CC BY
17
УДК 330:504 М.А. Креймер СГГА, Новосибирск
БИОГЕОХИМИЧЕСКОЕ РАЗЛИЧИЕ БИОСФЕРЫ И ТЕХНОГЕНЕЗА КАК ОСНОВА ЭКОНОМИКИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
M.A. Kreymer
Siberian State Academy of Geodesy (SSGA) 10 Plakhotnogo Ul., Novosibirsk, 630108, Russian Federation
BIOGEOCHEMICAL DIFFERENCE BETWEEN BIOSPHERE AND TECHNOGENESIS AS A BASIS FOR ENVIRONMENTAL ECONOMICS
The paper shows biogeochemical difference between biosphere and technogenesis. The hygiene of the 1st and the 2n types atoms migration management is appraised. The 3rd type atoms migration are characterized from the point of view of ecology. The author puts forward the tasks for the environmental economics as concerns the 3rd type atoms migration management.
Потребность в экономике природопользования появилась в результате того, что необходимо было найти экономические закономерности взаимодействия общества с природной средой, при которых затраты общества на охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов должны быть воспроизводимы в материальном производстве. Анализируя эволюцию экологических императивов, А.А. Гусев [2] указывает: «Несмотря на постоянное усиление внимания к проблемам охраны окружающей природной среды во всем мире, начиная со второй половины прошлого столетия, острота экологической ситуации не уменьшается. Основной причиной этого были изначально неправильно выбранные ориентиры взаимоотношения общества и природы».
Почему важно изучение биогеохимических циклов на наш взгляд, а не объектов биосферы? Биологические объекты существуют благодаря трофическим процессам по синтезу органических соединений и их разложению до химических элементов. Органическая масса только растет до определенных пределов и обновляется. Химические вещества постоянно находятся в кругообороте, причем в историческое время биогеохимические процессы существенно изменяются. Это различие появляется в результате усиления миграции атомов 2 рода и вовлечении в кругооборот атомов 3 рода. В.И. Вернадским [1] была предложена биогеохимическая классификация атомов по очередности участия в эволюционном процессе:
1 рода - для микроскопических одноклеточных и микробов, огромной интенсивности, связанной с малым объемом и весом.
2 рода - рода для многоклеточных организмов. Биогеохимическая функция человечества так же, как и других многоклеточных организмов, проявляется прежде всего в биогенной миграции атомов 2-го рода.
3 рода - человек увеличивает свое влияние на все окружающее его живое вещество своей биогеохимической функций 3-го рода, резко отличающей его с XVIII - XIX столетия от всех живых организмов. История человечества вступила в другую фазу, в которой биогенная миграция атомов 2-го рода встала на второй план по сравнению с биогенной миграцией атомов 3-го рода, которая сейчас доминирует на нашей планете.
Биогеохимическое различие биосферы и техногенеза построено на основании опытных фактов. За основу была принята таблица материально -вещественного отличия живых естественных тел биосферы от её косных естественных тел [5]. В ней В.И. Вернадский привел сравнение косных и живых естественных тел по 16 признакам. Это методический прием мы развили на основе сравнения классических процессов в биосфере с «аналогичными», создаваемыми среде жизнедеятельности человека. Между ними есть общие закономерности, описанные В.И. Вернадским, как биогеохимические принципы [1]. Первые два принципа обосновывают экологическое единство на химическом уровне. Двигателем экологического, антропогенного или техногенного разнообразия выступают химические элементы. В этом многообразии выживают те биологические виды, которые обеспечивают устойчивую миграцию атомов. Третий принцип можно интерпретировать следующим образом. Количество живого вещества на Земле является постоянной величиной, и не важно кем обеспечивается «... увеличивающаяся биогенная миграция атомов биосферы». Ниже приведена характеристика общности и различий в биогеохимических процессах.
1. Экологические (биосферные) закономерности не могут быть прототипом социально-медицинских и технико-экономических процессов. Тем более при вовлечении в хозяйственный оборот химических элементов, отнесенных к миграции 3 года. Современные экологические проблемы образуются в результате экономических ограничений в биогеохимической деятельности человека. Для геологического и исторического времени общим является биогеохимическая деятельность живого вещества. Различие этих процессов обуславливает экономическое могущество государства и создает проблемы загрязнения окружающей среды.
2. Современные экологические проблемы общества решаются на основе соблюдения санитарно-гигиенических требований при использовании химических элементов 2 рода в виде управления биогеохимическими циклами циклических элементов, разработки ПДК, санитарно-технического оборудования, районирования, медицинской профилактики. Принятые санитарно-гигиенические нормативы реалистичны в технико-экономическом отношении. У государства имеются финансовые средства для регулирования биогеохимическими процессами циклических элементов в виде создания малоотходных производств, очистных сооружений, захоронения отходов.
Вклад гигиены в экономику природопользования заключаются в том, что были научно обоснованы технико-экономические критерии достижимости в обеспечении защиты биологических основ человека. В основе этих
критериев лежат принципы санитарной стандартизации и гигиенического нормирования [6].
A) Принцип опережения токсикологических исследований по сравнению с моментом внедрения веществ в народное хозяйство, окружающую среду.
Б) Приоритет медицинских и биологических показаний к установлению уровней санитарных стандартов по сравнению с технической достижимостью сегодняшнего дня и экономическими требованиями.
B) Концепция пороговости позволяет устанавливать санитарно -гигиенические нормативы и обеспечивать инженерными средствами сохранение среды обитания человека.
Г) Любой химический загрязнитель имеет порог действия. Целью токсикологического изучения является нахождение пороговой и подпороговой концентрации. Безвредные концентрации загрязнителей и дозы загрязнителей устанавливаются на уровне подпороговой концентрации.
Д) Установленная ПДК (безвредный уровень) должна защищать от неблагоприятного действия нормируемого загрязнителя каждого члена общества, а не «среднего» человека. В связи с этим, нормирование ведется в расчете на наиболее ранимые группы населения, к которым следует отнести детей, лиц старших возрастов или ослабленных болезнью.
Е) В основу санитарного нормирования химических загрязнителей положен эксперимент. Натурные наблюдения на населении рассматриваются как обязательный второй этап нормирования. Этим определяется место и значение эпидемиологических, санитарно-статистических исследований при установлении безопасных для человека уровней химических веществ.
Ж) Учет функциональных неспецифических изменений в организме, а не только заболеваний и очевидных патологических изменений.
Научно обоснованные и реализованные в прошлом столетии гигиенические постулаты обеспечили изучение токсичности веществ, как их неотъемлемого свойства и установления безопасных уровней. На основании этих критериев были созданы «экологически чистые» технологии и необходимые инженерные средства по очистке отходящих газов и сточных вод. Установлены санитарные нормы и правила по их применению.
Следующим этапом должно было стать изучение нарушения состояния здоровья населения в реальных условиях проживания. Так как на различные ингредиенты организм человека реагирует как на метаболиты, то здесь возможные экологические методы исследования. Однако, количественный рост применяемых ингредиентов и их перечня, в первую очередь потребовали развития основных гигиенических постулатов, что не было сделано своевременно.
3. Вовлечение в хозяйственный оборот химических элементов 3 рода ставит перед государством научно-техническую проблему о применимости существующих методических подходов по санитарно-гигиеническому регламентированию и содержанию экологической природоохранной деятельности. Неполная изученность токсических свойств химических
элементов 3 рода, особенно отдаленных последствий, а также низкие концентрации ив то же время повсеместное их присутствие в объектах окружающей среды определяют новое отношение общества к этим проблемам.
4. В настоящее время становится возможным на клеточном уровне построение химических соединений с использованием элементов 3 рода. Актуальной токсикологической опасностью признано использование нанотехнологий и наноматериалов. «Имеющиеся токсикологические методологии основаны на определении токсичности вещества относительно массовой концентрации, что не приемлемо для наноматериалов, для которых одним из основных определяющих свойств будет величина площади поверхности или число наночастиц» [3]. Потенциальный риск популяции населения может выйти за известные рамки заболеваемости и проявляться в других объектах окружающей среды, изменяя её биоразнообразие.
5. Таким образом, общество находится на грани, когда известные методы регулирования природопользования не отвечают возросшим масштабам и токсикологическим свойствам используемых химических элементов. Биогеохимическую деятельность можно представить в виде трех циклов: а) естественные природные циклы химических элементов; б) антропогенные циклы, обусловленные питанием человека, т.е. использованием атомов 1 и 2 рода; в) техногенные циклы с применением химических элементов 3 рода. Естественные природные циклы характеризуются круговоротом всех химических соединений в масштабам геологического времени. Человек, как биологический вид, увеличивает миграцию химических элементов, составляющих основы питания, проживания и социальной деятельности. Для обеспечения реализации общественных задач, состоящих из охраны территории государства, увеличения скорости перемещения и передачи информации, в настоящее время применяются химические атомы, образующие, по определению В.И. Вернадского, миграцию 3 рода, не свойственную биосфере.
6. Актуальными задачами новой отрасли знания (возможно прикладной экологии) являются: 1) нормирование предельно допустимого содержания химических элементов 3 рода в объектах окружающей среды, с учетом отдаленных последствий и специфических функций в организме человека; 2) изучение закономерностей перехода химических элементов между природными, техногенными и антропогенными циклами; 3) разработка систем инженерного регулирования процессов перехода химических элементов из одного цикла в другой; 4) обоснование размера технико-экономических затрат на регулирование биогеохимическими циклами в техносфере. В каждом цикле используются одни свойства химического элемента и «консервируются» другие. Очевидно, количество химических элементов в том или ином цикле не играет существенной роли.
7. Примерно 35 ранее не используемых химических элементов определяют новое содержание природоохранной деятельности и экологических средств труда. Следует ожидать, что нормы предельно допустимых
концентраций для химических элементов 3 рода будут не эффективными для управления государством.
8. Характеристики биосферы и человека (общества) свидетельствуют об их существенном различии, как планетарной функции, так и системы саморегуляции. Природные (экологические) закономерности существенно отличаются от техногенных и социальных (антропогенных). Поэтому нет основания, говорить, об экологизации производства и общества на единой методологической основе и гармонизации их развития.
Рассмотренные экономические аспекты биогеохимической деятельности человека не являются автономными или изолированными. Так в дискуссии об экологических проблемах: что происходит, кто виноват и что делать, А.П. Назаретян [4] приводит следующее различие между биосферой и человеком. Биоценоз с человеком - принципиально другая система, чем дикий биоценоз, т.к. в ней складывается более объемный комплекс зависимостей, отличающийся от модели классической экологии. Социоприродная система не способна жить по законам дочеловеческой природы. Законы «Природы не могут предъявлять требований; в отличие от законов нашей многострадальной Конституции, они (при грамотной формулировке) не предполагают ни произвольного долженствования, ни умышленного нарушения, но, так или иначе, реализуются в зависимости от складывающейся структуры отношений». Управление биосферными процессами со стороны человека предполагает не воздержание от вмешательства в дела природы, а сохранение максимально приемлемого объема ее регуляторных связей и максимально допустимого биоразнообразия, указывает А.П. Назаретян, максимально - для данного этапа социального развития и в рамках общесистемного закона иерархических компенсаций.
Потребность в экономике природопользования появляется тогда, когда между биогеохимическими процессами в биосфере и техногенезом возникают существенные различия и необходимы дополнительные технико-экономические мероприятия в интересах человека. Современная экономика природопользования должна строиться с учетом качественно отличающихся ресурсных циклов. Основными элементами различия этой модели является: сохранение биогеохимических циклов 1 и 2 рода и создание циклов 3 рода. Применение химических элементов 3 рода потребует создание наномониторинга окружающей среды, методов по очистке выбросов образующихся при нанотехнологии. Учет этих выводов важен при проведении комплексной социально- экономической оценки территорий, т.к. содержание решаемых задач будет определяться физико-химическими свойствами химических веществ, участвующих в производстве и потреблении, в результате которого возникают загрязнение окружающей среды и болезни населения, а вместе с ними и экономические расходы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1987. - 340 с. (С. 253 - 265).
2. Гусев А.А. Об эволюции экологических императивов в процессе развития национальной экономики // Экономика природопользования. - 2004. - № 3. - С. 2 - 12.
3. Концепция токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов. Утверждена постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 31 октября 2007 г. № 79. Зарегистрирована Министерством Юстиции Российской Федерации 22 ноября 2007 г., регистрационный № 10528. URL:http://www.rospotrebnadzor.m/docs/detision/?id=1532 (дата обращения 13.08.2007)
4. Назаретян А.П. Законы природы и инерция мышления (Комментарий по поводу) // Общественные науки и современность. - 1998. - № 4. - С. 152 - 161.
5. Проблемы биогеохимии. В.И. Вернадский. М.: Наука, 1980 г. - 320 с. (С. 70 - 77)
6. Токсикометрия химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Под общ. Ред. А.А. Каспарова, И.В. Саноцкого. - ЦМНТ ГКНТ - М., 1986. - 426 с. (С. 18-19, 54 - 55).
© М.А. Креймер, 2009
