Технологический просчет

Мы подошли теперь к следующему этапу поисков причин кризиса окружающей среды в Соединенных Штатах. Мы знаем, что в нашей стране что-то было сделано не так после второй мировой войны, ибо большинство наших серьезных проблем, связанных с загрязнением внешней среды, или впервые возникли, или значительно обострились в послевоенные годы. Несмотря на то, что два фактора, на которые обычно возлагают ответственность за кризис окружающей среды, — рост народонаселения и рост благосостояния — в это время усилились, все же они изменились не в такой степени, чтобы относить на их счет увеличение уровня загрязнения с 1946 года на 200— 2000 процентов. Произведение двух этих факторов, представляющее собой общий объем производства товаров (общий объем продукции равен численности населения, умноженной на объем продукции, приходящейся на душу населения), также не настолько велико, чтобы оно могло быть причиной возрастания загрязнения. Общий объем производства — измеряемый ВНП — увеличился по сравнению с 1946 годом на 126 процентов, в то время как уровень большинства загрязнителей превысил эту величину по крайней мере в несколько раз. Это означает, что кроме роста населения и благосостояния, есть еще какая-то глубокая причина, которая ответственна за кризис окружающей среды. «Экономический рост» в определенных экологических кругах это своего рода мальчик для порки. Как указывалось ранее, можно найти хорошее теоретическое объяснение того, почему экономический рост может привести к загрязнению. Интенсивность эксплуатации экосистемы, являющаяся основой экономического роста, не может увеличиваться до бесконечности: это повлечет за собой истощение, а затем и гибель системы. Однако это теоретическое положение не означает, что любое возрастание экономической активности автоматически приводит к росту загрязнений. Судьба окружающей среды зависит от того, каким образом достигается этот рост. В девятнадцатом веке экономическое развитие стран частично основывалось на хищнической вырубке леса, что привело к оголению и эрозии почв на огромных площадях. С другой стороны, экономический бум, который в 30-е годы вывел Соединенные Штаты из глубокого экономического кризиса, был поддержан экологически строгими мерами в рамках программы сохранения почв. Эта программа помогла восстановить плодородие истощенных почв и тем самым внесла вклад в экономический подъем. Такой экологически выдержанный экономический рост не только не ухудшает качество окружающей среды, но даже восстанавливает его. Например, меры по сохранению пастбищных земель в верховьях реки Миссури, которые имели благоприятный экономический эффект, по некоторым данным, привели к уменьшению уровня нитратного загрязнения в этой части бассейна реки. Напротив, ниже по течению, в штате Небраска, рост сельскохозяйственного производства был достигнут за счет нарушения экологии, путем интенсификации использования удобрений, что привело к серьезным проблемам, связанным с нитратным загрязнением.

Другими словами, рост национальной экономики, то есть рост ВНП, сам по себе еще не означает каких-либо последствий для окружающей среды. Для этого нам необходимо знать, каким образом достигнут этот рост.

Подъем экономики Соединенных Штатов детально отображен в различного рода правительственных статистических данных — громадном количестве таблиц, показывающих ежегодный выпуск различных товаров, затраты, объем реализованной продукции и т. д. Хотя эти бесконечные колонки цифр и производят пугающее впечатление, есть несколько полезных способов извлечь из них интересные данные. В частности, можно вычислить скорость роста каждого вида производственной деятельности; такой подсчет ныне можно произвести путем обработки цифровых данных на вычислительных машинах по специальной программе. Чтобы сравнить один вид экономической деятельности с другим, полезно, составить программу так, чтобы компьютер давал на выходе процентное увеличение «или уменьшение объема производства или потребления.

Не так давно я вместе с двумя коллегами просмотрел таблицы статистических данных и выбрал из них данные по нескольким сотням видов продукции, которые все вместе составляют главную и наиболее представительную часть общего объема промышленной и сельскохозяйственной продукции США. Для каждого из этих видов было вычислено среднегодовое процентное изменение объема производства или потребления начиная с 1946 года, а там, где имелась соответствующая статистика,- и раньше. Затем мы рассчитали некоторую величину, характеризующую общее изменение за 25 летний период, — среднюю скорость развития. Если этот список расположить в порядке уменьшения скорости развития, начинает вырисовываться картина того, как развивалась экономика Соединенных Штатов после второй мировой войны.

Победителем в этих экономических скачках, набравшим в послевоенный период наибольшую скорость, оказалось производство невозвратных бутылок из-под содовой, которое за это время увеличилось примерно на 53 000 процентов. Последними, по иронии судьбы, пришли лошади: общая мощность лошадиной тяги уменьшилась на 87 процентов по сравнению с ее уровнем в начале послевоенного периода. Другие участники скачек идут в интересном, но весьма пестром порядке. На втором месте — производство синтетических волокон: свыше 5980 процентов; на третьем — ртуть,используемая для производства хлора: свыше 3930 процентов; далее места распределились следующим образом: ртуть, используемая в красках, стойких к воздействию плесени, — 3120 процентов, кондиционеры — 2850, пластмассы — 1960, азотные удобрения — 1050, электробытовые товары (такие, как консервовскрыватели, электросковородки для поджаривания кукурузных зерен) —1040, синтетические органические вещества — 950, алюминии — 680, хлор газообразный — 600, электроэнергия — 530, пестициды — 390, древесина —312, грузовые автомобильные перевозки — 222, бытовая электроника (телевизоры, магнитофоны) — 217, потребление горючего для двигателей — 190, цемент — 150 процентов. Кроме того, можно назвать целую группу отраслей производства, которые, как указывалось раньше, возросли пропорционально росту численности населения (то есть примерно на 42 процента): производство и потребление пищевых продуктов, общее производство текстиля и одежды, товары домашнего обихода, сталь, медь и другие ведущие металлы.

В конце идут проигравшие отрасли, темпы роста которых отставали от роста численности населения иди которые даже уменьшили объем производства. Среди них можно назвать, железнодорожные перевозки (+ 17 процентов), лесоразработки (+1), хлопковые ткани (—7), производство возвратных пивных бутылок (—36), шерсть (—42), мыло (—76 процентов); и завершает этот список мощность лошадиной тяги, уменьшившаяся на 87 процентов.

Ив всех этих данных вытекает разительный факт, заключающийся в той, что в то время, как производство товаров, служащих для удовлетворения самых насущных нужд, — продовольствия, одежды, жилья — более или менее поспевало за 40—50-процентным увеличением численности населении (то есть производство их на душу населения оставалось практически постоянным), ассортимент товаров, используемых доя этих нужд, изменился коренным образом. Новая производственная технология пришла на смену старой. Мыльный порошок заменен синтетическими детергентами; натуральные ткани (хлопок и шерсть) вытеснены синтетическими; сталь и лесоматериалы заменены алюминием, пластмассами и бетоном, железнодорожные перевозки — автомобильными, возвратные бутылки — невозвратной тарой. На смену маломощным автомобильным моторам 20-х и 30-х годов пришли мощные двигатели. Несмотря на то, что производство сельскохозяйственных продуктов на душу населения осталось практически неизменным, площадь возделываемых земель уменьшилась, зато увеличилось использование удобрений. Старые средства борьбы с насекомыми заменены синтетическими инсектицидами, такими как ДДТ, а для борьбы с сорняками вместо культиватора стали применять обрызгивание растений гербицидами. Пастбищный откорм скота заменен стойловым.

Короче говоря, коренные изменения в каждом из этих случаев касаются в значительно большей степени технологии производства, чем общего выхода экономической продукция. Конечно, частично экономический рост США в период с 1946 года объясняется внедрением в производство некоторых новых видав товаров — кондиционеров, телевизоров, магнитофонов, снегоходов, — производство которых возросло абсолютно, так как до них подобные товары не выпускались.

Отфильтрованные таким образом статистические материалы позволяют нарисовать довольно выразительную картину.

В целом рост экономики Соединенных Штатов с 1946 года поразительно мало сказался на уровне потребления основных товаров, служащих для удовлетворения личных нужд. Такая статистическая фикция, как средний американец, потребляет теперь ежегодно примерно столько же калорий, белка и других питательных веществ (правда, немного поменьше витаминов), использует примерно такое же количество одежды и моющих средств; занимает примерно такую же площадь во вновь построенных им жилых домах; требует примерно столько же количества перевозок и выпивает примерно столько же пива (100 литров на душу населения!), как и в 1946 году. Однако, его пища выращивается теперь на меньшей площади, с применением гораздо большего количества удобрений и пестицидов, чем раньше; одежду из синтетических тканей он предпочитает одежде из хлопка или шерсти; он охотнее стирает синтетическими детергентами, чем мылом; он живёт и работает в зданиях, на строительство которых пошло значительно больше алюминия, бетона и пластмасс, нежели стали и лесоматериалов; товары, которые он потребляет, все в большей мере доставляются ему грузовиками, а не железнодорожным транспортом; он охотнее пьет пиво из невозвратных бутылок или банок, чем из возвратных бутылок или в пивных барах. Ему все больше правится жить и работать в помещениях с кондиционированием воздуха. Он разъезжает в два раза больше, чем в 1946 году, причем в более тяжелых автомобилях, на синтетических шинах вместо резиновых, используя на милю пути больше бензина, содержащего больше тетраэтилового свинца, применяя более мощные двигатели с более высокой степенью сжатия.

Эти первичные изменения повлекли за собой другие. Для того чтобы обеспечить сырье для новых синтетических материалов — тканей, пестицидов, детергентов, пластмасс и каучука, — необходимо было соответственно увеличить производство синтетических органических химикалиев. Синтез таких веществ требует использования больших количеств хлора. В результате резко возросло производство хлора. Производство хлора основано на электролизе солевого раствора с помощью ртутных электродов. Это, в свою очередь, вызвало увеличение потребления ртути в послевоенное 25-летие на 3930 процентов. Производство химических продуктов, в том числе цемента для бетона и алюминия (тоже победители экономической гонки), требует довольно большого количества электроэнергии. Неслучайно поэтому, что ее производство также значительно выросло с 1946 года.

Все это напоминает нам то, о чем постоянно твердит реклама (которая, кстати говоря, также значительно выросла): да будет благословенна экономика, основанная на новейших достижениях техники! Однако реклама ничего не говорит о том, какой ценой мы будем расплачиваться за синтетические рубашки и детергенты, алюминиевые конструкции, пиво в невозвратных бутылках и последние «творения» Детройта, она не говорит нам, что весь этот «прогресс» в огромной степени усилил наше вмешательство в окружающую среду.

Эта сторона экономического роста и есть главная причина кризиса окружающей среды. Многие тайны и неясности, касающиеся внезапного наступления этого кризиса, исчезнут, если мы последовательно и скрупулезно, от одного загрязнителя к другому, проанализируем, каким образом послевоенная техническая революция а экономике Соединенных Штатов привела не только к широко разрекламированному 126-процентному росту ВНП, но и к десятикратно превышающему его росту уровня загрязнения окружающей среды.

Лучше всего начать с сельского хозяйства. Для большинства людей «новая техника» — это компьютеры, автоматика, ядерная энергия и освоение космического пространства, то есть именно те отрасли техники, на которые зачастую возлагается ответственность за диссонансы нашего технического века. В сравнении с ними сельское хозяйство представляется довольно безобидным. Однако некоторые наиболее серьезные просчеты в нашем взаимодействии с окружающей средой следует отнести на счет преобразований в технологии сельского хозяйства США.

Из множества видов человеческой деятельности, пожалуй, ближе всего стоит к природе сельское хозяйство. До того как ее коснулась техническая революция, ферма была не более чем место, где, в угоду человеческим потребностям, были локализованы некоторые естественные биологические процессы: выращивание растений на полях и разведение на этой базе животных. Растения и животные росли, созревали и размножались по законам, издавна установившимся в природе. Столь же естественной была и их взаимосвязь: растения всасывали из почвы питательные вещества, такие, как, например, неорганический азот; питательные вещества возникали в почве в результате постепенного воздействия бактерий на органические вещества почвы; запас органических веществ поддерживался за счет поступления в почву остатков растений и продуктов жизнедеятельности животных и путем преобразования азота воздуха в пригодную органическую форму.

При таком положении вещей экологический цикл практически сбалансирован и, с небольшими отклонениями, естественное плодородие почвы может поддерживаться веками, как это происходило, например, в европейских странах и во многих странах Востока. Особенно важным условием этого равновесия является сохранение в почве продуктов жизнедеятельности животных и всевозможных остатков органических веществ, включая возвращение в почву городских органических отходов, образующихся при потреблении пищевых продуктов, произведенных на сельскохозяйственных фермах.

Почти каждый осведомленный европейский наблюдатель, который посещал Соединенные Штаты, удивлялся нашему беззаботному отношению к ведению почвенного хозяйства. Неудивительно, что американский фермер вынужден вести непрестанную борьбу за экономическое выживание. Во время Великой депрессии 30-х годов самые тяжелые лишения пришлись на долю фермеров, так как бесхозяйственность привела прежде всего к деградации почвы, а затем к буквальному ее уничтожению под воздействием процессов ветровой и водной эрозии. В послевоенный период па помощь пришли новые методы ведения сельского хозяйства. Эта технология

была настолько эффективной — если судить по резко возросшей экономической прибыли фермеров, — что она вызвала к жизни новый уклад фермерского хозяйства, который настолько отличался от прежнего, что породил совершенно новое понятие — «агробизнес».

Агробизнес основан на таких технологических нововведениях, как новая сельскохозяйственная техника, генетическая селекция сортов растений, животноводческие фермы, неорганические удобрения (особенно азотные) и синтетические пестициды. Но многие из этих нововведений стали экологическим бедствием: агробизнес оказался главным виновником кризиса окружающей среды.

Рассмотрим, например, животноводческие фермы. Здесь согнанный с пастбищ скот длительное время откармливается для продажи. В результате на ограниченной площади фермы скапливается большое количество отходов животных. Естественное превращение органических отходов в гумус — процесс очень медленный, поэтому большая часть азотсодержащих отбросов, скапливающихся на животноводческих фермах, переходит в растворимые формы (аммоний и нитраты). Эти вещества быстро испаряются или, просачиваясь в почву, выщелачиваются грунтовыми водами, или смываются дождевыми потоками в поверхностные воды. Этим объясняется, в частности, высокое содержание нитратов в некоторых сельских колодцах, питаемых грунтовыми водами, и серьезная проблема загрязнения многих рек Среднего Запада, вызванного перепроизводством водорослей. Там, где неочищенные отходы животноводческих ферм попадают в поверхностные воды, возникает серьезный дефицит кислорода, особенно в тех реках, которые и без тога перегружены коммунальными сбросами.

Домашнее животное производит намного больше отходов, чем человек. Большая часть этих отходов скапливается теперь на животноводческих фермах. Например, в 1968 году на таких фермах содержалось перед убоем более 10 миллионов голов крупного рогатого скота, то есть на 66 процентов больше, чем в предшествующие восемь лет. Это составляет примерно половину общего поголовья крупного рогатого скота в США. Количество органических отбросов, производимых теперь животноводческими фермами, превышает объем сточных вод во всех муниципалитетах США. Следовательно, проблема размещения наших стоков вдвое серьезнее, чем это вытекает из обычных оценок.

Физическое отчуждение домашнего скота от почвы влечет за собой еще более сложную цепь явлений, которые опять-таки ведут к серьезным экологическим проблемам. Животных, содержащихся на фермах, а не на пастбищах, откармливают зерном. Если, как это имеет место во многих районах Среднего Запада, почва занята под зерновые культуры в большей степени, чем под пастбища, то содержание в почве гумуса уменьшается; поэтому фермеры вынуждены прибегать ко все более интенсивному применению неорганических удобрений, особенно азотных, вызывая тем самым разрушительные экологические последствия, о которых уже говорилось.

На это торговцы удобрениями — и некоторые агрономы могут возразить, что животноводческие фермы и интенсивное использование удобрений необходимы для того, чтобы поддерживать производство продовольствия на том уровне, которого требует непрерывный рост численности населения США и мира. В этой связи стоит уделить некоторое внимание фактическим статистическим данным, проливающим новый свет не только на роль новой технологи в сельскохозяйственном производстве, но и на проблему загрязнений.

В период между 1949 и 1968 годами общий объем сельскохозяйственного производства в США увеличился примерно на 45 процентов. Так как за это же время численность населения США возросла на 34 процента, то такой прирост был достаточен, чтобы прокормить население; производство зерна на душу населения увеличилось на 6 процентов. Однако за тот же период ежегодное использование азотных удобрений возросло на 648 процентов, что в поразительной степени превышает рост производства зерна. Одну из причин этого несоответствия можно найти в сельскохозяйственной статистике: между 1949 к 1968 годами посевная площадь сократилась на 16 процентов. Отсюда следует, что больший урожай был собран с меньшой площади (урожайность возросла на 77 процентов). Важнейшим фактором такого роста урожайности служит интенсивное использование азотных удобрений. Таким образом, интенсивное использование азотных удобрений позволило агробизнесу удовлетворить потребности населения в продуктах питания и в то же время — сократить требующуюся для этого посевную площадь.

Подобная статистика объясняет и возникновение проблемы загрязнения воды. В 1949 году на единицу зерновой продукции было израсходовано в среднем около 11000 тонн азотных удобрений, а в 1968-м та же самая единица потребовала уже 57 000 тонн удобрений. Это означает, что эффективность воздействия азота на развитие зерновых уменьшилась в пять раз. Очевидно, что значительная часть этих удобрений не усваивается растениями и, следовательно, должна быть обнаружена где-нибудь в экосистеме.

Чтобы понять это явление, мы можем вернуться к фермам Иллинойса, о которых уже рассказывалось ранее. В этом штате о 1949 году использовалось около 20000 тонн азотных удобрений при средней урожайности зерновых культур 36 центнеров с гектара. В 1968 году в этом районе было использовано 600 000 тонн азотных удобрений при средней урожайности 60 центнеров с гектара. Причина такого несоответствия между увеличением потребления удобрений и ростом урожайности — чисто биологическая: зерновые растения, кроме всего прочего, обладают ограниченной способностью к росту, так что для того, чтобы добиться увеличения урожайности зерновых культур на несколько центнеров, требуется все больше и больше азотных удобрений. Поэтому для достижения таких высоких урожаев фермер вынужден вносить в почву больше удобрений, чем может усвоить растение. Большая часть оставшегося азота выщелачивается из почвы и загрязняет реки; добиться роста урожайности за счет интенсивного использования удобрений, не вызвав загрязнения окружающей среды, практически невозможно. В то же время, при существующей экономической ситуации, фермер не сможет выжить, если он не будет загрязнять окружающую среду. Экономически оправданная урожайность в этом районе составляет около 50 центнером с гектара; для того чтобы получить дополнительно те 10 центнеров, которые и определяют прибыльность или убыточность хозяйства, фермер должен примерно удвоить количество вносимых им азотных удобрений. Однако на увеличение урожая идет только часть этого дополнительного азота; оставшаяся часть поступает в реки и загрязняет источники водоснабжения, как мы это уже видели на примере Декейтера в штате Иллинойс.

Что дала фермеру новая техника применения удобрений, ясно: больший урожай может быть выращен на меньшей площади, чем раньше. Поскольку относительная стоимость удобрений, то есть стоимость их по сравнению с доходом от продажи зерна, ниже чем стоимость любого другого агротехнического мероприятия, и поскольку Земельный банк субсидирует фермера исходя из засеваемой площади, а не из выращиваемого на ней урожая, новая технология довольно выгодна для него. Но расплачиваются за это — ухудшением качества окружающей среды — его городские соседи, поскольку вода в городе оказывается загрязненной. И если новая технология с экономической точки зрения — это успех, то только благодаря тому, что с экологической точки зрения — это большой просчет.

Аналогичным образом обстоит дело с пестицидами: ежегодное увеличение использования пестицидов, вызванное уменьшением их эффективности, оказывает нежелательное воздействие на окружающую среду. Так, вслед за введением новых синтетических инсектицидов, таких как ДДТ, количество пестицидов, вносимых в расчете на единицу сельскохозяйственной продукции, возросло в США с 1050 по 1970 год на 168 процентов. Уничтожая заодно с насекомыми вредителями тех насекомых, которые в естественных условиях истребляют их, новые виды инсектицидов становятся все менее эффективными, поскольку у насекомых-вредителей вырабатывается некоторый иммунитет. В результате все большее количество инсектицидов требуется только для того, чтобы поддержать урожайность на прежнем уровне. Например, использование инсектицидов на хлопковых плантациях Аризоны возросло с 1965 по 1967 год в 3 раза без сколько-нибудь ощутимой прибавки к урожайности (сельскохозяйственный парадокс, состоящий в том, что мы должны двигаться все быстрее, чтобы удержаться на месте). И, так же как в случае с удобрениями, понижение эффективности пестицидов приводит к увеличению их поступления в окружающую среду, где они становятся угрозой для живой природы и человека.

Кстати, такой экологический подход к современной технике применения удобрений только усиливает у некоторых людей восхищение деловой проницательностью тех, кто ее внедрял. В этом плане промышленность азотных удобрений можно с уверенностью считать одним из выдающихся деловых достижений всех времен. До появления неорганических азотных удобрений фермер должен был всецело полагаться на азотфиксирующие бактерии, поддерживающие плодородие почв. В естественных условиях эти бактерии обитают в почве внутри или около корневых систем растений и могут восполнять утечку азота с пищевыми продуктами, отправляемыми с ферм на продажу, или потерю его за счет естественных процессов. Бактерии сами по себе не требуют никаких экономических вложений, кроме, разумеется, мероприятий по севообороту и возделыванию почв. Вот здесь и появляется торговец удобрениями с его убедительными — и к тому же совершенно справедливыми — доказательствами того, что можно добиться резкого роста урожайности за счет внесения в почву неорганического азота в таких количествах, которые с лихвой восполнят недостаток азота в почве. Новый ходкий продукт не только заменяет азот, производимый самой природой, но и помогает избежать конкуренции. В лабораторных условиях получены доказательства того, что в присутствии неорганического азота фиксация азота в почве бактериями прекращается. Под влиянием интенсивного использования неорганических азотных удобрений азотфиксирующие бактерии, обитающие в почве, могут погибнуть или, если им удастся выжить, перейти в не фиксирующие формы.

Я полагаю, что там, где неорганические азотные удобрения применялись постоянно и в больших количествах, естественная популяция азотфиксирующих бактерий сильно сократилась. Вследствие этого в дальнейшем будет все труднее обходиться без интенсивного использования азотных удобрений, поскольку основной источник естественного почвенного азота перестал существовать. Для торговца азотные удобрения — это «превосходный» товар, ибо его использование подавляет любую конкуренцию.

Производство новых инсектицидов — тоже весьма выгодное деловое предприятие. Уничтожая полезных насекомых, которые прежде регулировали численность насекомых-вредителей, они тем самым ликвидируют своего естественного, всем доступного конкурента. Те фермеры, которые решают отказаться от использования синтетических инсектицидов, нередко оказываются вынуждены разводить на своих полях новых насекомых взамен тех, которые раньше регулировали численность насекомых-вредителей.

Азотные удобрения и синтетические пестициды подобны наркотикам: чем больше их используют, тем в больших дозах они требуются. С помощью этих продуктов покупатель оказывается пойманным на крючок.

С коммерческой точки зрения, вероятно, одно ив наиболее успешных современных нововведений — это детергенты. За последние 25 лет это новое изобретение завоевало более чем две трети общего спроса на моющие средства, оттеснив одно из старейших, отлично укоренившихся и полезнейших изобретений человечества — мыло. Эта замена — типичный пример того изменения, которое произошло после второй мировой войны: вытеснения природных органических веществ искусственными синтетическими продуктами. В каждом из этих случаев новая технология усугубила противоречия между окружающей средой и экономическим продуктом.

Мыло представляет собой продукт взаимодействия натуральных жиров и щелочи. Одним из типичных видов жиров, используемых при производстве мыла, является пальмовое масло. Исходными материалами для его получения служат пальмовые деревья, вода и углекислый газ, а необходимую энергию обеспечивает солнечный свет. Всё это легко доступные, возобновимые ресурсы. Синтез молекул пальмового масла не оказывает никакого воздействия на окружающую среду. (Правда, пальмовые плантации могут истощить почву при неправильном ведении хозяйства, а сжигание топлива, которое требуется для получения масла из кокосовых орехов, вносит некоторый вклад в загрязнение воздуха. В процессе производства мыла из масла и щелочи также требуется топливо и образуются отходы.)

Использованное и спущенное в канализационную систему мыло под действием бактерий разлагается: его натуральные жиры сразу подвергаются воздействию ферментов. В большинстве случаев этот процесс происходит, не распространяясь за пределы очистных сооружений. В поверхностные воды, в конечном итоге, попадают лишь углекислый газ и вода, поскольку молекулы жиров содержат только атомы углерода, водорода и кислорода. Следовательно, мыльные отходы почти (или совсем) не оказывают влияния на ВПК водной системы (обычно повышающуюся в результате бактериального разложения органических отходов). Не представляет большой опасности и такой продукт разложения мыла, как углекислый газ (вообще имеющий важное экологическое значение): во много больших количествах он поступает в окружающую среду из других — ее же—источников. Короче говоря, в процессе своего производства и потребления мыло оказывает сравнительно малое влияние на окружающую среду.

По сравнению с мылом производство детергентов, по всей вероятности, воздействует на окружающую среду гораздо более интенсивно. Детергенты синтезируются из органических веществ, присутствующих в нефти вместе с рядом других продуктов. Для того чтобы извлечь из нефти эти вещества, она подвергается дистилляции и некоторым другим связанным с затратой энергии процессам, которые вызывают загрязнение воздуха за счет сгорания топлива. Очищенные сырьевые материалы участвуют в ряде химических реакций, включающих хлорирование и высокотемпературные процессы, в результате которых получается активный моющий агент. Затем в него вводятся различные добавки, предназначенные для смягчения воды, выведения пятен, «отбеливания» белья (последняя добавка интенсивно отражает свет и как бы ослепляет глаз, создавая впечатление однородной белизны белья). Этот продукт и есть детергент. При производстве этого активного агента затрачивается примерно в три раза больше энергии — и во столько же раз больше загрязняется воздух, — чем при изготовлении масла, требующегося для производства мыла. К тому же при получении хлора, идущего на изготовление детергента, используется — и высвобождается при этом в окружающую среду — ртуть. Производство детергентов, в котором естественные химические процессы заменены искусственными, связано с гораздо большей нагрузкой на окружающую среду, чем производство мыла.

Отходы, остающиеся после употребления детергента, становятся еще более серьезным источником дополнительных загрязнений. В этом плане контраст с мылом особенно разителен. Использовавшееся тысячелетиями во всех частях света, в огромном разнообразии экологических, экономических и культурных ситуаций, мыло не оставило, на мой взгляд, никаких следов в окружающей среде. Детергенты же всего лишь за 25 лет своего существования нанесли ей непоправимый вред везде, где бы они не применялись.

Первые появившиеся в продаже детергенты были синтезированы из производных нефти, по своей химической структуре состоящих из разветвленных молекулярных цепочек. Поскольку такие молекулы не поддаются воздействию ферментов, они проходят через очистные сооружения без всяких изменений. Промышленность только тогда осознала новую проблему, когда огромные потоки пенистой массы хлынули в реки и в ряде мест вода, вытекающая из кранов, стала напоминать пивную пену. В 1965 году законодательным путем в США были разрешены только «биоразложимые» детергенты; они состоят из неразветвленных молекул, подверженных бактериальному разложению. Однако молекулы новых детергентов также были увенчаны бензольным кольцом; в водной среде бензол может превращаться в фенол (карболовая кислота) —токсичное вещество. На практике оказалось, что хотя новые детергенты и не производят неприятной пены, для рыбы они еще более губительны, чем старые.

Другой аспект проблемы загрязнений связан с наличием в составе детергентов — и неразложимых, и разложимых — фосфатов. Фосфаты стимулируют интенсивный рост водорослей, которые, отмирая, перенасыщают йодную экосистему органическим веществом. Фосфаты добавляются в детергенты в двух целях: для смягчения воды (так как они помогают связать некоторые вещества, например кальций, которые вызывают жесткость воды) и для перевода частиц грязи во взвешенное состояние, после чего их легко удалить полосканием. Мыло выполняет именно вторую из указанных функций, но не первую. В жесткой воде мыло довольно неэффективно, но его свойства можно улучшить путем добавления некоторых агентов, смягчающих воду, таких как фосфаты. Таким образом, необходимость добавления фосфатов связана только с проблемой жесткости воды. Но эту проблему можно решить и с помощью домашнего «смягчителя воды» — устройства, которое легко вмонтировать в стиральную машину. Другими словами, при стирке свободно можно обойтись и без фосфатов, которые в качестве добавки к детергентам лишь усугубляют вредное воздействие последних на окружающую среду. Нет никакой реальной необходимости в замене мыла другими средствами. Как утверждают современные учебники по химической технологии, «нет абсолютно никаких причин, которые могли бы объяснить, почему старое, доброе мыло не может по прежнему использоваться как моющее средство — в быту или на производстве».

В последние годы промышленники, производящие детергенты, постоянно наталкиваются на недовольство общественности. Вначале это касалось неразложимых детергентов, затем — фосфатов, а когда, совсем недавно, они попытались заменить фосфаты НТК (нитрилотриацетатной кислотой), пойдя при этом на большие затраты, это вызвало критику со стороны Службы здравоохранения США, так как опыты на лабораторных животных показали, что НТК вызывает врожденные дефекты. Возникает вопрос: оправданны ли экономически все те хлопоты, с которыми связано производство детергентов? В экономическом плане основная ценность детергентов — это их очистительная способность. С этой точки зрения, детергенты не имеют никаких преимуществ перед мылом, но по своим экологическим последствиям они несравненно опаснее, чем мыло.

На это, конечно, можно возразить, что если детергенты вытеснили мыло на рынке сбыта — а это неоспоримый факт, — значит, потребители предпочитают их мылу и посему детергенты — экономически оправданный товар. Этот аргумент во многом теряет свою силу, если принять во внимание рекламу. Изучение положения дел в Англии показывает, что продажа различных типов детергентов прямопропорциональна расходам на их рекламу. Недостаточно просто познакомить покупателя с достоинствами продукта в надежде, что, однажды оценив эти достоинства, он будет покупать его и впредь На деле сокращение рекламы влечет за собой сокращение спроса. В 1949 году компания «Юнилевер» вложила 60 процентов своих средств в рекламу детергентов в Англии и завладела 60 процентами общего объема их продажи; к 1951 году бюджет компании на рекламу сократился до 20 процентов от ее общего бюджета, а продажа упала до 10 процентов. Однако из этого был извлечен урок, и к 1955 году расходы на рекламу — а с ними объем продажи — утроились по сравнению с 1951 годом. Как оказалось, реклама в большей степени, чем достоинства самих детергентов, влияет на их спрос.

Итак, из вышесказанного следует, что экономические достоинства мыла и детергентов примерно одинаковы. Теперь сравним соотношение между степенью их воздействия на окружающую среду (определяемую содержанием в них фосфатов) и их экономической ценностью. Так в 1946 году каждая тонна очистителя (примем активный моющий агент детергента как эквивалент равного по весу количества мыла), продававшегося в США, содержала около 3 килограммов фосфатов, которые, попадая в водные системы после использования детергентов, вносили свой вклад в проблему перепроизводства водорослей, В 1968 году с каждой тонной использованного очистителя в окружающую среду поступало уже более 60 килограммов фосфорнокислого фосфора. Технологическое замещение мыла детергентами вызвало 20-кратное увеличение воздействия фосфатов на окружающую среду и не принесло никаких ощутимых выгод потребителю. Замена мыла детергентами не сделала нас чище, чем мы были, но окружающую среду она сделала более грязной.

В текстильной промышленности можно найти другой важный пример последствии замещения природных органических веществ искусственным и синтетическими материалами. Вот некоторые статистические данные. В 1950 году в США текстильные фабрики выпускали 20 килограммов волокна на душу населения. Из них на долю хлопка и шерсти приходилось 16 килограммов, на волокно из целлюлозы — 3,5 и на всевозможные искусственные синтетические волокна (такие, как нейлон) — около 0,5 килограмма. В 1966 году общее потребление волокна возросло до 22 килограммов на душу населения, однако теперь на хлопок и шерсть приходилось 10 килограммов, на целлюлозное волокно — 4 и синтетическое волокно — 8 килограммов. Использование волокна в расчете на душу населения не претерпело существенных изменений, но природные продукты были в значительной мере заменены синтетическими. Эта технологическая замена усилила нагрузку на окружающую среду.

Для производства волокна — как естественного, так и синтетического — требуются сырье и энергия. Молекулы, из которых состоит волокно, представляют собой нитевидные полимеры — цепочки одинаковых мономерных единиц. В хлопке полимером является целлюлоза, длинные молекулы которой состоят из сотен мономеров глюкозы, соединенных между собой на концах. Для того чтобы образовать столь сложную структуру, то есть чтобы сформировать необходимое количество мономеров глюкозы и соединить их в молекулярную нить, необходима энергия. Растение получает эту энергию из легкодоступного, возобновимого источника — солнечного света.

Точкой соприкосновения между энергетическим процессом и окружающей средой служит температура, при которой этот процесс совершается. Энергетические процессы в живой природе происходят без нагревания воздуха и без загрязнения его вредными продуктами сгорания. Будь то хлопок или овца, химические реакции, объединяющие вместе естественные полимеры этих органических систем, происходят при довольно низких температурах, с высокой эффективностью трансформации; ничего не горит, ничего не выбрасывается в отходы. Таково отличительное свойство жизни: она может прекрасно существовать и развиваться в обычных температурных условиях нашей планеты. Химический состав такой сложной системы, как оболочка Земли, определяется ее общей температурой. Если температура системы повышается, начинается активизация прежде неактивных же составляющих, вследствие чего может измениться химический состав системы. Например, при температурном режиме, существующем на Земле, химическая реакция между кислородом и азотом практически невозможна. Иными словами, присутствие этих газов в атмосфере и отсутствие продуктов их взаимодействия, таких как окислы азота, объясняется именно температурными условиями на Земле. Следовательно, окислы азота – редкое явление в атмосфере Земли, несмотря на то что их составляющие — кислород и азот — в довольно большом количестве перемешаны в воздухе. Реакция между ними возможна только при гораздо более высоких температурах, чем те, что наблюдаются на Земле. Живые организмы, эволюционируя в условиях полного отсутствия, окислов азота, выработали ряд химических процессов, которые присутствие этих окислов сделало бы невозможными. В результате» живые организмы очень чувствительны к воздействию окислов азота, поэтому аномально высокие температуры, способствующие образованию окислов азота, представляют для них опасность.

Энергия, необходимая для синтеза искусственного волокна типа нейлона, черпается из двух источников. Чacть ее заключена в самом сырье; поскольку этим сырьем обычно служит нефть или природный газ, то скрытая в них энергия представляет собой солнечную энергию, накопленную в прошлом ископаемыми растениями. Это, конечно, невозобновимый источник энергии, и поэтому, с экологической точки зрения, расход ее — расточительство.

Другая часть энергии, потребляемой при синтезе нейлона, идет на извлечение из нефти или природного газа сырьевых материалов и осуществление различных химических реакций. Например, процесс производства нейлона включает в себя от 6 до 10 химических реакций, идущих при температурах от 93 (около точки кипения воды) до 370°С (около точки плавления свинца). Это означает, что процессу сопутствует высокотемпературное сжигание топлива и, следовательно, загрязнение воздуха. Такие реакции могут сопровождаться поступлением в воздух и воду вредных химических веществ, оказывая тем самым на окружающую среду воздействие, не присущее производству натурального волокна.

Конечно, современные методы производства хлопка или шерсти также могут нарушать некоторые экологические принципы. В США хлопок выращивается ныне при интенсивном использовании азотных удобрений, инсектицидов и пестицидов; все они оказывают на окружающую среду серьезное воздействие, к которому производство синтетических волокон не приводит. Кроме того, бензин, сжигаемый тракторами, работающими на хлопковых плантациях, вызывает загрязнение воздуха. Однако некоторые из этих воздействий могут быть сведены к минимуму. Например, лучше полагаться не на инсектициды, а на биологические способы борьбы с насекомыми-вредителями. Точно так же может быть улучшено в экологическом плане и производство нейлона, путем уменьшения выбросов вредных химических веществ. Однако при всем этом остается бесспорным одно фундаментальное положение: даже если бы мы сделали все возможное для усовершенствования в экологическом плане обоих этих процессов, природный процесс все равно остался бы экологически более предпочтительным. Основные химические реакции синтеза в хлопке происходят за счет легкодоступного, не вызывающего загрязнений, возобновимого источника энергии — солнечного света, тогда как синтез искусственного волокна связан с расходом энергии из невозобновимых источников и с высокотемпературными операциями, дающими экологически вредные отходы. Даже при самых строгих мерах контроля такие операции вызывают тепловое загрязнение окружающей среды*.

*Здесь мы видим хороший пример того, что мы должны знать- и чего мы, однако, не знаем- о социальном значении альтернативных путей удовлетворения нужд человека. Для того чтобы судить о том, насколько необходима замена хлопка нейлоном, мы должны были бы сравнить два этих материала в следующем отношении: потребность в энергии для их производства и сопутствующее загрязнение воздуха; воздействие на окружающую среду, обязанное отходам производства, таким как пестициды, удобрения и выбросы химических предприятий; прочность продуктов и воздействия на окружающую среду, связанные с их поддержанием (например, стирка, глажение). Имея такой набор фактов, можно разработать рациональную стратегию использования этих альтернативных продуктов. Например, если анализ покажет, что хлопок в принципе социально более ценный продукт, чем нейлон, если не считать того, что хлопок нужно гладить, а нейлон нет, то можно доказать целесообразность выпуска хлопковых тканей, не нуждающихся в глажении. Здесь важно то, что такой сравнительный анализ выгод и убытков, связанных с альтернативными продуктами, помогает сделать социально разумный выбор между ними, — Прим. авт.

Что касается использованного синтетического волокна, то оно оказывает на окружающую среду несравненно более интенсивное воздействие, чем натуральное. Так как синтетическое волокно — искусственный, а не натуральный продукт, его отбросы неизбежно приводят к значительным нагрузкам на окружающую среду. В то же время входящие в состав хлопка и шерсти натуральные полимеры — целлюлоза и кератин — служат важными составляющими почвенной экосистемы и поэтому, возвращаясь в почву, они не накапливаются в ней мертвым грузом.

Экологическая судьба целлюлозы, входит ли она в состав листа, хлопковой рубашки или кусочка бумаги, хорошо известна. Возьмем лист. Падая на землю, он включается в почву и вовлекается в целую серию сложных биологических процессов. В первую очередь его целлюлоза подвергается воздействию плесени; под действием ферментов плесени целлюлоза выделяет в почву содержащиеся в ней сахара. Последние стимулируют рост бактерий. В то же самое время разложение целлюлозы усиливает воздействие ферментов на другие полимерные компоненты листа, высвобождая при этом в почву растворимые азотсодержащие вещества. Это тоже стимулирует рост бактерий. В конечном итоге все эти процессы приводят к возникновению свежих микробиологических органических образований, превращающихся в дальнейшем в гумус — вещество, необходимое для поддержания естественного плодородия почвы. Таким образом, являясь незаменимой деталью экологического механизма почвы, целлюлоза просто не может накапливаться в ней в виде «отбросов». Аналогичным образом ведет себя в почвенной системе кератин.

Все это вытекает из весьма важного факта, заключающегося в том, что для каждого полимера, образующегося в живых организмах, в природе существует фермент, обладающий специфической способностью разлагать именно этот полимер. В отсутствие таких ферментов природные полимеры стойки к процессам разложения, о чем свидетельствует долговечность тканей, защищенных от биологического воздействия.

Контраст, который составляют в этом смысле синтетически волокна, разителен. Структура нейлона и подобных ему синтетических полимеров создана человеком и не встречается в живых организмах. Следовательно, в отличие от природных полимеров, синтетические полимеры не имеют своего «двойника» в армии разлагающих ферментов, существующих в природе. В экологическом смысле синтетические полимеры буквально неуничтожимы. Кроме ферментов, каких-либо других природных агентов, способных достаточно быстро разложить искусственные полимеры — так же, как и естественные, — не существует. Следовательно, любой кусочек синтетического волокна, произведенного на Земле, можно уничтожить только путем сжигания — тем самым увеличивая загрязнение воздуха, — иначе они будут накапливаться в виде мусора.

Этот факт очевиден каждому, кому случалось в последние годы бродить вдоль морского побережья и поражаться громадному количеству пластмассовых предметов, выброшенных на берег. Если более внимательно присмотреться к этим предметам (куски нейлоновых снастей, пластмассовые коробки из-под пива и бутылки), можно заметить и многое другое. Как и прочие предметы, выброшенные на берег, куски стекла например, пластмассовые изделия подвержены воздействию морских волн. С экологической точки зрения, всегда полезно спросить себя о любом материале, который встречаешь в окружающей среде: «Откуда и куда он идет?» Куда, в конечном итоге, поступает материал, в который превращаются пластмассовые предметы под разрушительным воздействием морской среды? В последнее время ответ на этот вопрос начинает проясняться. В сети, которые применяются для отлова морских микроскопических организмов, теперь стал попадать новый материал — мельчайшие частицы пластмассы, обычно красные, голубые или оранжевые. Технологические нововведения дают о себе знать и здесь: в последние годы естественные волокна, такие как пенька и джут, из которых всегда делались рыболовные снасти и сети, почти повсеместно вытеснены синтетическими волокнами. В отличие от природных волокон, искусственные волокна не подвержены микробиологическим процессам разложения и, следовательно, накапливаются в окружающей среде.

В этой связи весьма интересен и вопрос о том, почему в производстве рыболовного оснащения природные материалы заменены синтетическими. Главная причина этого состоит в том, что синтетические волокна имеют перед природными материалами, такими как пенька и джут, то преимущество, что они, как уже говорилось, устойчивы к воздействию плесени. Таким образом, свойство, благодаря которому синтетическое волокно имеет большую экономическую ценность, чем естественное, его сопротивляемость биологическому разложению является одновременно именно тем свойством, которое усиливает воздействие синтетических веществ на окружающую среду.

Все современные типы пластмасс, как и синтетические волокна, представляют собой искусственные полимеры. Поэтому, с точки зрения экологии, они тоже неуничтожимы. Настало время трезво поразмыслить над судьбой тысяч и тысяч тонн уже произведенных пластмассовых материалов. Часть их, конечно, сжигается, вследствие чего в воздух выбрасываются не только обычные продукты сжигания, но в некоторых случаях и особо токсичные вещества, такие как соляная кислота. Остальное в том или ином виде рассеяно по всей Земле.

Будучи по самому своему назначению пластичным материалом, синтетические полимеры могут легко принять любую требуемую форму или конфигурацию. К настоящему времени произведено огромное количество невероятно разнообразных пластмассовых изделий. Не говоря уже об эстетической стороне дела, это имеет серьезные экологические последствия. Так как экосфера все в большей степени засоряется пластмассовыми изделиями, разновидности форм и размеров которых близки к бесконечности, то, подчиняясь природным процессам и закону вероятностей, они будут проникать во все более укромные уголки и щели природной среды. Наглядным символом сложившейся ситуации может служить появившаяся недавно фотография дикой утки с пластмассовой коробкой из-под пива на шее. Давайте посмотрим, так ли уж неправдоподобен этот случай. Изготовленная на заводе пластмассовая коробка доставляется пивовару, заполняется шестью банками пива и поступает к потребителю, который освобождает ее от пива и выбрасывает. Но, выброшенная, она упорно цепляется за свое существование. В конце концов судьба забрасывает ее на некое лесное озеро, и дикая утка, слишком доверчивая к новшествам современной техники, сует голову в эту пластмассовую ловушку. Подобные события, то есть возникновение невероятных, до дикости нелепых, по фатально неизбежных контактов между неким пластмассовым изделием и неким случайным живым существом, наверняка будут происходить все чаще, по мере того как фабрики пластмассовых изделии будут изливать бесконечный поток неуничтожимых предметов, которые счастливо избежали бренной участи природных материалов, чтобы стать… отбросами.

Широкое распространение современных искусственных органических материалов приводит к еще одному, столь же неожиданному виду нагрузок на окружающую среду. Некоторые из этих материалов, в отличие от пластмасс, которые инертны, обладают высокой биохимической активностью. В ряде случаев это свойство используется умышленно — например, для борьбы с насекомыми и сорняками или для уничтожения лиственного покрова лесов и сельскохозяйственных растений во Вьетнаме. Однако живые организмы участвуют во множество подобных биохимических систем, так что искусственное вещество, которое воздействует на какой-то определенный организм, подобным же образом — теми или иными путями — воздействует и на другие организмы. ДДТ, нарушая биохимические процессы в нервной системе насекомых, одновременно воздействует на поведшие ферментов в печени птиц, замедляя формирование скорлупы яиц, в результате чего они легко разбиваются после кладки. Противосорняковый препарат 2,4,5-Т, сброшенный в больших количествах на леса и поля Вьетнама, нарушает биохимические процессы в растениях и лишает их листьев. Недавние эксперименты на животных показали, что это же вещество способно вызывать врожденные дефекты, и, возможно, именно оно повинно в увеличении случаев врожденных дефектов у родившихся в последние годы вьетнамских детей. В то же время подобные вещества обладают целебными свойствами и могли бы найти широкое применение при условии соответствующего надзора и контроля. Но такой контроль просто немыслим, когда эти «лекарства» сыплются с неба тоннами.

Чтобы обеспечить сырье для синтеза новых материалов — синтетических волокон, пластмасс, детергентов, пестицидов и лекарств, — потребовалось многократно увеличить производство органических химических веществ (на 746 процентов с 1946 года). Этот рост имел и некоторые другие последствия, увеличившие нагрузку на окружающую среду. Один из примеров этого — цепочка событий, связывающая процесс производства синтетических детергентов с ртутным отравлением рыбы. Один из ныне широко используемых катализаторов синтеза разложимых детергентов — линейный алкил сульфата — переводит парафиновую составляющую в хлорированную форму. Хлор широко применяется в органической химии как реагент: атомы хлора, присоединенные к органической молекуле, помогают ей вступать в химические связи с другими молекулами.

Этим и объясняется резкое увеличение удельного веса производства хлора в производстве синтетических органических веществ (на 600 процентов с 1947 по 1969 год).

Хлор обычно получают путем электролиза раствора обычной соли (хлористого натрия). Незаменимый участник этого процесса — ртуть, так как она не только обладает хорошей электропроводностью, но и улавливает побочный продукт реакции — натрии. Вследствие этого использование ртути в производстве хлора возросло в США с 1946 года на 2100 процентов. В ходе электролитического процесса ртутно-натриевые соединения вступают в реакцию с водой, в результате которой натрий переходит в щелочную гидроокись натрия; тем самым регенерируется чистая ртуть, пригодная для дальнейшего использования. В этом процессе смешиваются и циркулируют большие количества ртути и воды, поэтому некоторое количество ртути неизбежно теряется и попадает в конечном итоге в систему стоков. Попав с ними в реку или озеро, ртуть осаждается на дно, где бактерии преобразуют ее из металлической формы в растворимую – метилированную ртуть, которая и отравляет рыбу. Предполагают, что два хлорных завода на берегах озера Сент-Клэр * ответственны за то, что содержание ртути в организмах подавляющей части рыб, обитающих в этом озере, превышает допустимые нормы. Таким образом, ртутное отравление рыбы — это тоже порождение «века пластмасс».

* Озеро, входяцее в систему реки Св. Лаврентия и Великих озер; раположено между озёрами Гурон и Эри. — Прим. ред.

Когда были изобретены автомобиль и двигатель внутреннего сгорания, никто не мог предполагать, что через 70 лет они станут важнейшим источником загрязнения окружающей среды в городах. Многие полагают, что загрязнения, производимые автомобильными выхлопами, — окись углерода, свинец и смог — это неизбежный, результат огромного количества транспортных средств, которыми забиты магистрали страны. Но это всего лишь часть проблемы. С 1947 по 1968 год общее число автомобилей на дорогах США увеличилось на 160, а общая длина их пробега — на 174 процента. Однако количество по крайней мере двух главных составляющих автомобильных загрязнений — свинца и фотохимического, смога — увеличилось намного больше, чем число автомобилей и дорог. Например, изучение отложений свинца в ледниках показывает, что ежегодное поступление свинца в окружающую среду (преимущественно за счет сгорания бензина) возросло за последние 25 лет на 400 процентов, то есть значительно больше, чем увеличилось за то же время потребление бензина (на 159 процентов).

Еще более странным выглядит положение дела со смогом. Как говорилось в главе 3, фотохимический смог дебютировал в Лос-Анджелесе, в 1943 году. Затем он начал появляться в большинстве крупных городов страны, а в самом Лос-Анджелесе стал гораздо более интенсивным. По самой скромной оценке, повторяемость смога в городах США увеличилась со «времени второй мировой войны в 10 раз, или на 1000 процентов. И снова следует отметить, что это увеличение намного превышает увеличение длины автомобильного пробега. Ясно, что произошли еще какие-то изменения помимо изменений в численности автомобилей и длине пробега.

Изменился сам автомобиль. Некоторые люди склонны считать изменения, вносимые каждый год в модели детройтских автомобилей, чисто внешними, вызванными по столько требованиями конструкторов, сколько интересами рекламы. К несчастью, инженеры слишком перестарались и внесли в конструкцию автомобиля, особенно его двигателя, такие технологические изменения — помимо постоянного украшательства его внешнего вида и уменьшения прочности корпуса, — которые превратили его в высокоэффективный генератор смога.

Промышленная статистика вместе с некоторыми доступными данными правительственных отчетов позволяет детально оценить вред от этих технологических промахов. В двигателе внутреннего сгорания бензин и воздух смешиваются в цилиндрах и образуют горючую смесь, которая поджигается в соответствующий момент с помощью электрической искры. Перед этим воздушно-бензиновая смесь сжимается под действием поршня. От давления в цилиндре в значительной степени зависит мощность двигателя: чем выше давление, тем больше выходная мощность двигателя. По причинам, которые излишне объяснять, автомобильная промышленность давно взяла курс на увеличение мощности двигателей. В 1925 году средняя мощность легковых автомобилей составляла 55 л. с; к 1946 году она достигла 100 л. с. Начиная с 1946 года инженеры неуклонно форсировали мощность двигателей и к 1958 году довели ее до 240 л. с. Однако с 1958 года, конкурируя с иностранными фирмами, заводы Соединенных Штатов начали выпускать «компактный» автомобиль, с двигателем меньшего размера. В результате средняя мощность двигателей между 1958 и 1961 годами упала с 240 до 175 л. с. Затем произошло курьезное явление: размеры и мощность двигателей «компактных» автомобилей стали постепенно расти, и за период с 1961 по 1968 год средняя мощность снова подскочила до 250 л. с.

Чтобы достигнуть увеличения мощности, необходимо увеличить степень сжатия горючей смеси в цилиндрах; мера этого сжатия— «компрессионное отношение» —возросло с 5,9 в 1946 до 9,3 в 1961 году. Затем оно слегка уменьшилось вместе с мощностью двигателей, но в скором времени повысилось снова, достигнув в 1968 году 9,5. Таким образом, маломощный, с низкой степенью сжатия двигатель был постепенно вытеснен в период с 1946 по 1968 год. Эта технологическая замена, подобно многим другим нововведениям того времени, в значительной мере усилила воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду.

Во-первых, поскольку двигатели большой мощности имеют более низкий коэффициент использования топлива (особенно при малых скоростях, на которых автомобили вынуждены ездить на перегруженных городских магистралях), количество бензина, сжигаемого па километр пути, увеличилось. В 1946 году легковые автомобили проходили в среднем на литре бензина около 6 километров; к 1968 году эта цифра упала до 4,6 километра. Это значит, что теперь сжигается больше топлива – и, следовательно, воздух больше загрязняется продуктами его сгорания — на километр пробега.

Во-вторых, проблема загрязнения атмосферы еще более обостряется из-за особенностей работы двигателей с высокой степенью сжатия. При высоком давлении в цилиндре детонация смеси сопровождается резкими «толчками», которые уменьшают мощность двигателя. Чтобы избавиться от них, в бензин добавляют тетраэтиловый свинец. Весь этот свинец – а он, как известно, ядовит — выбрасывается в воздух вместе с выхлопными газами. С увеличением компрессионного отношения увеличивалось и содержание свинца в бензине. В 1946 году в используемом автомобильном транспортом США бензине содержалось около 50 000 тонн свинца — и, следовательно, такое же количество свинца было выброшено в окружающую среду; в 1968 году выброс свинца увеличился до 260000 тонн. За этот же период количество свинца, израсходованного в среднем каждым автомобилем на километр пробега, возросло со 110 до 200 граммов. Другими словами, увеличение мощности двигателей и величины компрессионного отношения привело к тому, что при том же объеме перевозок автомобили выбрасывают теперь в окружающую среду в два раза больше свинца, чем в первые послевоенные годы.

И наконец, рассмотрим фотохимический смог — вероятно, наиболее неожиданный экологический результат автомобильного «прогресса» последнего времени. Как уже говорилось в главе 3, фотохимический смог вызывается окислами азота, выбрасываемыми в атмосферу городов главным образом автомобильными двигателями. Естественное содержание окислов азота в воздухе обычно очень невелико, и потому, как уже указывалось, живые организмы не приспособились к этому веществу. Однако, когда воздух интенсивно нагревается, как это имеет место, например, в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, азот и кислород вступают между собой в реакцию и образующиеся при этом окислы азота выбрасываются в воздух вместе с выхлопными газами. Увеличение компрессионного отношения привело к увеличению рабочей температуры двигателей, что, в свою очередь, резко повысило количество окислов азота, образующихся на единицу мощности двигателя. Выброс окислов азота зависит и от ряда других характеристик двигателя.

Принимая все эти факторы в расчет, можно установить, что если в 1946 году концентрация окислов азота в выхлопах легкового автомобиля в среднем составляла 500 частей на миллион, то в 1968 году эта цифра возросла в среднем до 1200 частей на миллион. То есть выброс окислов азота на километр пробега автомобиля за этот период более чем удвоился. Учитывая увеличение длины пробега автомобилей, потребления бензина и выброса окислов азота на километр пробега за период с 1946 по 1968 год, можно заключить, что общий выброс окислов азота увеличился почта в семь раз, что начинает проявляться в резком возрастании интенсивности смога. И снова мы имеем здесь дело с антиэкологическими изменениями в технологии.

Увеличение длины пробега автомобилей за последние 25 лет — это также антиэкологическое следствие технологического изменения, то есть удаления мест жительства от мест работы. Как указывают исследования дорожных проблем, это увеличение длины пробега в расчете на душу населения по крайней мере частично обусловлено увеличением расстояния между местом работы и домом, что объясняется изменениями в распределении населения. По данным этих исследований, примерно 90 процентов всех автомобильных поездок совершается на расстояние 15 километров и менее; вклад такого рода поездок в общую длину пробега автомобильного транспорта составляет около 30 процентов. Среднее расстояние между домом и местом работы в столичных областях Соединенных Штатов равно примерно 9 километрам для жителей центра города и примерно 10 километрам — для обитателей пригородов. Статистика подтверждает то, что миллионы людей знают из своего повседневного печального опыта: дважды в день многие городские магистрали бывают забиты машинами, в которых люди едут либо на работу, либо с работы — следствие удаленности места работы от места жительства и отсутствия подходящего общественного транспорта.

В общей картине экономического развития Соединенных Штатов с 1946 года выделяется еще одна технологическая замена — вытеснение железнодорожных грузоперевозок автотранспортными перевозками. Об экологической цене этой замены дают Представление следующие данные. Энергия, требующаяся для перевозки 1 тонны груза на 1 километр по железной дороге, равна в среднем 250 килокалориям, в то время как грузовой автомобильный транспорт расходует около 1400 килокалорий на тоннокилометр. Это значит, что для перевозки одного и того же количества грузов автомобильный транспорт расходует примерно в 6 раз больше топлива, чем железнодорожный, — и, следовательно, выбрасывает в атмосферу примерно в 6 раз больше загрязняющих веществ. В то же время производство цемента и стали, идущих на 1 километр четырехрядной автострады (особенно для грузового транспорта), требует в 5,8 раза больше энергии, чем производство стальных рельсов, идущих на строительство соответствующего отрезка железнодорожного пути. Во всех этих случаях замена железнодорожного транспорта автомобильным не только в грузовых, но и в пассажирских перевозках усилила влияние, оказываемое единицей экономической продукции (в данном случае — тонно-километра грузоперевозок) на окружающую среду.

Производство электроэнергии — одна из быстро развивающихся отраслей послевоенной экономики США. Эту отрасль также можно отнести к числу основных источников загрязнения окружающей среды: тепловые электростанции, работающие на ископаемом топливе, выбрасывают в атмосферу окислы серы и азота и пыль, ядерные станции не только дают радиоактивные выбросы, но и представляют страшную потенциальную опасность в случае аварии; электростанции того и другого типа вызывают тепловое загрязнение атмосферы и близлежащих поверхностных вод. Рост потребления электроэнергии обусловлен прежде всего модернизацией вашей экономики и в гораздо меньшей степени — нашим мнимым «благосостоянием». Об этом достаточно красноречиво свидетельствуют статистические данные. Ежегодное потребление электроэнергии на душу населения-в Соединенных Штатах составляет примерно 20540 киловатт-часов (США потребляют 34 процента всей энергетической мощности мира), в то время как в Чили оно составляет около 2900, в Индии — 260 и в Таиланде — 230 киловатт-часов.

Однако сама по себе электрическая энергия неспособна удовлетворить все известные потребности человека; ее вклад в благосостояние человечества следует измерять ценностью экономических товаров, производство которых требует затрат энергии. Здесь мы обнаруживаем еще один серьезный недостаток (с точки зрения благосостояния человечества) послевоенной технологии: новые высокопродуктивные технологические процессы требуют больших затрат электрической и других видов энергии на единицу продукции, чем те, которые они заменили. Например, производство алюминия, который как строительный материал значительно потеснил сталь и лесоматериалы, требует почти в 15 раз больше энергии, чем производство стали, и почти в 150 раз больше, чем производство лесоматериалов. От того, что на одно и то же изделие алюминии идет меньше (по весу), чем стали, это различие не исчезает. Например, на производство алюминиевой пивной канистры расходуется в 6,3 раза больше энергии, чем на производство стальной.

Дата добавления: 2015-10-16