CC BY
144
Угрозы химико-биологического характера
Малышев В.П., д.х.н., ЦСИ ГЗ МЧС России
Научно-техническая революция ХХ века обусловила взрывной характер развития многих направлений человеческой деятельности. Это, во многом, было достигнуто благодаря широкому использованию новых веществ и материалов, которые были получены в результате внедрения в производстве перспективных химических технологий. Достижения в развитии электроники и кибернетики были обусловлены получением сверх чистых материалов. Повышение продуктивности сельского хозяйства было достигнуто за счет широкого использования удобрений и химических средств борьбы с вредителями и сорняками. Успехи в области развития транспорта, жилищного строительства во многом достигнуты благодаря применению полимерных материалов. Достижения в области медицины связаны с использованием лекарственных веществ и препаратов. Энергетические потребности человечества, в основном, удовлетворяются за счет добычи и переработки углеводородного топлива. Все это потребовало создать крупномасштабную промышленную базу по производству, транспортировке и применению сотен миллиардов тонн химических веществ различного предназначения. Многие их этих веществ представляют опасности, как для человека, так и для растительного и животного мира.
Негативные последствия «химизации» жизни человека не заставили себя ждать. Появились самые различные опасные тенденции и угрозы, которые могут быть объединены в следующие три группы:
целенаправленное применение опасных химических и биологических веществ для поражения населения;
аварийный выброс токсичных веществ в окружающую среду в результате разрушения промышленных установок и транспортных средств;
тотальное загрязнение природной среды в результате постоянно возрастающей жизнедеятельности человечества.
Целенаправленное применение опасных веществ для поражения населения Первая крупная химическая угроза возникла в годы Первой мировой войны, когда противоборствующие стороны вели тяжелые позиционные бои, не имея эффективных средств прорыва обороны. В качестве такого средства прорыва германские вооруженные силы и решили использовать применение токсичных веществ для поражения живой силы путем массированной газобаллонной атаки. Успех превзошел все ожидания. После чего уже все воющие стороны стали постоянно применять снаряды и бомбы, начиненные различными отравляющими веществами. В результате применения химического оружия в ходе боевых действий Первой мировой войны число погибших достигло одного миллиона человек, а около 5 миллионов получили поражения различной степени тяжести.
Высокая эффективность боевого применения химического оружия обусловила необходимость развертывания специальных исследований по поиску особо опасных химических веществ во многих странах мира. В результате развернутых работ были получены опасные химические вещества широкого спектра действия: нервно-паралитические, кожно-нарывные, удушающие, слезоточивые, психотропные. Параллельно совершенствовались средства применения отравляющих веществ с помощью авиационных бомб и артиллерийских снарядов, а также выливных авиационных приборов. Наряду с гонкой химических вооружений с 30-х годов прошлого столетия в ряде стран мира (Японии, США и Великобритании) развертываются работы по созданию биологического оружия. В качестве биологических агентов изучаются возможности наиболее опасных микроорганизмов, вызывающих такие заболевания как чума, оспа, сибирская язва, туляремия, различные виды энцефалитов и многие другие. Обнаруживаются наиболее опасные вещества биологической природы- токсины: бутуло-токсин, рицин, токсин столбняка и другие. Изучается возможность создания токсинного оружия.
В ходе Второй мировой войны применение химического и биологического оружия носило ограниченный, в основном, экспериментальный характер. В Африке против Эфиопии итальянская армия применила кожно-нарывные отравляющие вещества - иприт, а японцы на пленных испытывали различные виды биологических агентов. Г ермания, которая на тот период располагала самыми опасными отравляющими веществами нервнопаралитического действия, до 1943 года не видела необходимости в их применении, а после 1943 года, потеряв преимущество в воздухе, не решилась на их применение.
После окончания Второй мировой войны гонка химического и бактериологического оружия продолжилась с новой силой. Значительно увеличилось число стран, располагающих данным оружием. США в ходе боевых действий во Вьетнаме широко использовали временно выводящие отравляющие вещества и средства борьбы с растительностью -фитотоксиканты. Массированное применение химического оружия осуществляли вооруженные силы Ирака в ходе военного конфликта с Ираном.
С начала 70-х годов прошлого столетия начались многосторонние переговоры в рамках ООН о запрещении биологического, токсинного и химического оружия. Эти переговоры закончились принятием Конвенции о запрещении применения этих видов оружия. В настоящее время в соответствии с Конвенцией о запрещении химического оружия и его уничтожении в США и России осуществляется процесс уничтожения запасов химического оружия. В США функционируют два объекта по уничтожению химического оружия, в России - один объект. Достигнутые международные соглашения существенно снизили масштабы данной угрозы и вероятность применения химического, биологического и токсинного оружия. Однако, как показали дальнейшие события, ликвидировать эти угрозы в полном объеме не удалось. Предпринятая религиозными экстремистами в Токио зариновая атака на станциях метро наглядно показала возможность массового поражения людей в местах их скопления с помощью отравляющих веществ. А использование сибиреязвенной культуры в почтовых отправлениях в качестве террористических средств вызвало психоз населения во многих странах мира.
Таким образом, приходится констатировать, что несмотря на достигнутые международные договоренности о запрещении химического и биологического оружия, исключить полностью возможности их применения для массового поражения людей террористическими организациями, отдельными экстремистами и другими незаконными вооруженными формированиями не представляется возможным.
Аварийный выброс опасных веществ в окружающую среду
Второй по значимости и временным рамкам формирования стала угроза, связанная с созданием разветвленной промышленной базы по производству, хранению и транспортировке опасных химических и биологических веществ. Промышленные аварии, связанные с выбросом облака токсичных веществ и топливно-насыщенных веществ также могут вызвать массовую гибель населения, о чем наглядно свидетельствуют данные о последствиях аварий, приведенные в табл. 1.
На территории России функционирует около 3500 химически опасных объектов и свыше 8 тысяч пожаро-взрыво опасных объектов. Протяженность магистральных газо и нефтепроводов, которые также представляют опасность для населения, составляет 200 тыс. км. Численность населения, проживающего в опасных зонах, которые создают химически опасные, пожаро-взрыво опасные объекты и магистральные трубопроводы, приведены в табл. 2. Распределение населения приведено по регионам Российской Федерации.
Особую опасность представляют аварии с выбросом токсичных долгоживущих веществ, типа диоксина. Произошедшая в 1973 году химическая авария в районе Севезо (Италия) с выбросом нескольких тонн трихлорфенола, содержащем около 2 кг диоксина, надолго вывела из хозяйственного оборота часть земель в Северной Италии.
Таблица 1
Масштабы и последствия аварий, связанных с выбросом химических^ веществ
Год аварии Место аварии Вид вещества в облаке Характер аварии Что подверглось нападению Количество пораженных
1978 г. Янгстаун США хлор выброс 20 т из ж.д. цистерны территория г. Янгстаун 6-погибших 120 тяжело пострадавших
1983 Кемеровское ПО «Прогресс» хлор выброс 60 т из ж.д. цистерны территория ПО «Прогресс» 26-погибших 300 пострадавших
1984 Химзавод в г. Бхопал (Индия) метил изоцианат выброс 30 т из реактора территория в г. Бхопал 3000 погибших более 20000 пострадавших
1989 Железнодорожная ветка в Башкирии метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан выброс 300 т из про-дуктопро-вода два железнодорожных пассажирских поезда 780 погибших 806 тяжело пострадавших
Таблица 2
Численность населения (тыс. чел.), проживающего в опасных зонах________
Регион Численность в зонах химически опасных объектов Численность в зонах пожаро-взрыво-опасных объектов Численность в зонах магистральных трубопроводов
Центральный 15929 1123 514
Приволжско-Уральский 20187 4344 766
Южный 5885 890 358
Северо-Западный 5697 444 5643
Сибирский 4035 368 181
Дальневосточный 1943 131 17
Последствия этой тяжелой аварии вынудили промышленно развитые страны Европы и Америки принять специальный нормативно-правовой документ «Директиву по Севе-зо», в котором был определен комплекс мер по обеспечению промышленной безопасности. Это был первый международный нормативно-правовой документ, регулирующий порядок обеспечения безопасности на химически опасных производствах. Внедрение этого документа в практику промышленного производства, а также совместное применение методов количественной оценки безопасности, основанных на теории анализа риска, позволило повысить уровень техногенной безопасности на потенциально опасных производствах. Однако возрастание в последние годы террористических угроз и возможность совершения диверсионных актов на химически опасных производствах, а также увеличения количества транспортных аварий, в том числе и с химически опасными угрозами, вызывают необходимость продолжения работ по совершенствованию уровня безопасности.
Применительно к Российской Федерации увеличение химической опасности в техногенной сфере связано с двумя обстоятельствами:
значительным износом основных производственных фондов в промышленности; наличием крупномасштабных запасов особо опасных химических веществ, подлежащих уничтожению или утилизации, имеется в виду запасы отравляющих веществ и жидкого ракетного топлива, вышедшего из употребления.
Первая тенденция по оценкам экономистов может быть преодолена где-то на уровне 2010 года при условии успешного экономического развития России. Уничтожение запасов химического оружия намечено завершить к 2012 году. Порядок и уроки уничтожения или утилизации жидких ракетных топлив до сих пор не определены.
Применительно к оценке техногенной биологической опасности следует отметить, что в настоящее время на территории Российской Федерации имеется более 120 объектов различной ведомственной принадлежности, имеющих в своем распоряжении биологически опасные вещества и относящиеся к категории биологически опасных. При этом около 40% этих объектов дислоцированы на территории г. Москвы и в Подмосковье.
Масштабы поражения при чрезвычайных ситуациях на биологически опасных объектах могут быть самыми различными. При этом ситуация из локальной или местной может трансформироваться в региональную или трансграничную. Такое развитие ситуации возможно при выходе возбудителей контагеозных заболеваний. Особенно сложное положение может сложиться в том случае, если биологическими объектами будут заражены объекты коммуникаций, например, аэропорты, вокзалы, станции метрополитена и т.п. Неконтролируемыми пассажиропотоками инфекция может быть разнесена на обширной территории. Инфекционный процесс может приобрести эпидемический и даже пандемический характер.
В XXI веке следует ожидать дальнейшего распространения вспышек эпидемий как новых, так и ранее известных заболеваний. Особую эпидемиологическую значимость будут представлять вирусные инфекции.
Наибольшую опасность будет представлять грипп. Необычные свойства генома вируса гриппа, включающего быструю скорость эволюции, а также внезапное появление новых вариантов «антигенного шифра» заставляет считать, что грипп остается важной проблемой здравоохранения в течение ближайшего столетия. Это затрудняет прогнозирование и борьбу с эпидемиями.
Распространение СПИДа, лейкозов, гепатита, широкое использование в клинической практике лекарственных препаратов, снижающих иммунную защиту человека создает условия для появления и последующего распространения новых микроорганизмов-паразитов. Ряд инфекционистов предполагают, что в XXI веке могут получить дальнейшее развитие наследственные инфекции, которые по типу СПИДа будут передаваться от поколения к поколению. К ним относятся такие широко распространенные заболевания, как онкология, мышечная дистрофия, психические нарушения, дефекты кровеносной и лимфатических систем.
Сохранится в ближайшие годы опасность массового заболевания туберкулезом, так как социально-экономические условия, порождающие его, не улучшаются.
Высокий уровень хронизации вирусов гепатита, недостаточная эффективность принимаемых мер, высокая стоимость современных лекарственных препаратов позволяет прогнозировать увеличение поражений этой болезнью.
Сохранится высокая опасность массовых заболеваний и возникновения эпидемий дифтерии, малярии, энцефалита и геморрагической лихорадки. Нерешенными проблемами остаются массовые детские заболевания: корь, коклюш, краснуха, полиомиелит.
Последнее двадцатилетие характеризуется бурным развитием биотехнологии на базе успехов генной инженерии. В этих условиях микробиологические лаборатории и биохимические производства могут располагать генетически модифицированными штаммами возбудителей опасных и особо опасных инфекционных заболеваний, защита от которых не разработана, либо не может быть разработана в обозримом будущем. Это обстоятельство усугубляет опасность возникновения чрезвычайных ситуаций на таких объектах. Они могут иметь катастрофические последствия.
Тотальное загрязнение природной среды
О возможности загрязнения планеты научный мир стал говорить в 70-е годы прошлого столетия. Развитие промышленных производств и эксплуатация транспортных средств приводит к тотальному загрязнению природной среды. Отсутствие эффективных технологий утилизации промышленных и бытовых отходов также способствует дальнейшему загрязнению природной среды. Увеличение потребления химических препаратов в виде минеральных удобрений, средств борьбы с сорняками и вредителями, повсеместное
применение полимерных материалов, синтетических моющих средств, косметики, лекарственных препаратов и других синтетических веществ производственного и бытового назначения вносит свой вклад в загрязнение природной среды.
Резкий рост антропогенного массообмена в окружающей среде исчерпал природные ресурсы по сохранению постоянного газового состава мировой атмосферы. В настоящее время достоверно установлено существенное увеличение в атмосфере количества диоксида углерода и некоторых других газов антропогенного характера. Изменение газовой атмосферы, как считают многие специалисты, привело к изменению климата и частичному разрушению озонового слоя в верхних слоях атмосферы, который обеспечивал эффективную защиту всего живого от жесткого ультрафиолетового излучения. Изменение климатических условий и разрушение озонового слоя планеты, по-видимому, способствуют росту природных катаклизмов и бедствий, а также кардинальному изменению ландшафта планеты. Наблюдаемое в настоящее время наступление песчаных пустынь на плодородные, пахотные угодья грозит человечеству возникновением глобальных гуманитарных проблем, связанных с переселением значительного количества населения в районы, пригодные для проживания и обеспечения их продовольствием, жильем и средствами к дальнейшему существованию.
Масштабность возникновения глобальных экологических угроз вынудила правительства многих государств мира на экологическом форуме в Рио-де-Жанейро в 1992 году принять стратегию устойчивого развития планеты, в которой предложено наиболее промышленно-развитым странам мира существенно снизить промышленные выбросы. В дальнейшем в Японии был подписан Киотский протокол, вводящий квоты на выбросы в атмосферу «парниковых газов»: оксиды и диоксиды углерода для промышленно-развитых стран мира.
К сожалению принятие соглашения об ограничении выбросов в атмосферу не было поддержано целым рядом стран, в том числе такими ведущими странами мира как США и Китай. Это соглашение подписали многие страны Европы, Япония и после долгих колебаний готова подписать Россия. По-видимому, процесс преодоления узко национальных интересов отдельных стран ради сохранения устойчивого развития планеты будет носить затяжной характер. Однако предотвратить дальнейшее загрязнение планеты можно лишь за счет разумного снижения выбросов всеми индустриально-развитыми странами, поэтому руководители этих стран вынуждены будут пойти на принятие приемлемых для всех международных соглашений. Тем более, что многие крупные экологи мира предсказывают в недалеком будущем крупномасштабные загрязнения гидросферы, что может привести к существенному ограничению запасов питьевой воды. Это угроза также должна заставить руководителей основных индустриальных стран искать разумный выход из складывающего положения. Иначе можно предположить, что в будущем можно ожидать силовые варианты борьбы за запасы питьевой воды.
В Российской Федерации ежегодный объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух только от стационарных источников составляет около 20000 тыс. тонн или примерно 126 кг на человека. Сброс загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты - 22000 млн. куб.м или 148 тонн в год на человека. На предприятиях промышленности накоплено более 1700 млн. тонн токсичных отходов или 11,3 тонны на человека.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод России являются нефтепродукты, фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот, а также специфические загрязняющие вещества - лигнин, ксантогенаты, формальдегид и др.
Основные реки - Волга, Дон, Кубань, Енисей, Лена, Печора - оцениваются как «загрязненные», их крупные притоки - Ока, Кама, Томь, Миасс, Исеть, Тура, а также реки бассейна Оби - как «сильнозагрязненные», к этой же категории относится и река Урал. Неблагополучно состояние малых рек, особенно в зонах крупных промышленных центров, из-за поступления в них с поверхностным стоком и сточными водами больших ко-
личеств загрязняющих веществ. Значительный ущерб малым рекам наносится в сельской местности в результате нарушения режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и попадания в водотоки органических и минеральных веществ, а также смыва почвы в результате водной эрозии.
Почти 40% сбрасываемых сточных вод относится к категории загрязненных. Половина населения вынуждена пользоваться водой, не соответствующей нормативным требованиям.
Доля поверхностных вод в централизованном водоснабжении составляет 68%, остальные 32% приходится на долю подземных вод. Однако при этом более 60% городов России имеют централизованные водозаборы из подземных источников водоснабжения, причем наибольшее значение подземные воды имеют как источник хозяйственнопитьевого водоснабжения малых и средних городов. В связи с этим особую тревогу вызывает то, что подземные водоисточники, считавшиеся до настоящего времени альтернативой поверхностным, в ряде субъектов Федерации испытывают сильное антропогенное воздействие.
Эколого-токсикологическая оценка почв сельскохозяйственных угодий на содержание тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов, нитратов и других токсикантов в 1997 году проведена Минсельхозпродом на территории 41,0 млн. га (в том числе на тяжелые металлы 29,5 млн. га). В результате обследования выявлено 1,0 млн.га, загрязненных тяжелыми металлами. Почвы с содержанием тяжелых металлов и мышьяка выше ПДК выявлены в республиках Бурятия, Дагестан, Карелия, Мордовия, Тыва, Краснодарском и Приморском краях, в Иркутской, Сахалинской, Костромской, Читинской, Мурманской, Оренбургской, Ивановской, Новгородской, Кемеровской областях.
На содержание остаточных количеств пестицидов обследовано 6,0 млн. га пашни. Из 12 тыс. проб в 2,1 тыс. проб обнаружены остаточные количества пестицидов, в том числе в 40 пробах выше ПДК.
В табл. 3 приведены данные экспертной оценки остроты экологических проблем землепользования, связанных с различными видами загрязнений.
Таблица 3
Экспертная оценка остроты экологических проблем землепользования_____________
Проблема Распределение территорий по остроте проявления экологических проблем землепользования*
1 2 3
количество регионов % площади земель количество регионов % площади земель количество регионов % площади земель
загрязнения:
нефтью и нефтепродуктами 55 68,6 11 12,2 6 6,3
тяжелыми металлами 55 73,6 11 11,1 4 7,4
агрохимикатами 55 79,3 14 11,8 3 1,1
бытовыми отходами 51 71,0 19 20,9 1 0,3
промышленными отходами 46 59,5 20 24,3 7 8,4
отходами животноводства 58 80,1 10 11,2 3 0,8
Примечание: * - степень остроты проблемы:
1 - проявляется на незначительной части территории и не имеет приоритетного характера
для региона;
2 - проявляется и рассматривается в качестве приоритетной на значительной части территории региона;
3 - приобретает характер «экологического кризиса» на части территории региона.
Естественно, что столь острая экологическая ситуация не может не сказаться на здоровье населения. Отмечена сильная корреляция комплексного загрязнения окружающей среды с общей смертностью и с такими ее причинами, как болезни крови и кроветворных органов, психические расстройства, болезни органов пищеварения, средняя корреляция отмечается с такими причинами смертности, как болезни эндокринной системы, нервной системы и органов чувств, органов дыхания, врожденные аномалии. По разным оценкам, загрязнение атмосферного воздуха в среднем обусловливает 17% общей заболеваемости у детей 10% - у взрослых.
Вряд ли следует ожидать позитивных изменений в экологической обстановке на территории России в начале XXI века.
По целому ряду регионов загрязнение окружающей среды в результате возрастающей хозяйственной деятельности будет иметь устойчивый, а порою и почти необратимый характер.
Наиболее характерными опасностями на период до 2010 года будут:
• антропогенное загрязнение подземных водоисточников;
• ухудшение состояния земель России;
• нефтяные загрязнения почвы, поверхностных и подземных вод нефтью и нефтепродуктами, особенно в Республике Коми, Тюменской и Томской областях;
• усиление в результате освоения новых морских месторождений деструкции экосистем с полным набором возможных нарушений - мерзлотного и гидрологического режимов, механического разрушения почвенно-растительного покрова, загрязнения рек и озер, развития термоэрозии, истощения запасов биологических ресурсов и т.д.
Для преодоления негативных последствий тотального загрязнения природной среды России необходимо:
• разработка и реализация программы по защите невозобновляемых ресурсов от деградации и уничтожения;
• разработка и реализация мер по предотвращению крупномасштабных загрязнений природной среды;
• создание производственных технологий и структур по сбору и уничтожению отходов, включая токсичные, радиационные и химические вещества;
• развитие наукоемких, малоотходных и комплексных безотходных технологий и производств;
• разработка и реализация программ по сокращению и рационализации водопо-требления;
• создание эффективных и высокопроизводительных систем и технологий очистки загрязненных вод, почвенного покрова, выбросов в атмосферу.
