сорок!) поколений.
25 апреля 1986 г. на Чернобыльской АЭС готовились остановить четвертый энергоблок на «планово-предупредительный» ремонт. Во время остановки блока предполагалось провести испытания с полностью отключенной защитой реактора в режиме полного обесточивания оборудования АЭС. Это было большим риском, могущим вызвать непредсказуемые последствия.
Сыграло свою роль и то, что в период испытаний была отключена система аварийного охлаждения реактора (САОР). Это и многочисленные ошибки персонала и руководства АЭС создали в Чернобыле аварийную ситуацию, приведшую к страшным последствиям. К тому же на АЭС были сооружены реакторы типа РБМК (реактор большой мощности канальный) без надежной системы защиты рабочей зоны в случае аварии.
Общая площадь радиоактивного загрязнения по изолинии 0,2 мР/ч составила уже в первые дни аварии около 200 тыс. км2, охватив многие районы Украины, Белоруссии, а также Брянскую, Калужскую, Тульскую и другие области Российской Федерации (рис. 18.1).
Рис. 18.1. Основные очаги загрязнения цезием 137Cs:
1 ¾ очаги загрязнения (Ц ¾ Центральный, Б ¾ Брянско-Белорусский, К ¾ Калужский); 2 ¾ границы
Заметные выпадения радионуклидов с периодом полураспада от 11 (криптон-85) до 24100 часов (плутоний-239) достигли Болгарии, Польши, Румынии, ФРГ и других стран. Максимальная величина загрязнения по цезию-137 в этих странах достигала 1 Ku/км2.
По мнению американских ученых Э. Теллера, Л. Вуда и др. (1996), несмотря на длительный срок после аварии, чернобыльский синдром по-прежнему блокирует позитивное восприятие атомной энергетики широкой общественностью высокоразвитых стран. Поэтому ими предложен «очевидно» безопасный для всех проект подземной атомной станции мощностью 1 Гвт, работающей в автоматическом режиме без участия человека на глубине более 100 м. Конструкция ядерного реактора такова, что позволяет использовать низкообогащенное ядерное топливо, которое никогда не должно извлекаться.
Тем не менее обеспечение безопасности ядерных источников энергии продолжает оставаться актуальнейшей проблемой, которая может быть решена только совместными усилиями всего мирового сообщества. В России к 2005 г. планировалось вывести из эксплуатации все ядерные реакторы АЭС первого поколения и частично ¾ второго. Вместо них должны быть построены новейшие модификации реакторов на легкой воде и на быстрых нейтронах (типа БН).
До Чернобыльской аварии в 1986 г. самой тяжелой в ядерной энергетике считалась авария в 1979 г. на америанской АЭС Тримайл-Айленд близ г. Гаррисберга (штат Пенсильвания).
Сохранившаяся защитная оболочка реактора предотвратила весьма тяжелые экологические последствия от этой аварии. Тем не менее населению и окружающей природной среде был нанесен серьезный экологический вред. Из 30-километровой зоны бедствия было эвакуировано все население.
Крупная авария произошла 29 сентября 1957 г. в Челябинской области близ г. Кыштыма на оборонном предприятии, которое было построено сразу после войны для создания атомного оружия. По сообщению В. Е. Соколова (1993), взрыв произошел в бетонных емкостях для жидких отходов, что привело к выбросу радиоактивных продуктов деления в атмосферу и последующему их рассеянию и осаждению на площади более 15 тыс. км2. Выброс составил 2 млн 100 тыс. Ku (при аварии на Чернобыльской АЭС было выброшено 50 млн Ku).
К изучению и решению проблем, связанных с данным аварийным выбросом, были привлечены крупные научные силы (академики В. М. Клечковский, Н. П. Дубинин и др.). При изучении последствий аварии в Челябинской области были заложены основы практической радиоэкологии. Детально исследовались закономерности поведения стронция-90 в сельскохозяйственных, лесных и водных экосистемах, а также в пищевых цепях человека и на их основе разрабатывались практические рекомендации.
Очень опасны и тяжелы по своим экологическим последствиям крупные аварии и катастрофы на химических объектах. В этих случаях происходит заражение отравляющими веществами всего приземного слоя атмосферы, водных источников, почв и т. д. При высоких концентрациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение людей и животных.
В качестве примера рассмотрим последствия одной из наиболее трагичных экологических катастроф, происшедшей на химически опасном объекте в Бхопале (Индия). Здесь 3 декабря 1984 г. на фабрике по производству пестицидов, принадлежащей американской компании «Юнион Карбайд», произошла утечка из стальных цистерн весьма ядовитой смеси фосгена и метилизоцианата в количестве более 30 т. В результате аварии погибли 3 тыс. человек, около 20 тыс. ослепли и у 200 тыс. человек отмечались серьезные поражения головного мозга, параличи и т. д. У потомства, появившегося на свет после катастрофы, наблюдались множественные случаи уродства. Катастрофа произошла из-за грубого нарушения техники безопасности, ее усугубила необученность персонала действиям в аварийных ситуациях.
Широкую известность получила экологическая катастрофа на химическом производстве в г. Севезо (Италия). 10 июля 1976 г. из-за допущеной персоналом ошибки произошла утечка около 2,5 кг сверхтоксичного вещества диоксина, обладающего, как известно, канцерогенным, тератогенным (патологическое действие на новорожденных) и мутагенным действием. После описанной катастрофы диоксин нередко стали называть также и как Севезо-Д. В результате аварии у нескольких сотен людей развилось тяжелое кожное заболевание ¾ хлоракне, десятки тысяч отравившихся животных были забиты. По оценкам специалистов-экологов, действие диоксина будет проявляться еще в течение двух - трех десятилетий, поскольку это вещество способно длительно сохранять свою токсичность.
Примером экологических катастроф, связанных с морскими транспортными системами, является разлив более 16 тыс. т мазута с танкера «Глобе Асими», происшедший в порту Клайпеда 21 ноября 1971 г.
Разлив мазута отрицательно отразился на экосистеме залива Балтийского моря. Резко уменьшилась численность фитопланктона и его видовое разнообразие, было нарушено естественное воспроизводство, загрязнены миграционные пути и т. д.
В мире известны и другие крупнейшие катастрофы морских судов, вызвавшие нефтяное загрязнение Мирового океана. Так, в результате катастрофы танкера «Эксон валдис» (1989) в воду вылилось 50 тыс. т нефти; в августе 1983 г. недалеко от Атлантического побережья загорелся и затонул танкер «Кастило де Бельвер», в океане оказалось 250 тыс. т нефти; неподалеку от французского порта Бордо в марте 1978 г. затонул супертанкер «Амоко Надис», пролилось 230 тыс. т сырой нефти, образовав на поверхности воды самое большое нефтяное пятно в истории судоходства, погибли сотни тысяч морских птиц и других животных.
В нашей стране, несмотря на существенное снижение объемов и темпов производства в последние годы, наметилась устойчивая тенденция роста техногенных аварий и катастроф. Так, только в 2001 г. на территории России произошло 617 аварий и катастроф с экологическими последствиями, в которых пострадало 3309 человек (Государственный доклад…, 2002). В основном это аварии на воздушном и железнодорожном транспорте (при столкновении составов с опасными грузами), а также аварии и катастрофы, связанные с выбросами ядовитых газов ¾ аммиака и пропана, со взрывами метана на угольных шахтах, взрывами нефте- и газопроводов.
Так, в ночь с 8 на 9 октября 1993 г. на 184 км нефтепровода Лисичанск - Тихорецк произошел разрыв 72-сантиметровой трубы, из которой в р. Б. Крепкая вылилось 408 т сырой нефти. В ходе возникшего пожара (рис. 18.2) большая часть нефти сгорела, другая аккумулировалась в подземных и поверхностных водах, почвогрунтах, донных отложениях и биоте. В результате состоянию биоты и экосистем был нанесен серьезный экологическмй ущерб, что подтвердили многочисленные анализы (Федоров, 1995).
Рис. 18.2. Экологические последствия аварии нефтепровода
Лисичанск - Тихорецк в 1993 г.
Стихийные бедствия
К стихийным бедствиям относят явления природы, которые создают катастрофические экологические ситуации и, как правило, сопровождаются огромными людскими и материальными потерями.
Стихийные бедствия с давних пор находятся в центре внимания ученых. При ЮНЕСКО создана специальная комиссия по их учету и анализу.
Среди наиболее распространенных и опасных стихийных бедствий выделяют землетрясения, цунами, извержения вулканов, оползни, наводнения, штормы (ураганы, циклоны, тайфуны), засухи и др.
Об исключительной актуальности борьбы с ними свидетельствовало провозглашение Генеральной ассамблеей ООН периода с 1990 по 2000 г. международным десятилетием по уменьшению опасности стихийных бедствий.
Стихийные бедствия ¾ это отражение объективного естественного хода эволюции Земли. Их возникновение в тех или иных регионах обусловлено комплексом причин, среди которых главенствующее значение имеют геологические, геоморфологические, климатические особенности территории. Вероятность крупномасштабных стихийных бедствий увеличивается по мере снижения устойчивости биосферы и возможного изменения климата (Марчук, 1990).
По своему происхождению все стихийные бедствия классифицируются на два типа: эндогенные, т. е. связанные с внутренней энергией Земли, и экзогенные, обусловленные, главным образом, солнечной энергией и силой тяжести. К первому типу относятся землетрясения, цунами, извержения вулканов, ко второму ¾ наводнения, штормы, тропические штормы, оползни, засухи и др.