Донелла Медоуз - Пределы роста. 30 лет спустя

Рис. 5.1.Мировое производство хлорфторуглеводородов

Производство хлорфторуглеводородов быстро росло до 1974 г., когда появились первые статьи об их влиянии на озоновый слой. Последующее снижение производства произошло благодаря активности защитников окружающей среды, которые призывали отказаться от аэрозольных баллончиков, содержащих ХФУ в качестве пропеллента. В результате в США в 1978 г. их использование действительно было запрещено. После 1982 г. расширение области применения ХФУ вызвало непродолжительный рост их производства, но с 1990 г. оно начало уменьшаться, поскольку уже были достигнуты международные договоренности о сворачивании их производства. Гидрированные ХФУ (ГХФУ) — заменители обычных ХФУ — все еще разрешены к применению; постепенное сворачивание их производства намечено на период с 2030 по 2040 гг. (Источник: Alternative Fluorocarbons Environmental Acceptability Study.)

и Азии производство ХФУ было основным источником прибыли. И тысячи компаний использовали их в своих производственных процессах.

Предел

Действующее лицо нашей истории — невидимый газ озон: три атома кислорода, связанных вместе (O 3), в отличие от обычного кислорода, состоящего из двух атомов (O 2). Озон настолько химически активен, что вступает в реакцию и окисляет практически все, с чем сталкивается. В нижних слоях атмосферы много и различных частиц, и поверхностей, поэтому оказавшаяся здесь молекула озона моментально вступает в реакцию. От этого могут пострадать и листья растений, и легкие человека. В слоях атмосферы, расположенных у поверхности Земли, озон является разрушающим веществом, но как загрязнитель он имеет очень короткий

Рис. 5.2.Поглощение излучения в атмосфере

Достигающие планеты ультрафиолетовые лучи Солнца практически полностью поглощаются в атмосфере молекулами кислорода и озона. Озон поглощает большую часть излучения в диапазоне УФ-В, особенно опасного для живых существ.

срок жизни. В верхних слоях атмосферы все по-другому: там не так-то много молекул, поэтому там срок жизни озона относительно большой — как правило, от 50 до 100 лет. Под воздействием солнечных лучей в верхних слоях атмосферы озон постоянно образуется из обычного кислорода. Накопленный «озоновый слой» располагается на высоте от 9 до 32 км над поверхностью Земли.

Озоновый слой богат озоном только в сравнении с небольшим его количеством в других слоях атмосферы. Из 100 тыс. молекул, находящихся на высотах озонового слоя, на самом деле только одна — действительно молекула озона. Но этой концентрации вполне достаточно для того, чтобы поглотить большую часть чрезвычайно опасного ультрафиолетового излучения УФ-В (ультрафиолет, диапазон В), составную часть солнечного излучения (рис. 5.2). Ультрафиолет В представляет собой поток квантов, имеющих такую энергию, что они способны разрушать органические молекулы, на которых основано существование всех форм жизни на Земле: молекулы ДНК, несущие генетические код, тоже относятся к органическим молекулам. Несмотря на свою разреженность, озоновый слой выполняет чрезвычайно важную функцию.

Одно из возможных последствий облучения живых организмов ультрафиолетом В — онкологические заболевания. Исследования уже давно доказали, что ультрафиолет В вызывает у лабораторных животных рак кожи. У человека в большинстве случаев возникновения рака кожи он затрагивает именно те ее участки, которые открыты солнечным лучам. Особенно этому подвержены люди с бледной кожей, проводящие много времени на открытом воздухе. Самый высокий в мире уровень заболеваемости раком кожи — в Австралии: современная статистика свидетельствует, что каждый второй австралиец на протяжении жизни столкнется с тем или иным видом рака кожи. Самая опасная разновидность заболевания, злокачественная меланома, в Австралии чаще всего встречается в возрастной группе от 15 до 44 лет [155]. По оценке ученых, при истощении озонового слоя на 1 % количество ультрафиолетового излучения В, достигающего поверхности Земли, увеличится на 2 %, что приведет к росту заболеваемости раком кожи на 3–6 % [156].

Ультрафиолетовое излучение В представляет для человека двойную опасность. Оно не только увеличивает вероятность рака кожи, но и может подавлять иммунную систему человека и не давать ей успешно сопротивляться онкологическим и другим заболеваниям — герпесу, инфекционным болезням и т. п.

Помимо кожи, под большим воздействием солнечных лучей оказываются глаза. Ультрафиолет В может повредить роговицу, вызывая болезненное состояние, известное под названием «снежная слепота», поскольку ей часто подвергаются горнолыжники и альпинисты, забирающиеся высоко в горы. Иногда «снежная слепота» очень болезненна, а ее повторение может навсегда ухудшить зрение. Лучи ультрафиолета В могут также повредить сетчатку и вызвать катаракту хрусталика глаза.

Если поверхности Земли будет достигать больше ультрафиолета В, то любое животное, имеющее глаза и кожу, открытую солнечным лучам, потенциально будет испытывать те же проблемы, что и человек. Подробные исследования других последствий воздействия ультрафиолетовых лучей диапазона УФ-В только начались, однако некоторые выводы можно сделать уже сегодня.

Одноклеточные и микроорганизмы подвержены большей опасности, чем животные большего размера, поскольку ультрафиолет В может проникать только в поверхностные слои клеток.

Лучи УФ-В проникают в толщу океана всего на несколько метров, однако именно в этом слое обитает большая часть водных микроорганизмов — планктон. Исследования показывают, что планктон (как животный, так и растительный) особенно чувствителен к излучению УФ-В [157]. Пока еще не сложилось единого мнения о том, насколько велико влияние излучения УФ-В на взаимодействие различных видов в экосистеме. Однако планктон — основное звено в большинстве океанских пищевых цепей, поэтому увеличение уровня излучения ультрафиолета В потенциально может затронуть многие виды жизни в океане.

Облучение ультрафиолетом В зеленых растений приводит к уменьшению площади поверхности листьев, снижению высоты растений и ослаблению фотосинтеза. Различные виды зерновых реагируют на облучение УФ-В по-разному, но до 60 % изученных злаков демонстрируют при этом падение урожайности. Так, в одном из исследований сделан вывод о том, что истощение озонового слоя на 25 % может привести к снижению урожайности сои на 20 % [158].