Россия и современный мир №1 / 2013

Основными территориями загрязнений, помимо полигонов для ядерных испытаний, являются аварийные ситуации на АЭС и атомно-энергетические стационарные и подвижные установки [17, с. 10].

К потенциальным источникам радиационной опасности относятся десятки тысяч оборонных объектов. В частности, только на территориях Мурманской и Архангельской областей количество энергетических ядерных установок составляет 18% от общемирового количества всех энергетических ядерных установок, находящихся сейчас в эксплуатации, а суммарный объем радиоактивных источников, затопленных в морях, омывающих побережье Мурманской области, составляет две трети всех радиоактивных отходов, захороненных в Мировом океане. Общее количество атомных реакторов, установленных в атомном флоте РФ, по энергетической мощности сопоставимо с установленной мощностью всех АЭС страны. По статистическим данным, у нас в 2003 г. было 468 млн. м

жидких и 73 млн. т твердых отходов общей активностью 59 ЭБк. Это количество ежегодно пополняется 5 млн. м

жидких радиоактивных отходов и 1 млн. т твердых радиоактивных отходов [24, с. 97]. И в этих отходах велика составляющая мирных атомных производств. Так, к 2000 г. все АЭС мира создали 1139 т плутония, а при производстве ядерного оружия – 250 т. Следует иметь в виду: до появления атомной промышленности в земной коре плутония практически не было (в литературе иногда упоминается возможность присутствия этого элемента до 50 кг). И не надо забывать, что в связи с авариями на АЭС в атмосферу выбрасывается до 300 радионуклидов. Хотя они и являются примесными элементами, их влияние на биосферу Земли очевидно. От атомной индустрии к началу XXI в. предположительно генетически пострадали более 223 млн. человек из 357 млн. пострадавших вообще (из которых умерли 240 млн.). Жертвами производства электроэнергии на АЭС стали 21 млн. человек (по данным Розалии Бертелл) [28, с. 91].

Неудачи сопутствовали всем подземным ядерным взрывам, которых только в России было произведено свыше 122 [13]. Технологическими катастрофами они закончились в массивах каменной соли «Вега», «Бутан», взрывах в Оренбуржье, на полигоне Азгир. Позднее были выявлены и представляющие поныне крупную экологическую угрозу для природы и живых организмов большие радиоактивные эманации из подземных газовых хранилищ в Астраханской области, в мерзлотной Якутии и ряде других мест [3, с. 155; 15, с. 8]. Вряд ли среди участков подобных ядерных взрывов есть исключения из этих правил. Различия очевидны лишь в масштабах последствий.

Вероятно, заслуживает специального упоминания идея применения термоядерного механизма для производства электроэнергии на АЭС. Предполагаемый масштаб производства действительно огромен и способен обеспечить разрастающиеся потребности человечества. Но насколько обоснована уверенность, что получение этой энергии не представляет собой кардинальной опасности для экологии Земли и землян при его полномасштабном производстве? Зачем на планете, прошедшей этап своего «горячего» состояния, искусственно воссоздавать его? Может быть целесообразнее огромные расходы человечества на разработку возможных систем атомной энергетики направить в русло исследований альтернативных источников энергии? К примеру, существует обоснованное мнение, что при затратах, не превышающих аналогичные для атомных проектов, можно добиться не меньших успехов в практическом освоении энергии солнечных лучей, падающих на нашу планету, причем со значительно менее опасными экологическими последствиями при ее производстве.

В результате освоения человеком атомной энергии произошли заметные преобразования географических сред Земли: от космических до океанических и литосферных [1, с. 103; 5, с. 203–204]. Ущерб для природных систем от последствий этого процесса, к сожалению, не снижается.

Правомерен вывод, что последствия перевода энергии атома на мирные рельсы относительно управляемы, когда она лишь опосредована соответствующими техническими средствами преобразования (например, в электроэнергетические системы), и не управляемы в отношении внутренних энергетических процессов.

Хлорные технологии

Этот пример заимствован из серии современных химических технологий широкого применения. Во-первых, хлор – один из распространенных активных газовых компонентов, содержание которого значительно (1,8%) для морских вод и низкое (0,018%) в земной коре [27, с. 213]. Хлор в очень незначительных количествах входит в состав организмов (и человека) и вместе с тем обладает сильными токсическими свойствами. Он по-своему вездесущ: состоит из 13 изотопов, имеет семь валентных состояний и три структурные комбинации элементарной решетки (тетрагональную, орторомбическую и «Т» – направленную от тетрагональной к орторомбической). Источник технического хлора – поваренная соль NaCl. Это основной отбеливающий компонент промышленности, важный дезинфицирующий агент и главный органический растворитель и производитель полимеров.

Как чрезвычайно подвижный и активный химический элемент, он является одним из главнейших регуляторов процесса разрушения озонового слоя Земли, подобно азоту и водороду в соответствующих каталитических циклах. Поскольку природное поступление хлора в атмосферу Земли невелико (это в основном вулканические выбросы), то зависимость состояния этого защитного слоя Земли от разрушительного ультрафиолетового воздействия солнечных лучей по сравнению с техническим получением хлора имеет подчиненное значение. Несмотря на спорность определенных решений Киотского договора, сам факт разрушения озона фреонами (органическими соединениями фторхлорпроизводных алефатических углеводородов) подчеркивает реальность связанного с этим экологического риска.

Экологическая роль хлора многогранна. Он является характеристическим индикатором состояния среды в отношении кислотности-щелочности. Повышенное распространение хлора в атмосфере способствует формированию и выпадению кислотных дождей и экстенсивному развитию закисленных озер, а в последнее время и вод прибрежных морских акваторий, например в Калифорнийском заливе.

Проблема интенсивности закисления природных вод с соответствующим буферным эффектом необычайно актуальна, поскольку угрожает многим биотическим системам Земли. При изменении соотношения кислотности-щелочности (pH) в сторону кислотности в озерных формациях происходят процессы деградации, затрагивающие все биотические уровни аквасистем. При достижении pH равном 5 озера становятся безрыбными, а подобные условия наблюдаются на огромных пространствах северных широт.

Выпадение кислотных дождей провоцирует проявления «лесной чумы», когда древесная растительность оказывается существенно поврежденной на значительных площадях, как это было в Альпах, и продолжается в окрестностях Норильска в Красноярском крае.

Кроме того, обнаружилось, что при закислении природных сред происходит токсификация поведения некоторых химических элементов, которые в средах нейтральной кислотности являются абсолютно безвредными по отношению к природным биотическим компонентам [10, 246]. Наиболее ярко это иллюстрируется поведением неорганического (ионного) мономерного алюминия Al

.

Сравнительно недавно внимание ученых было привлечено ко все увеличивающемуся закислению почвенной оболочки Земли (педосферы), что резко снижает плодородие почв и, соответственно, отражается на урожайности продуцируемых сельскохозяйственных культур. Следует напомнить, что значительное повышение содержания в почвах хлора, как и некоторых других преимущественно фитофильных элементов, связано с внесением калиевых удобрений и еще более с обработкой сельскохозяйственных полей пестицидами для уничтожения «вредных» насекомых. Здесь особенно ярко проявляется влияние использования военных технологий на решение задач мирного назначения. Первоначально хлор был применен в создании обширной серии боевых отравляющих веществ. И лишь поздние достижения токсикологических исследований были использованы при разработке агрохимических препаратов, как представлялось, исключительно узконаправленного действия. Широкое и зачастую мало обоснованное применение пестицидов, особенно в условиях массовой химизации сельского хозяйства, явилось причиной многих экологически кризисных проявлений самого различного характера. В районе озера Клир-Лейк (Калифорния) борьба с комарами с помощью пестицидов обернулась гибелью многочисленных колоний птиц (из 1000 гнездящихся пар западных поганок осталось в живых около 30). В Перу обработка хлопковых плантаций практически подорвала развитие этого вида сельского хозяйства в одной из провинций. Подобных примеров масса [2, с. 40–41].

В процессе создание агрохимических препаратов появились целые серии и поколения токсических веществ, включая такие супертоксиканты, как диоксины и дифураны. Их предельная устойчивость уже приводила к трагичным локальным и региональным последствиям. Так, в Таймс-Бич (штат Миссури, США) для обустройства этого пыльного города было создано асфальтовое дорожное покрытие из отходов химического производства, которое повлекло за собой вынужденное выселение его жителей и разрушение самого поселения [14, с. 346]. Широко известно событие в Севезо (недалеко от Милана), где в результате аварии 1976 г. на небольшом заводе по производству компонентов для дезодорантов (с минимальным содержанием диоксинов) возник мертвый город, поскольку никакие из предпринятых реабилитационных мероприятий не смогли нормализовать возникшую катастрофическую экологическую обстановку.

Крайне важны проведенные Б. Коммонером исследования загрязнений природных сред Великих Американских озер [9, с. 17–19]. Сопоставив появление и проявления рассеянных поллюций с зарождением и ростом химических хлорных производств, ученый пришел к выводу об их тесной взаимозависимости. Загрязнение этими высокотоксичными компонентами шло параллельно росту химического производства в США. Б. Коммонер обосновал радикальное мнение о необходимости резкого ограничения данного производства и ликвидации предприятий хлорной промышленности, поскольку их деятельность отрицательно отражается на состоянии природной среды. Можно подвергать сомнению категоричность его выводов и настаивать на их дополнительной апробации, но несомненно одно: хлорное производство несет значительные экологические риски и должно находиться под постоянным контролем.

Бризантное производство

Рассмотрим еще один вид «боевых» технологий – бризантных (взрывчатых, оказывающих дробящее действие) на примере детонаторов. Исходными материалами для этих боевых приспособлений являются ртутные – гремучая ртуть для сухого пироксилинового пороха, сухой пироксилин для влажного пороха и т.п.

Все ртутные технологии, от военных до амальгамирования, до сих пор широко используемые в практике, в частности на золотопроизводящих предприятиях, давно привлекали настороженное внимание экологов. Ртуть относится к редким элементам; она единственная их всех металлов, которая в наземных условиях представлена в жидком виде, и всегда окружена тончайшей оболочкой ее паров – так называемой ртутной атмосферой. В виде соединений, в частности связанных с метилом (CH

), она высокотоксична. Это тератоген. Главная минеральная форма, являющаяся исходным сырьем для производства металла, – сульфид ртути, киноварь. Ее запасы в мире около 0,6 млн. т [27, с. 163]. Ртуть используется при изготовлении детонаторов в военном деле, для производства хлора и гидроокиси натрия, пестицидов, электроаппаратуры и в целом ряде других технологических линий.

Особое внимание ртуть привлекла массовыми отравлениями людей в Японии, Венесуэле и некоторых других странах. Удивительно, что во всех этих случаях причиной поражений не явилось само ртутное производство, а побочные соединения этого металла на заводах, где были задействованы технологии с его попутным использованием. Это ни в коей мере не исключает возможности отравлений самой ртутью, но они не являются ни столь массовыми, ни столь предсказуемыми.

Наиболее тщательному анализу были подвергнуты события, произошедшие в прибрежном поселении на острове Кюсю в Японии, получившие название «промышленной Хиросимы». Здесь в заливе Минамата находили захоронение сточные воды химического комбината, которые были насыщены ртутью в виде соединения CH

HgCl. В результате прибрежные воды оказались отравленными, поскольку это соединение микроорганизмы переводили в активизированную органическую структуру метилртути – CH

Hg

. Использование в пищу рыб залива, усваивающих метилртуть, привело к гибели людей в 1953 г. Многие жители получили тяжелые психопаралитические заболевания, проявлявшиеся в онемении конечностей, нарушении речи, слуха, зрения, способности двигаться и приводившие к полному параличу. Официальный список жертв «болезни Минамата» содержит 798 имен. Однако речь не только о прямых жертвах, отравившихся непосредственно. Ртуть воздействует на гены, что приводит к появлению умственно и физически неполноценных детей. В современной Японии еще совсем недавно эта трагедия ставилась на третье место в мартирологе национальной истории, вслед за атомными бомбардировками Хиросимы и Нагасаки (до Фукусимских событий).

События в Минамата и подобные ему послужили знаковым предупреждением о высоких рисках использования технологий, связанных с активными высокотоксичными соединениями ртути, подвели к ряду международных соглашений о запрещении их на любых производствах, где ртуть могла быть заменена другими нетоксичными компонентами. Пожалуй, это едва ли не единственный случай, когда человечество вынуждено было отторгнуть вещество широкого практического применения по собственно экологическим мотивам. Выяснилось также, что ртутные детонаторы не единственное средство возбуждения взрывов. Появился новый детонатор – азид свинца (соль азотистоводородной кислоты). Следовательно, случись это открытие ранее, соединения ртути не стали бы таким штатным средством для подрыва боеприпасов, и бризантные технологии развивались бы по совсем иному пути. Но прежние точки бифуркации в этой системе уже были пройдены.

Приведенные выше примеры могут быть значительно дополнены, но и их достаточно, чтобы отразить главные особенности проблемы использования первоначально военных технологий в мирных отраслях промышленности.

Это, во-первых, целенаправленная полярность их предназначения – разрушение и созидание. Идеологически их вряд ли возможно объединить.

Во-вторых, что также принципиально важно, – это заданная естественными физическими законами определенная направленность развития любой динамической системы. Антропогенное воздействие на нее не изменяет сути этих законов, а только использует конкретную энергетику в заданном направлении, меняя конфигурацию полей самоорганизации [16, с. 171, 229]. Человек может запустить или прервать этот процесс, ускорить или замедлить, трансформировать его формы и объемы, но не в силах изменить внутреннюю сущность физических явлений.

Существует зависимость хода реакции от обстановки его развития. Так, рассматривая особенности трансформации «военного» атома в «мирный», нельзя не учитывать возможность перерастания замедленного процесса радиоактивного распада во взрывной при изменении внутренних и внешних условий относительно заданных для нормативно рассчитанного процесса. Риски отклонений от стандартных условий определяются сложностью и надежностью инженерных конструкций, которые обусловливают соответствующие сложность и совершенство управления этими системами, издержками не всегда квалифицированного обслуживания и технического обеспечения безопасности, ее недостаточного дублирования для надежности функционирования. Но опасность рисков и при этом не может быть полностью исключена, она может быть лишь минимизирована [19, с. 98].

Создание боевых отравляющих веществ, чей опыт был положен в основу разработки пестицидов – препаратов, предназначенных для борьбы с насекомыми вредителями сельского хозяйства, исходило из принципа возможности чрезвычайно селективного направленного воздействия на вполне определенный род и вид таких живых форм, которые подлежали уничтожению. Это осуществлялось подбором ядов и их дозированием, которое должно было удовлетворять данным конкретным условиям. Но природные обстановки весьма изменчивы, а законы органического мира не ограничены лишь данным избранным видом, а более общи. Модификация подобных препаратов может учитывать специфику тех или иных организмов и их групп, но сам процесс отравления организмов, несмотря на его вариации, остается в сущности неизменным. Он может быть ускорен или замедлен, может быть длительным, латентным или отложенным, но он неизменно сказывается на здоровье пораженного организма, иногда через значительный период времени, или даже может отразиться на генетически последующих поколениях. Нередко постулируется, что все химические соединения ядовиты и лишь их содержание определяет наносимый организмам вред. Но этот вывод весьма условен. В связи с загрязнениями идет геохимический передел мира и окружающих нас сред. И эти преобразования лишь усугубляют ситуацию, делают среду все более неблагоприятной для нормальных условий существования живых организмов.

Приведенный пример инициирующих взрывной процесс детонаторов различных поколений позволяет акцентировать внимание на вероятных сценариях развития бризантных процессов в зависимости от научных открытий и изобретений, которые могут коренным образом изменить направление и ход развития соответствующих технологических схем, их диверсификации.

Как видим, ни в одном из анализируемых случаев перевод военных технологий в мирные не был ни полным, ни совершенным. Этот путь кардинального преобразования является задачей куда более сложной, чем создание мирных технологий самих по себе, без заимствования инженерных решений из военных программ. Различие здесь не в том, что последние могут иметь двойное назначение, а в том, что под военные технологии, как правило, создается мощная техническая база, в случае же внедрения мирных технологий все приходиться решать без подобной поддержки. Следовательно, дело не в преемственности тех или других, а в приоритетах и ценностях, т.е. в проблемах из области государственного устройства и нравственности. Апробация военных технологий в мирном хозяйстве в принципе противоэкологична, поскольку содержит в себе многочисленные крайности и риски, свойственные сути военных изысканий.

Литература

1. Адушкин В.В., Козлов С.И. К вопросу о геофизическом оружии // Геоэкология. – М., 2011. – № 2. – С. 99–109.

2. Аллен Р. Как спасти Землю? (Всемирная стратегия охраны природы). – М., 1983. – 172 с.

3. Артамонова С.Ю., Бондарева Л.Г., Антонов Е.Ю., Кожевников Н.О. Геоэкологическая модель района мирного подземного ядерного взрыва «Кристалл» (Якутия) // Геоэкология. – М., 2012. – № 2. – С. 143–158.

4. Булатов В.И. Россия радиоактивная. – Новосибирск, 1996. – 272 с.

5. Власов М.Н., Кричевский С.В. Экологическая опасность космической деятельности: Аналитический обзор. – М., 1999. – 240 с.

6. Горкина Т.И. Проблемы размещения «новой» мировой атомной энергетики // Известия РАН. Сер. географ. – 2008. – № 4. – С. 34–41.

7. Израэль Ю.А., Квасникова Е.В., Назаров И.М. и др. Атлас радиоактивных загрязнений европейской части России, Белоруссии и Украины. Новая информация для комплексной характеристики современного состояния окружающей среды // Известия РАН. Сер. географ. – 2000. – № 1. – С. 112–119.

8. Коммонер Б. Замыкающийся круг. Природа, человек, технология. – Л., 1974. – 278 с.

9. Коммонер Б. Политическая история диоксинов / Сокращенный перевод С.С. Юфита. – Барнаул, 2000. – 34 с.

10. Корте Ф., Бахадир М., Клайн В. и др. Экологическая химия. – М., 1997. – 396 с.

11. Кудельский А.В., Смит Дж.Т., Пашкевич В.И. Постчернобыльская гидросфера Беларуси в районах радиоактивных выпадений (ретроспективный обзор) // Геоэкология. – М., 2012. – № 4. – С. 293–309.

12. Медведев В.И., Коршунов Л.Г., Черняго Б.П. Радиационное воздействие Семипалатинского ядерного полигона на Южную Сибирь (опыт многолетнего исследования по Восточной и Средней Сибири и сопоставление результатов с материалами по Западной Сибири) // Сибирский экологический журнал. – Новосибирск, 2005. – № 6. – С. 1055–1071.

13. Михайлов В.М. Ядерные испытания СССР. – Саров, 1997. – 304 с.