-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  Р. Л. Романова
|
|  Вадим Иванович Романов
|
|  Экскретология мусора
 -------

   Вадим Иванович Романов
   Экскретология мусора. Монография


   Введение

   Парадоксально, но в мире не существует общепризнанного определения понятия «мусор». Обычно все определения основываются на положении, что мусор – это некая субстанция, от которой владелец (производитель или собственник) пытается или обязан избавиться.
   Как говорил Конфуций, всё начинается с того, что нужно дать правильное название всему; название рождает правильные действия. В нашей стране, видимо, много чего неправильно названо…
   Попытка разобраться с классификацией мусорных экскретов – мусора, отходов и отбросов, газообразных и жидких выбросов предпринята в нашей работе «Начала экскретологии» [1]. Главной задачей разрабатываемой там классификации отслуживших или потерявших потребительскую привлекательность изделий, предметов, веществ и продуктов является помощь в создании хорошо налаженной системы сбережения природных ресурсов за счёт использования огромного количества отходов и отбросов. Они в основной своей массе выбрасываются или уничтожаются в нашей считающейся самой богатой сырьём стране мира.
   Не намного лучше дела «мусорного фронта» и в других странах, выбрасывающих, закапывающих, затапливающих и сжигающих ставшие ненужными изделия, вещества, предметы в огромных количествах.
   Следует заметить, что не только содержимое мусорного ведра или отбросов мусорных свалок и полигонов представляют интерес, а вернее сказать – озабоченность, для множества жителей нашей страны и других экономически развитых стран. Мусор в Космосе (точнее сказать, в околоземном космическом пространстве) стал предметом дебатов в научных заведениях, парламентах, изданиях прессы. Оказалось, что он может нарушить работу ставших привычными средств мировой коммуникации, а также функционирование жизненно важных народнохозяйственных объектов.
   Эти и многие другие злободневные и насущные проблемы, порождаемые мусорными экскретами, обсуждаются в нашей книге. В её первой главе в краткой форме даются понятия и определения, используемые в экскретологии – науке об экскретах – отторгнутых природой и обществом продуктах конечного выделения (мусорные экскреты являются их частным случаем). Рассматриваются элементарные и глобальные экскреты, обсуждается относительный характер этих объектов, характерные времена их формирования и деструкции.
   Вторая глава книги посвящена рассмотрению мусорных экскретов человека, «дикой» природы, а также околоземного космического пространства. Обсуждаются способы избавления от мусорных экскретов разных видов и типов.
   Большой раздел этой главы книги посвящён обсуждению феномена мусора в околоземном космическом пространстве (ОКП) и космическому мусору. Подробно рассмотрены области освоения человеком ОКП. Земная цивилизация должна рассматривать себя в единстве с окружающим Космосом, не оставаясь безразличной к происходящим в нем изменениям, соизмеряя свои действия с долговременными интересами человечества и не допуская ничего, что было бы опасно для обитателей Земли. Человек XXI-го века уже не только исследует, но и вторгается во Вселенную. Он обязан помнить, что иногда даже самый слабый начальный толчок может спровоцировать процесс, способный в дальнейшем развиваться самостоятельно, становясь необратимым и неуправляемым, вовлекая всё новые массы вещества и энергии, изменяя характеристики биосферы.
   Подробно обсуждаются особенности засорения ОКП орбитальными техногенными отходами, мусором и отбросами. Рассматриваются возможности попадания в ОКП космического мусора – объектов Космоса, захваченных полем тяготения нашей планеты. Кроме того, в этой главе поставлена и рассмотрена проблема возможного загрязнения природы экскретами инопланетного происхождения.
   Каждый раздел книги о мусорных экскретах завершается обсуждением методов возможного избавления от них.
   В третьей главе книги приводятся и обсуждаются основные положения экскретологии. Даются обоснования некоторых спорных или слабо разработанных тем и научных направлений.
   В этой книге сделаны исправления и уточнения некоторых понятий и формулировок мусорных экскретов, приводимых в наших книгах [1, 24], а также имеются дополнения отдельных разделов и глав по мусорной тематике.
   Книга адресована специалистам природоохранной тематики, разработчикам тактики и стратегии очищения Земли от мусора, а также учащимся и просто любознательным людям.


   Глава I
   Экскреты и экскретология


   Экскретология как наука, изучающая преобразования с продуктами выделений и отторжений общества и природы, к настоящему времени находится в стадии формирования, поэтому вопросы терминологии являются чрезвычайно важными. Ниже приведены кратко основные понятия и определения, используемые в экскретологии.
   Ввиду особой актуальности и важности отходов, отбросов и мусора для жизни общества этот блок основных, так называемых, «мусорных экскретов» требует отдельного рассмотрения (выделен заливкой на Рис. 1.1.1). Изучению объектов этого блока, в сущности, и посвящена наша книга.
   Более детально, с разделением на природные и антропогенные, сведения об экскретах приведены в нашей книге «Начала экскретологии» [1].


   1.1. Понятия и определения, используемые в экскретологии

 //-- Экскретология и экскреты --// 
   Экскретология (от латинского excretum – выделенное) – наука о выделениях и отторжениях, выбросах, потерях и удалениях антропогенных (связанных с человеком и его деятельностью) и природных объектов, их возникновении, трансформации, возможной утилизации, использовании и уничтожении. Такими объектами – экскретами – являются конечные продукты деятельности человека и других живых организмов, а также вещества и продукты, возникающие при различных – как правило экстремальных – природных процессах. Рассматриваются материальные объекты в виде физических тел. О нематериальных экскретах смотри в Приложении книги [1].
   В широком смысле экскретами являются любые естественно-природные и антропогенные объекты, закончившие свой жизненный цикл, выделенные и/или отторгнутые организмами (в том числе и общественными), выбрасываемые за ненадобностью или уничтожаемые каким-нибудь способом.
   В справочной литературе (например, в словаре русского языка Д. Н. Ушакова [16]) понятие отторжения определяется так: «Отторгать – отторгнуть что от чего, оторвать, отделить дёргая, порвав; отодрать, отнять силою». В нашей книге процесс отторжения трактуется более расширенно и предполагает:
   а) для живых организмов – выделение, отделение и изоляцию от привычных биогеоценозов в том числе со смертельным исходом;
   б) для неорганических объектов – выделение, отделение, изоляцию от первоначального физического тела, потерю или выбрасывание, деструкцию или уничтожение.
   Классификации выделяемых природой и обществом объектов как составных частей экскретологии представлена на схеме Рис. 1.1.1.
   Схема этого рисунка иллюстрирует подразделения экскретов на антропогенные и естественно-природные. Из неё видно, что природные мусорные экскреты – это отбросы, мусор и токсичные выбросы, причём все эти экскреты естественного происхождения. Антропогенные мусорные экскреты, появляющиеся при деятельности человека, кроме техногенных продуктов содержат также и продукты естественного происхождения. Антропогенные мусорные экскреты представлены экскретами мусора и квазимусора, отбросов, сырьевых отходов и токсичных выбросов.

   Рис. 1.1.1. Схема классификации экскретов по принадлежности к природным и антропогенным.
   Блок залитых ячеек объединяет мусорные экскреты: природные и антропогенные

   Элементы экскретологии — это отходы, мусор и квазимусор, отбросы, а также утраты, находки и потери, виктимы и девиаты. В этом разделе книги выясняется какой смысл вкладывается в определение этих объектов.
   Можно сказать, что экскретами являются все материальные объекты природных сред и человеческого общества, отслужившие «свой срок», закончившие жизненный цикл или появившиеся (возникшие) при деструктивных, катаклизменных или катастрофических явлениях.
   Классификация экскретов по принадлежности к естественно-природным (в дальнейшем для краткости – природным) или антропогенным приведена на схеме Рис. 1.1.1. В ней естественно-природные объекты противопоставляются антропогенным, хотя формально, антропогенные объекты являются частью природных (Природа – всё существующее во Вселенной, органический и неорганический мир [2].). Такая вольность в формулировке позволяет акцентировать характерные различия экскретов и поэтому, на наш взгляд, вполне уместна.
   Кроме того, противопоставление антропогенных и естественно-природных объектов, на наш взгляд, диктуется самой жизнью. Ведь ни сам современный человек, ни огромное количество неестественных им созданных ксенобиотических объектов, мягко говоря, «не вписывается» в отрегулированный тысячелетиями экологический механизм планеты. И сомнительно, что когда-нибудь впишется… Существование неистребимых антропогенных мусорных экскретов тому явное доказательство. Поэтому более правильным было бы вместо названия экскретов «анропогенные» в схеме рисунка 1.1.1. использовать название «нестественно-природные».
   Подробно о «немусорных» экскретах: потерях, находках, виктимах, утратах и девиатах можно прочитать в нашей книге [1].
   Обсудим кратко «мусорную составляющую» экскретологии, её компоненты, основные и вспомогательные понятия.
 //-- Отходы --// 
   Часто не только на бытовом уровне, но и в публикациях отходы отождествляют с мусором, что приводит к путанице и неразберихе.
   Понятие отходов является базовым не только для экскретологии, но и для смежных наук, посвящённых охране и защите природы, тем важнее дать ему правильное и однозначное определение. В справочной и научной литературе понятие отходов, как правило, игнорируется или приводится применительно к какой-либо узкой отрасли человеческой деятельности. Попытаемся устранить такое упущение.
   В общем случае отходы можно определить как побочные продукты деятельности живых организмов.
   Для объектов флоры и фауны отходами являются отбросы – биологические продукты, вещества, предметы, возникающие в процессе их жизнедеятельности. Для антропогенных объектов наряду с продуктами жизнедеятельности (отбросами) отходами являются материалы, вещества, изделия, продукты, появляющиеся в качестве неиспользуемых остатков в трудовом процессе или изделия, отработавшие свой ресурс.
   В политехническом словаре [66] рассматриваются только производственные процессы. Отходы производства определены в нём как остатки основных и вспомогательных материалов, образующиеся в производственном процессе. Такое толкование понятия отходов слишком узкое. Оно не включает в себя возможные непроизводственные отходы: бытовые, сельскохозяйственные, медицинские и отходы многих других сфер приложения человеческого труда.
   Более общее и расширенное определение этого понятия даётся в словаре-справочнике [77]:
   – Отходы – непригодные для производства данной продукции виды сырья, его неупотребимые остатки или возникающие в ходе технологических процессов вещества (твёрдые, жидкие, газообразные) и энергия, не подвергающиеся утилизации в рассматриваемом производстве (в том числе, с/х и в строительстве). Отходы одного производства могут служить сырьём для другого. Как правило, в категорию отходов не включают природные вещества, неявно используемые в технологических циклах, – воздух, его кислород, проходящую «транзитом» воду и т. п. Нередко не учитываются и энергетические отходы…
   Приведённое выше определение также заранее предполагает наличие некоторого производственного процесса и не охватывает другие области человеческой деятельности. Например, для бытовых отходов можно использовать следующее определение.
   Отходы – произведённые человеком вещества, тела, продукты и объекты, потерявшие потребительские свойства и не пригодные для использования по прямому назначению. Однако это не означает, что их нельзя использовать для каких-нибудь других целей, например, утилизируя ценные компоненты или вещества. Востребованные отходы – вторичное сырьё.
   Невостребованные отходы представляют собой ненужный мусор, отправляются на свалку или уничтожаются.
   Более подробно тема отходов обсуждается в разделе 2.1.1 нашей книги.
 //-- Выбросы --// 
   Понятие выброс в повседневной жизни используется довольно редко и обозначает выбрасывание; в технической литературе, как правило, применяют узкоспецифические определения этого понятия, которые применимы для конкретных областей знаний или производств. Например, в справочном пособии по аварийной тематике [18] даётся такое определение.
   Выброс (release) – количество опасного (горючего или токсичного) вещества, выходящего из технологических установок или аппаратов при их разгерметизации в атмосферу и поэтому не контролируемого эффективно системами обеспечения безопасности.
   В другом литературном источнике [19] приводится такое определение. Выброс (Emission; Effluent) – кратковременное или непрерывное (за час, сутки) поступление в окружающую среду вредных веществ (загрязнителей) военным объектом, промышленным предприятием, группой предприятий или населённым пунктом. Выбросы различают от отдельного источника и суммарный выброс на площади населённого пункта, региона, государства или группы государств, планеты в целом.
   Часто в литературе используются такие определения [25]. Выбросы (эмиссия) – кратковременное или за определенный отрезок времени поступление в окружающую среду любых загрязнителей. Аварийный выброс – поступление загрязняющих веществ в окружающую среду в результате аварии или нарушения технологического процесса.
   Залповый выброс – единовременный концентрированный выброс значительного количества загрязняющих веществ в окружающую среду.
   Предельно допустимый выброс – количество загрязняющего вещества за единицу времени, превышение которого ведёт к неблагоприятным последствиям в природной среде и опасно для здоровья человека.
   При изучении экскретологии целесообразно использовать расширенное толкование этого понятия [43–45, 74–76]. При этом слово «выброс» имеет два значения:
   – 1) процесс поступления с некоторой скоростью какого-либо (практически любого) вещества или продукта из источника в окружающую среду;
   – 2) материальный объект в виде некоторого объёма поступивший или поступающий в окружающую среду.
   В этой книге в зависимости от контекста нами будут использованы оба этих значения.
   Что касается выбросов мусора, то нами используется следующее его определение. Мусорный выброс: – 1) процесс поступления мусора с некоторой скоростью из источника в окружающую среду;
   – 2) объём мусора, поступающий (или поступивший) в окружающую среду.
   В соответствии с этим определением практически все твёрдофазные выбросы объектов народного хозяйства являются мусорными, так как они при работе загрязняют, захламляют и заражают природу продуктами горения, химических реакций или биологическими ингредиентами.
   Газообразные и жидкие выбросы могут быть определены так же как выше, то есть как процесс поступления соответствующего продукта в окружающую среду или объём газа или жидкости в ней.
   Мусорные выбросы в понимании процесса могут быть подразделены по продолжительности процесса поступления вещества (продукта) на:
   – мгновенные;
   – кратковременные;
   – продолжительные;
   – постоянные.
   Антропогенный мусор, как правило, имеет сложный состав, то есть является гетерогенной смесью. Он состоит в основном из твёрдых веществ с некоторыми количествами жидкостей и газов. Они представлены в объёме выброса в разных долях и комбинациях.
 //-- Мусор --// 
   В справочной литературе понятие мусора вероятно из-за его многоликости и сложной идентификации даётся крайне редко; в словаре-справочнике [77] он определяется так:
   «Мусор – совокупность твёрдых бытовых отходов и отбросов, образующихся в бытовых условиях. Синоним: твёрдые бытовые отходы. Мусор включает стекло, металлы, кости, дерево, бумагу и пр.».
   Такое же определение имеется и в словаре [18].
   При критическом рассмотрении это определение не выдерживает ни какой критики, тем не менее оно получило широкое повсеместное распространение и имеет аббревиатуру ТБО. Не понятно, почему мусор – только бытовые отходы, и о какой «твёрдости» может идти речь, когда видишь на «мусорке» тряпьё, ветошь, пластиковые плёнки и другие совсем не жёсткие выброшенные предметы и вещи. Кроме того, не любая совокупность твёрдых бытовых отходов является мусором – некоторые после «доработки» успешно используются в хозяйстве, а биологические отходы могут быть утилизированы и превращены в ценное удобрение.
   На бытовом уровне мусор определяют как отбросы, сор [2]. Отброс – негодный остаток чего-нибудь, сор – мелкие сухие отбросы, мелкий мусор [там же].
   В общем случае мусором могут быть названы произведённые человеком твёрдые или условно твёрдые предметы, вещества, продукты, потерявшие потребительские свойства и невостребованные отходы, выбрасываемые или уничтожаемые им за ненадобностью, а также твёрдые или условно твёрдые предметы, вещества, продукты, возникающие в природных средах после разрушения её объектов при катаклизмах, катастрофах или авариях, захламляющие, загрязняющие или отравляющие природные среды, нарушающие нормальную (установившуюся) жизнь биологических объектов.
   Понятие твёрдого или условно твёрдого предмета, вещества или продукта в этом определении означает, что рассматриваемые объекты не жидкие и не газообразные, а относятся к твёрдой фазе. Твёрдое тело характеризует агрегатное состояние вещества со стабильностью формы в виде кристаллических или аморфных объектов [89], а понятие твёрдости характеризует сопротивляемость вдавливанию или царапанию [3]. Строго говоря, любое тело при достаточном охлаждении становится твёрдым.
   При нормальных условиях примерами твёрдых тел могут быть металлы, соединения металлов с неметаллами (металлиды), некоторые минералы. Примерами твёрдых аморфных тел служат стекло и изделия из него, янтарь, смолы, битумы и полимеры [89]. При экскретологических исследованиях наряду с понятием твёрдого тела целесообразно использовать понятие условнотвёрдого тела как мерило содержания в нём влаги (в основном воды). На практике именно водность (влажность) выбросов является определяющей характеристикой при рассмотрении их классификации и динамики в природных средах.
   Влажность определяется как отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объёму) материала в сухом состоянии и выражается в процентах. При этом массу материала берут в естественном влажном, а не в насыщенном водой состоянии.
   Вычисляют массовую влажность W -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и объёмную W -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


по формулам (%):

   W -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


=((m -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


-m -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


)/m -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


) -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


100;
   W -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


= ((m -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


-m -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


)/V) -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


100,

   где
   m -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и m -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– масса материала соответственно в сухом и в естественном влажном состоянии, [г];
   V– объём материала в сухом состоянии, [см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


].

   Понятие условнотвёрдого тела можно конкретизировать применительно к мусору, произведённому человеком – антропогенному мусору, и возникающему в природе – естественно-природному мусору или сокращённо природному мусору. Подробно эти вопросы рассмотрены в разделах 2.1.3. и 2.2.2. нашей книги.
   Антропогенный мусор, как правило, имеет сложный состав, то есть является гетерогенной смесью. Он состоит в основном из твёрдых веществ с некоторыми количествами жидкостей и газов. Они представлены в объёме выброса в разных долях и комбинациях. Природный мусор часто однороден и может моделироваться гомогенным выбросом.
   В природные среды отходы, отбросы и мусор попадают, как правило, в виде выбросов, в которых загрязняющие вещества представляют собой смесь твёрдых тел, жидкостей и газов. Характеристикой, определяющей принадлежность выброса к объектам мусора, является, очевидно, степень его «твёрдости», то есть доля твёрдого вещества в нём. Опишем эту характеристику математически [1].
   В общем случае масса М компактного объёма разнофазной смеси загрязняющих веществ выброса может быть записана в следующем виде:

   M = Mт + Мж + Мг, (1)

   где
   Mт, Мж, Мг – соответственно, масса твёрдой, жидкой и газообразной его составляющих.
   Вводя массовые концентрации отдельных фракций выброса с помощью выражений:

   α = Мт/М;
   β = Мж/М;
   γ = Мг/М,

   можно формулу (1) представить так:

   1 = α + β + γ.

   Откуда выражение для доли твёрдой фазы в выбросе записывается в следующем окончательном виде:

   α = 1– β – γ. (2).

   При получении этих соотношений предполагалось, что выброс представляет собой компактный объём с примерно равномерным распределением в нём различных компонентов, а его газовая составляющая γ – это смесь воздуха с газами, выделяющимися из твёрдой и жидкой фаз.
   Соотношения параметров α, β и γ в каждом конкретном выбросе загрязняющих веществ определяют его плотность («твёрдость») и, следовательно, принадлежность к одной из трёх категорий мусорных отходов: твёрдым, жидким или полужидким. Причём, объект является мусорным при

   α ≥ α*,

   где
   α* – критическое значение массовой плотности загрязняющего выброса, задаваемое из физических или технологических соображений.
   Необходимо отметить, что из-за слабой разработанности экскретной тематики в нашей стране эти термины нельзя считать устоявшимися и имеющими конкретные числовые значения. Для примера можно рассмотреть состояние этого вопроса в одной из наиболее «продвинутых в мусорном отношении» стран – в США, где традиционно используется классификация мусора на основе различных числовых значений записанных выше параметров.
   При рассмотрении выбросов загрязняющих веществ в виде смесей твёрдых тел и жидкостей "твёрдыми отходами"\solid waste\ в США считаются «материалы, содержащие менее 70 % воды» [15], то есть со значением коэффициента

   β < 0,7 (α* = 0,3).

   При учёте формулы (2) и значения α* = 0,3 приходим к соотношению, определяющему твёрдость выброса, то есть принадлежность его к мусорному объекту. Оно записывается так:

   α + γ ≥ 0,3. (3)

   Из соотношения (3) следует, что при массовом содержании твёрдого вещества и газов в выбросе, превосходящем 30 %, его следует причислить к «твёрдым отходам» (в России – ТБО).
   Если пренебречь газовой составляющей γ (на практике почти всегда присутствие газа в твёрдофазных и жидкостных выбросах носит «следовый» характер), то есть считать, что γ/α «1, то приходим к приближённой оценке «твёрдости» мусорных отходов:

   α ≥ 0,3. (4)

   В эту категорию выбросов попадает большинство бытового, часть промышленного, горнорудного и прочего мусора (см. Таблицу № 1.2.).

   Таблица № 1.2.
   Содержания воды в физических телах при влажности окружающего воздуха 80 % [119]и соответствующие значения параметра α

   «Жидкими отходами» \liquid waste\ признаются отходы, содержащие менее 1 % твёрдого вещества, то есть при

   α ≤ 0,01 (β + γ > 0,9). (5)

   Существуют также «полужидкие отбросы»\sludge\, содержащие от 3 % до 25 % твёрдых материалов:

   0,25 ≤ α ≥ 0,03. (6)

   (Неопределённость числовых значений этого параметра в диапазонах концентраций от 1 % до 3 % и от 25 % до 30 % – на совести авторов публикации [15]). Области определения параметра α представлены на рисунке 1.1.2.

   Рис. 1.1.2. Области определения параметра «твёрдости» выброса загрязняющих веществ: I– жидкие отходы; II-полужидкие отбросы; III– твёрдые отходы (мусор).

   Природный мусор универсальный и носит неизменный характер независимо от географических, метеорологических или временных характеристик исходных объектов. В отличие от него антропогенный мусор многолик, неоднозначен и носит индивидуальный характер. То, что является мусором для одного предприятия или человека, может представлять потребительский интерес для других объектов. Кроме того, такой мусор по-разному может пониматься и восприниматься в различных географических местах, в разных социальных группах и в различные исторические времена. Таким образом, строго говоря, понятие антропогенного мусора является весьма неопределённым и расплывчатым и трактуется применительно к конкретной обстановке. Подробно это обсуждается в разделе 1.4. нашей книги.
 //-- Отбросы --// 
   Ещё одним элементом экскретологии – экскретом является понятие отброса (отбросов). Рассмотрим его содержание. Например, в словаре-справочнике [18, 77] написано:
   Отбросы: 1). Несъедобные или по другим причинам непригодные для дальнейшего использования пищевые продукты и предметы быта, выбрасываемые на свалку;
   2) неутилизируемые бытовые и с/х компоненты (говорят об отбросах животноводства);
   3) неиспользуемые в настоящее время отходы. Правильнее говорить о бытовых отбросах, промышленных и с/х отходах, включая в это понятие и отходы строительства.
   Приведённое выше определение отбросов получилось громоздкое, противоречивое и трудно понимаемое. Почему неутилизируемые бытовые и с/х компоненты – считают отбросами, а утилизируемые разве не отбросы?
   Кроме того, из приведённого выше определения довольно трудно уловить общее у картофельных очисток в мусорном ведре, отбросов животноводства (например, навоза) с битым кирпичом на стройке или металлической стружкой от токарного станка. Общее у них только то, что от них хотят избавиться!
   Целесообразно было бы оставить только часть формулировки этих работ об отбросах как о выбрасываемых биологических объектах. Тогда можно провести непротиворечивую классификацию мусорных объектов, обоснованно и разумно организовать их раздельный сбор и утилизацию…
   Предложим понятие отбросов в широком смысле слова, а не только применительно к человеческой деятельности, учитывая наработки других литературных источников.
   Отброс – «всё, что откинуто, отброшено куда по негодности» [28], негодный остаток чего-нибудь [2]. Отбросами являются, в первую очередь, продукты жизнедеятельности живых организмов. В общем случае к отбросам можно отнести:
   – отходы продуктов питания при приготовлении пищи и несъедобная пища;
   – отходы жизнедеятельности человека и других живых существ (кал, моча, слёзы, слизи, слюни, сопли, серные образования в ушах, выделения желез внутренней секреции, кишечные газы, выдыхаемый воздух и т. п.);
   – отмершие или выпавшие роговые, хитиновые или костные образования (выпавшие зубы, волосы, перхоть, ногти, рога, копыта, …);
   – сменяемые кожные покровы или их части (куколки при линьке насекомых, кожа при линьке пресмыкающихся, фрагменты кожи (болячки) при заживлении ран у млекопитающих;
   – опадающие листья, увядшие соцветия, обломившиеся опавшие веточки и другие естественно сменяемые объекты флоры;
   – погибшие естественной смертью объекты флоры и фауны (за исключением утрат).
   Отбросы объектов флоры и фауны необходимы для нормального функционирования биоценозов – совокупности животных, растений и микроорганизмов, населяющих различные участки среды их обитания с примерно однородными условиями жизни. Поэтому отбросы живых организмов в среде их проживания не мусор, а важная составная часть биоценоза, вне среды их обитания отбросы на бытовом уровне рассматриваются как мусор.
   Что касается антропогенной составляющей отбросов, то она соответствует определению мусора, являясь его частным случаем (фактически отбросы – это биологический мусор). Ввиду практической важности и массовости отбросов – как природных, так и связанных с деятельностью человека, – они выделены совместно с мусором в качестве отдельного экскретного элемента (смотри схему Рис. 1.1.1).
   Кратко отбросы можно определить так:
   1) несъедобная пища и пищевые остатки;
   2) продукты выделений живых организмов и их тела после естественной гибели (кроме утрат).
   Отбросы являются необходимым звеном процессов существования живых организмов.
 //-- Квазимусор --// 
   К категории квазимусора относят мусорные экскреты, обладающие частично или полностью потребительскими свойствами, от которых их владелец избавляется из-за личных предпочтений (эстетических, художественных, престижных и т. п.) или по приказу (в случае других видов собственности на объект).
   Как было установлено в книге [1], потерями как элементами экскретологии, называют ценные тела, предметы, продукты, выбывшие из поля зрения и досягаемости их владельцев или пользователей по объективным или субъективным причинам и фактически ставшими мусором. Этот специфический экскрет наряду с экскретами находки принадлежит к категории квазимусора и подробно обсуждается в готовящейся к печати книге «Мусорные аспекты экскретологии».


   1.2. Элементарные и глобальные экскреты

   Наряду с элементарными экскретами – продуктами выделения и отторжения человеческим обществом и природой веществ, тел или предметов можно говорить об экскретах глобальных, представляющих собой массовые скопления или конгломераты элементарных экскретов. Такие массовые объёмы элементарных экскретов могут возникать на завершающих стадиях процессов диссимиляции живого вещества или деструкции, выпадения и скопления вещества неорганического (минерального или металлического).
   Если обозначить характерный признак (размер, массу, объём и др.) элементарного экскрета l, а глобального L, то критерий глобальности экскрета можно записать в следующем виде:

   l / L «λ,

   где λ – малый параметр, определяемый экспериментально или задаваемый из физических соображений.
   Другим условием глобальности экскрета должна быть однородность состава в пределах некоторых областей его существования или в целом объёме.
   Глобальные экскреты в пределах Земли и её ближайшего окружения – околоземного космического пространства (ОКП) существуют в виде естественных природных образований и в виде техногенных – привнесённых человеком. Рассмотрим вкратце как возникли эти экскреты и что представляют собой в настоящее время. Сами природные среды планеты условно также могут рассматриваться как скопления выделенных отторгнутых тел, веществ, предметов – то есть глобальными экскретами.
   Строго говоря, состав подобных образований далёк от однородного, однако в качестве модельного предельного случая такие планетарные «гиперэкскреты» имеют право на рассмотрение.
   Рассмотрим, как возникают и какие изменения претерпевают глобальные экскреты. Глобальные экскреты некогда живых организмов возникают под действием детритофагов – бактерий, простейших организмов, грибов и червей. Примером подобного глобального экскрета может служить почва как результат процессов совместного разложения растительных и животных остатков биосферы Земли, а также минеральных пород. Рассмотрим процесс возникновения почвенного покрова Земли как глобального экскрета [73].
   На завершающем этапе земного существования экскретов как индивидуальных объектов детритофаги разрушают трупы животных, остатки корней, стеблей и листьев растений и превращают мёртвое органическое вещество в гумус или плодородный перегной. Некоторые органические вещества они преобразуют в более простые минеральные вещества, растворимые в воде и поэтому доступные для растений. Так обеспечивается на Земле непрерывность процессов образования новой живой материи.
   Роль животных в круговороте веществ в природе известна натуралистам давно. К. Линней писал, что «в тропиках три мухи с их потомством съедают труп лошади быстрее, чем лев».
   Наблюдения петербургского профессора П. А. Костычева, современника В. В. Докучаева, показали, что именно деятельность животных (в его опытах личинок грибных комариков) способствует превращению гниющих листьев в аморфный перегной. Если разложение происходит без животных, только при участии грибов и бактерий, то листья много лет сохраняют свою структуру. В трудах В. В. Докучаева можно прочитать: "Попробуйте пройтись по такой целинной древней степи и вырезать из неё кубик почвы, увидите вы, что в нём больше корней, трав, ходов жучков, личинок, чем земли. Все это бурлит, сверлит, точит, роет почву, и получается несравнимая ни с чем губка". Эта «губка», представляющая собой скопище органических и минеральных остатков бывшей жизни, используемой для построения новой жизни, и есть почва как глобальный экскрет.
   Деятельность животных в почвах многообразна. Они не только непосредственно перерабатывают растительный опад, но и стимулируют активность микроорганизмов. При отсутствии животных микробы разлагают опад в несколько раз медленнее и он накапливается на поверхности. При этом в лесах резко возрастает опасность пожаров.
   Рассеивая экскременты по поверхности и в толще почвы, животные разносят и микробов, создают благоприятные очаги для их размножения и деятельности. Пропуская через кишечник массу растительных тканей, примитивные животные размельчают их и тем самым многократно увеличивают суммарную поверхность растительного материала, доступную микроорганизмам, а также воздействию воздуха и воды.
   С помощью собственных ферментов и ферментов симбиотических микроорганизмов беспозвоночные расщепляют целлюлозные компоненты клеток и высвобождают лигнин, который находится в сложном соединении с клетчаткой, что имеет большое значение для развития процессов гумификации органических остатков в почве. В ходе пищеварения в кишечнике почвенных беспозвоночных происходит частичная минерализация растительных остатков, а у некоторых групп – и частичная гумификация. Таким образом, экскременты животных превращаются в одну из составляющих почвенного гумуса.
   Многие почвенные животные – в основном черви – заглатывают вместе с органическими пищевыми веществами минеральные частицы почвы, способствующие перетиранию в кишечнике пищи. Проходя через кишечник, минеральные частицы (глинистые, песчаные) перемешиваются, спрессовываются и склеиваются выделениями кишечника, образуя зернистые комочки разной величины. Чем их больше, тем плодороднее почва. Совершая вертикальные миграции в почве, животные заносят растительные остатки в глубокие горизонты и перемешивают органические и минеральные частицы. Передвижения животных способствуют и улучшению аэрации почвы, что также стимулирует аэробные процессы разложения органических остатков.
   Следует отметить, что почвы как глобальные экскреты изменяются со временем. Во всех этих явлениях действующей силой выступают живые организмы: сначала микробы, затем лишайники, мхи и высшие растения. Им всюду сопутствуют и почвенные животные: простейшие, нематоды, клещи, ногохвостки, личинки насекомых и дождевые черви. При этом горная порода, на которой формируется почва, превращается в структуру, более мощную и более богатую гумусом.
   Важную роль в этом процессе, называемом эволюцией почвы, играют воздействия атмосферного воздуха, воды и растворённых в ней химических веществ. Наконец, в современную эпоху, названную в начале века известным нашим геологом академиком А. П. Павловым антропогенной, то есть определяемой деятельностью человека, на почвенный покров всё большее влияние оказывает человек.
   Растения также активно участвуют в процессах почвообразования. Они обеспечивают значительную часть биогенного круговорота на суше, избирательно накапливают отдельные химические элементы и соединения.
   Большинство современных растений создаёт круговорот веществ, в котором на первом месте стоят азот, фосфор, калий, кальций, магний и натрий, на втором – кремнезем, а на третьем – различные окислы, изредка хлор и сера.
   А вот древнейшие растения – хвощи и плауны резко отличаются по своему зольному питанию. Хвощи накапливают в первую очередь кремнезём (окись кремния), а плауны – глинозём (окись алюминия). Нетрудно сделать вывод, что характер почвообразования под палеозойскими хвощовыми и плауновыми лесами был иным, нежели сейчас, и возникающие на ней глобальные экскреты могли сформироваться в залежи нефти или алюминия.
   Именно эволюция живого покрова планеты – биоты является постоянно действующим фактором активного изменения биогеоценоза, а с ним и почвы и других глобальных экскретов.
   На этот счёт имеется гипотеза, что жизнь возникла именно в грунте первичных материалов Земли и что древнейшие существа планеты – почвенные микробы появились первыми в земном реголите – грунте, похожем на грунт Луны. Кстати, низшие растения действительно могут расти на грунте такого состава, что доказано экспериментально.
   Важной составляющей почвообразования является процесс разложения минералов той горной породы, на которой образовалась почва. Разложение микробами горных пород имеет огромное значение для биосферы. Не будь его, живые организмы очень быстро исчерпали бы ресурсы большинства биогенных элементов. Особенно важно это в условиях влажного климата, где дожди постоянно промывают почву и выносят все растворимые элементы минерального питания, которые не успели перехватить другие микроорганизмы или же корни растений.
   Существует множество микроорганизмов (в их числе бактерии, водоросли, грибы, актиномицеты, дрожжи), способных разрушать минералы и извлекать нужные им элементы или химические соединения – такие как кислород, азот, железо, cepу, калий и др. Бактерии способны эффективно разрушать горные породы. Для этого у них есть целый арсенал «химического оружия»: ферменты, слизи, кислоты. Ферменты – средство строго избирательного воздействия. Например, с помощью ферментов серобактерии окисляют содержащие серу минералы. Многие микробы, попав в анаэробные условия, то есть в условия, где нет кислорода, способны с помощью особых ферментов "отнимать" кислород у окислов железа. А содержащие железо минералы при этом разрушаются.
   Не столь избирательное, но ещё большее по масштабам действие оказывают на минералы различные слизи, выделяемые микробами. Многие бактерии в почвах буквально погружены в слизь. Именно она составляет основную массу органических полимеров, особенно полисахаридов. Содержащиеся в слизи кислоты могут разрушать кристаллические решётки минералов, тем самым переводя в раствор, в усвояемое состояние нужные микробам вещества.
   Микробы выделяют кислоты и в чистом виде, даже такие сильные, как азотная и серная. Иногда эти кислоты для микробов являются не оружием нападения на минералы, а просто экскретами, отбросами. Отмечается [77], что автотрофные микроорганизмы, в частности нитрификаторы и серобактерии, могут порой "захлебнуться" в выделяемых ими же самими кислотах. Эти факты хорошо подтверждают одно их положений экскретологии (см. раздел 1.6.книги) о том, что ни одно живое существо не способно жить и развиваться в среде собственных экскретов.
   В биогеоценозе живут и другие существа, которые охотно поглощают минеральные соединения растворенных горных пород, но наиболее ярко выражена способность к кислотообразованию у микроскопических грибов. С помощью кислот микробы извлекают из минералов фосфор, многие металлы. В разложении горных пород достаточно велика и роль гумусовых кислот, фенольных соединений.
   В процессе жизнедеятельности микробы выделяют и щёлочи, особенно при разложении органики, аммонификации. Накоплению в почве щёлочей способствует внесение навоза и других органических удобрений, если они содержат много азота. И вот уже щёлочи растворяют кварц, трудно растворимые фосфаты, алюмосиликаты, нефелины. Микробы выделяют и такие сильные химические реагенты, как водород, сероводород, метан, которые также разрушают минералы.
   Все эти явления очень важны для почвообразования, для снабжения растений элементами минерального питания, для всей жизни биогеоценозов. Но совершенно очевидно, что эти же процессы ещё важнее для эволюции почвы, для формирования почвенного слоя, накопления запаса биогенных элементов в живом веществе экосистемы при развитии почв на чистой скальной поверхности, песке или глине. Здесь свободно поселяются автотрофные микроорганизмы, лишайники (они тоже выделяют кислоты и могут растворять минералы), а всё остальное – дело времени.
   Однако микробы не только разрушают минералы, но и способствуют созданию многих новых, особенно содержащих кальций, фосфор, кремний, железо и алюминий. На их основе могут возникнуть залежи полезных ископаемых – глобальных экскретов. Например, плесневые грибы в опытах за неделю извлекали из размельченного базальта 54 % железа, 59 % – магния, 11 % – алюминия, немало кремния.
   Как видим, важнейшие химические процессы в почвах регулируются деятельностью живого вещества, особенно микробов и высших растений. Поэтому почвы столь же изменчивы, непостоянны по своим свойствам, как и жизнь организмов, которые их создали.
   Подобные процессы возникновения глобальных экскретов наблюдаются и в других природных средах. Рассмотрим механизм возникновения и трансформацию глобального экскрета на примере возникновения залежей подводного метана. Метан является самым «опасным» парниковым газом, так как выбросы этого газа провоцируют очередной этап глобального потепления. На определённом этапе повышения температуры на планете учёные предсказывали начало выбросов метана из океанов и зон вечной мерзлоты в полярных зонах Земли. В частности, в последние годы исследователи обнаружили выбросы значительных запасов метана со дна Северного ледовитого океана [92]. По мере потепления мирового океана вода прогревает его дно, и это провоцирует выбросы метана.
   Предположительно этот глобальный экскрет возникает так. В океане организмы умирают, опускаются на дно и частично разлагаются в метан. Под высоким давлением и под воздействием низких температур молекулы метана «попадают в капкан» – превращаются в супрамолекулярное соединение метана с водой, известное как газовый гидрат [93], который стабилизируется в плотный тонкий слой под дном океана.
   Энциклопедия [94] определяет этот продукт так. «Гидрат метана – супрамолекулярное соединение метана с водой, устойчив при низких температурах и повышенных давлениях, наиболее широко распространённый в природе газовый гидрат».
   Отмечается, что гидрат метана может стать ценным источником экологически чистой энергии, так как горящий метан вырабатывает значительно меньше углекислого газа, чем любые горючие ископаемые минералы. Гидрат метана – это похожая на лёд субстанция, состоящая из воды и метана, которая стабильна только в холодной воде и под большим давлением. Газовые гидраты внешне напоминают спрессованный снег, могут гореть, легко распадаются на воду и газ при повышении температуры. Благодаря своей структуре газовый гидрат объёмом 1 см³ может содержать до 160–180 см³ чистого газа.
   Распадающийся гидрат метана служит своеобразным индикатором изменения планетарного климата. «Так как придонная температура растёт, гидрат распадается, следовательно, мы имеем ещё одно подтверждение роста температур в океане под влиянием меняющегося климата", – считают исследователи [92]. Заметим, что по предварительным данным, за последние 30 лет температура воды в Северном Ледовитом океане увеличилась в среднем на 1 градус по Цельсию.
   Глобальные экскреты в форме гидратов метана обнаружены недавно и на дне озера Байкал [26]. Это озеро очень глубокое и в нём могут реализоваться условия, необходимые для твёрдого соединения газа с водой при низкой температуре и большом давлении. Именно такие условия существуют на дне океанов и морей. Озеро Байкал является единственным местом на Земле, где газовые гидраты обнаружены в пресной воде.
   В ходе исследования иркутских учёных были обнаружены группы микроорганизмов, которые кроме Байкала нигде больше не встречаются. Были найдены и новые представители известных групп микроорганизмов. Например, в больших количествах обнаружены «метаногенные археи», о которых известно, что они участвуют в процессах метаногенеза – образовании метана в бескислородных условиях. Собственно, обнаружение этих микробов подтверждает, что гидраты метана в озере Байкал имеют биологическое происхождение.
   В 40-е годы прошлого века советские учёные высказали гипотезу о наличии залежей газовых гидратов в зоне вечной мерзлоты. В 60-е годы они же обнаружили первые месторождения газовых гидратов на севере СССР. С этого момента газовые гидраты начинают рассматриваться как потенциальный источник топлива. Постепенно выясняется их широкое распространение в океанах и нестабильность при повышении температуры. Поэтому сейчас природные газовые гидраты приковывают особое внимание как возможный источник ископаемого топлива, а также участник изменений климата.
   Как следует из фазовой диаграммы гидрата метана, для его образования требуются низкие температуры и относительно высокое давление и чем больше давление, тем выше температура, при которой гидрат метана устойчив. Так, при 0 °C он стабилен при давлении порядка 25 бар и выше. Такое давление достигается, например, в океане на глубине около 250 м. При атмосферном давлении для устойчивости гидрата метана нужна температура около −80 °C. Однако, метангидраты всё же могут довольно долго существовать в условиях низких давлений и при более высокой температуре, но обязательно отрицательной – в этом случае они находятся в метастабильном состоянии, их существование обеспечивает эффект самоконсервации, – при разложении метангидраты покрываются ледяной коркой, что мешает их дальнейшему разложению. При увеличении мощности осадков в море и погружении или уменьшении мощности мерзлоты, гидрат метана распадётся и на небольшой глубине образуется газовый резервуар, из которого газ может прорваться на поверхность. Такие взрывы метановых месторождений, существующих в виде глобальных экскретов, действительно наблюдаются в тундре и иногда в морях.
   Процессом прорыва метана из морских залежей газовых гидратов можно объяснить таинственные исчезновения кораблей в Бермудском треугольнике и некоторых других местах Мирового океана. Дело в том, что при подъёме метана к поверхности вода насыщается пузырьками газа и плотность газоводяной смеси резко падает. Её несущая способность уменьшается, корабль «проваливается», теряет плавучесть и тонет.
   Ещё одним примером глобального экскрета могут служить залежи полезных ископаемых морского дна, имеющие космическое происхождение.
   Мировой океан занимает около 71 % земной поверхности. На его дне находятся разнообразные полезные ископаемые, и протекает интенсивный рудогенез (возникновение залежей). Вклад космического материала в океанические осадочные породы (например, накопление таких компонентов, как железо, никель, кобальт) морские геологи и геохимики связывают со значительными поставками на дно океана космической пыли [110], оседающей на дне в виде ила.
   Многочисленные измерения, выполненные в различных лабораториях мира, показали, что глубоководные илы растут со скоростью примерно 1 миллиметр за тысячу лет. В масштабах существования нашей планеты такое казалось бы мизерное выпадение космического вещества даёт вполне ощутимые величины: ~1 метр осадков за 1 миллион лет и 1 км – за 1 миллиард лет.
   Такие илистые образования находят практически во всех морях и океанах, а также нередко и в озёрах. Однако только глубоководные океанические конкреции залегают с большой плотностью (до 200 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


), образуя рудные поля, перспективные с точки зрения разработки полезных ископаемых. Конкреции имеют неправильную сферическую форму с диаметром 4÷8 см. Они представляют собой полиметаллические руды: кроме марганца и железа (основных своих компонентов) содержат много Ni, Cu, Co, а также Pt (до 4 г на тонну) и другие металлы. Считается, что железомарганцевые конкреции занимают около 10 % площади океанического ложа. Их запасы составляют примерно 340 млрд. т. Таким образом, космические экскреты заметно пополняют Землю полезными сырьевыми ресурсами.
   Захоронения углерода на дне океана в виде панцирей микроорганизмов и моллюсков, а также геологические образования, такие как месторождения нефти и угля, возникшие из растительных остатков, очевидно, также являются глобальными экскретами. С процессами их формирования можно ознакомиться в многочисленных литературных источниках, поэтому они здесь не приводятся.
   Ещё одним примером глобального экскрета, появление которого предсказано задолго до его возникновения, являются «рудные тела» мусорных полигонов и свалок.
   Некоторые мусорные объекты – такие как крупные свалки и мусорные полигоны представляют собой многотонные скопления разнородных и разнофазных элементов, спрессованных силой тяжести и приобретающих со временем свойства некоторой осреднённой среды – сродни геологической среде. Современные представления о геологической среде [111, 112], широко используется в настоящее время в науках о Земле.
   Понятие "геологическая среда" по-разному трактуется у различных авторов в зависимости от направлений их исследований. Формулировки этого термина базируется на том, что геологическая среда это сложный объект природы, существующий независимо от человека и его деятельности. Геологическая среда состоит из отдельных элементов – рельефа, горных пород, подземных вод, многолетней мерзлоты, а также природных процессов и т. д.
   Основное свойство создаваемой на наших глазах геологической среды – мусорной или гарбологической – это её многокомпонентность и первичная неоднородность. Можно считать, что она состоит из бесчисленного множества элементов (горные породы, почвы, отходы человеческой деятельности, микроорганизмы, растворы, газы, элементы структуры, физические поля и т. д.). Все их в принципе невозможно учесть, да и в этом нет необходимости, так как многие из них не играют существенной роли применительно к рассматриваемой в данной работе проблеме. Поэтому с методологической точки зрения, необходимо ограничиться теми элементами, которые непосредственно оказывают влияние на объекты цивилизации. В общем, элементы эксретологической геологической среды можно условно разделить на четыре категории [113]:
   – твёрдая фаза;
   – жидкая фаза;
   – газообразная фаза;
   – структурные элементы.
   Со временем под воздействием диффузионных и гравитационно-полевых процессов формируется относительно однородное по составу свалочное «тело». Его «созревание» занимает десятки лет, после чего можно говорить о возникновении глобального мусорного экскрета. Более подробно о мусорных экскретах как сырьевой базе цивилизации можно прочитать в разделе 3.4. нашей книги.
   Важным глобальным экскретом может стать околоземное космическое пространство (ОКП), наполненное орбитальными мусорными экскретами естественного и техногенного происхождения. Несмотря на то, что плотность вещества в объёме ОКП относительно низкая и распределено оно не вполне равномерно в занимаемом объёме, в нём в настоящее время можно выделить отдельные области, которые условно можно причислить к глобальным экскретам. В первую очередь – это зона максимума техногенных отходов (высоты от 850 км до 1500 км) и зона так называемой свалки орбитального мусора, захватывающая внешнюю часть ОКП от геостационарной орбиты до траектории Луны.
   Ещё одной зоной с наивысшей концентрацией орбитального мусора является слой ОКП на высотах от 100 км до 200 км, в котором происходит интенсивное торможение и частичное сгорание мусорных объектов.
   В настоящее время эти три зоны отличаются повышенной концентрацией твёрдых объектов, однако при теперешних темпах загрязнения ОКП плотность их вещества в обозримой перспективе может выровняться и корректно будет говорить об одном глобальном мусорном экскрете – орбитальном с высотами от 100 км до 384 тыс. км.
   Конечно, такой разреженный и эфемерный глобальный экскрет вряд ли станет источником полезных металлов – слишком трудоёмкий это процесс в масштабах ОКП. Однако, использование наиболее ценных узлов и агрегатов из вышедшей из строя орбитальной техники вполне вероятно. Более подробно эта проблема обсуждается в разделе 3.2. нашей книги.
   В глобальном околоземном экскрете очевидно будут происходить процессы взаимодействия между различными электромагнитными и физическими компонентами ОКП и межпланетной среды, естественных космических и техногенных излучений с веществом и полями. Эти процессы будут сопровождать загрязнение ОКП продуктами дезинтеграции астрономических тел (экскретов космического мусора) и отходами и отбросами техногенной деятельности.
   При этом физические характеристики ОКП и глобальный орбитальный экскрет, представляемый в виде суперпозиции элементарных мусорных экскретов, выйдя из состояния динамического равновесия, очевидно уже в него не вернётся. ОКП, наполненное орбитальными мусорными экскретами с временами существования в сотни и тысячи лет, обладающее новыми физическими параметрами, может иметь совершенно иные свойства, что непредсказуемо скажется на земной природе.


   1.3. Относительный характер экскретов

   Необходимо отметить сложность экскретологической классификации всего многообразия и изменчивости природных и антропогенных источников экскретов. Видимо этим можно объяснить смешение понятий и путаницу в этом теоретически слабо разработанном разделе нарождающейся науки.
   Напомним, что экскретология – наука о выделениях, отторжениях и потерях материальных объектов в человеческом обществе и в природе. Объектами её изучения – экскретами – являются отходы, отбросы, мусор и квазимусор, газообразные и жидкие выбросы, потери, находки и утраты, виктимы и девиаты. Попытки создания логически непротиворечивой науки, включающей в себя перечисленные выше объекты оказались непростыми. Неоднократно исследователями предпринимались попытки рассмотреть, упорядочить и классифицировать отдельные выделяемые и отторгаемые объекты природы и общества в виде некоторых научных и псевдонаучных учений и теорий (например, мусорология, мусороведение, гарбология).
   Подобные подходы к этой проблеме, на наш взгляд, не увенчались успехом потому, что феномен экскретов как конечных выделений и отторжений объектов природы и общества должен рассматриваться воедино и в комплексе, учитывая его неоднозначные проявления.
   Дело в том, что классификация экскрета по принадлежности к антропогенному или природному, мусорному, отходному или отбросному, утратному, девиатному или виктимному является многофакторной [1]. Она не является абсолютной, а зависит от эколого-географического, социального и временного факторов. В частности, один и тот же экскретный объект «мусорного блока» (см. Схему 1.1.1) в зависимости от времени и места его появления в конкретных случаях может рассматриваться как антропогенный или природный мусор, отход или отброс, а также как естественный элемент биоты.
   Например, опадающие листья – в городских условиях рассматриваются дворниками как мусор и убираются не только с дорог и улиц, но и с газонов, лужаек и других участков озеленения. На дорогах и улицах листья действительно – мусор, а в озеленяемой части городской инфраструктуры, как и в лесу, опад является необходимым растениям укрывным и питательным материалом.
   Один и тот же предмет, вещество, изделие может менять свой «статус» в зависимости от места нахождения и времени содержания (хранения). Отходы, хранившиеся на складе сверх нормативного времени формально превращаются в мусор, а объекты мусора после сортировки становятся сырьевыми отходами и могут быть использованы для утилизации.
   Некоторые авторы [79] считают, что термин «отходы производства» изжил себя, получив новое понятие – «попутная продукция». С этим трудно согласиться, так как подобная замена одного термина другим может внести путаницу в терминологию, не добавив никакой содержательной информации.
   Отметим, что при подсчёте экономической эффективности от утилизации производственных отходов необходима четкая градация этих понятий.
   Целесообразно к отходам отнести продукты, сопутствующие основному технологическому процессу, но не имеющие потребительной стоимости. Использование этих продуктов при существующих технологиях невозможно или затруднено, а их стоимость полностью включена в стоимость основной продукции.
   К попутной продукции относятся продукты, сопутствующие основному технологическому процессу, имеющие потребительную стоимость (то есть пригодные для производственного потребления в качестве сырья, материалов) и стоимость.
   И отходы и попутная продукция являются составной частью вторичных материальных ресурсов. К ним следует относить все остатки сырья и материалов, которые могут быть повторно использованы в технологическом процессе; такие остатки не являются целью данного производства и получаются одновременно с основным продуктом.
   Взаимосвязь наиболее массовых экскретов – таких как «отходы» и «мусор» весьма противоречива и изменчива. То, что является отходом или мусором сегодня, завтра может стать незаменимым сырьём для получения целого ряда веществ. В особенности сейчас, когда многие отрасли промышленности ориентируются на развитие комплексных предприятий, где практически не будет ни мусора, ни отходов, а мусорные свалки оборудуются системами извлечения высококалорийного биологического газа.
   Важным фактором признания того или иного экскретного объекта отходом или мусором является социально-географический фактор. Известно, что в последние годы развитые капиталистические страны превращают целые континенты в свалки своего мусора. В Африку и Юго-восточную Азию огромными кораблями привозится электронный хлам, состоящий из отслуживших свой век компьютеров, телевизоров, магнитофонов, телефонов и других электронных изделий. Кроме того, везут отслужившие свой век габаритные сложные механизмы, содержащие пластик и металлы.
   Разборка и утилизация таких изделий в странах-производителях весьма затратна, так как связана с использованием дорогого ручного труда, а для «нищих азиатов или африканцев» представляет интерес. Они извлекают из электронного мусора ценные металлы и таким образом ценой потери здоровья добывают средства на пропитание. При этом «цивилизованный Запад» нисколько не заботит умерщвление природы этих стран и увеличение заболеваемости их населения. Этот пример показывает, как мусор Америки и Европы превращается в сырьё и отходы, пригодные для использования в слаборазвитых странах.
   Для иллюстрации относительного характера экскретов и их способности трансформироваться друг в друга можно рассмотреть объекты органического мира, являющиеся основными массовыми «поставщиками» экскретов.
   На схеме Рис. 1.4.1. представлен механизм формирования и трансформации экскретов из объектов органического мира, включающих в себя людей, объекты флоры, фауны и микроорганизмы. Из неё следует, что конечными объектами выделений большинства природных организмов является гумус – плодородная почва.

   Рис. 1.4.1. Схема формирования и трансформации экскретов из объектов органического мира

   Другие объекты органического мира также имеют конечными экскретами гумус, предварительно побывав либо утратами, либо виктимами.
   Некоторая часть людей, кроме того, могут быть девиатами, прежде чем превратиться в гумус.
   Виктимы объектов флоры и фауны, пройдя стадию отбросов, превращаются частично в природный мусор и в гумус.
   Представленная в этом разделе книги совокупность экскретов позволяет для конкретных индивидов дать ответ о характере возникающих экскретов и выбрать соответствующую тактику реакции на инцидент в конкретных жизненных ситуациях. В качестве примера рассмотрим формально неоднозначный характер экскретов при родах. Он иллюстрируется схемой рисунка № 1.4.2., на котором в зависимости от отношения роженицы к будущему плоду может реализоваться несколько вариантов окончательного выделительного процесса, а значит и реакции на него действующих лиц.
   При благоприятном развитии родов рождается ожидаемый ребёнок. В случае неблагоприятного вынашивания плода может появиться на свет выкидыш или потребуется плановое прерывание беременности. При таких развитиях событий возникает один из экскретов:

   Рис. 1.4.2. Схема возникновения экскретов при родах разного вида

   утрата – при гибели столь ожидаемого и уже горячо любимого ребёночка;
   виктим – жертва очередной нежелательной беременности;
   отброс – ненужный кусочек плоти.
   Понятно, что только сама роженица может квалифицировать ситуацию и дать ответ о возникшем экскрете.
   Рассмотрим ещё один пример временной и пространственной трансформации экскретов. Допустим у некоторого индивида А соседская кошка задушила дрессированную любимую крысу (возник экскрет виктим). Во время игры с крысой кошка отвлеклась и потеряла её из виду (экскрет виктим транформировался в экскрет потерю). Далее хозяин крысы обнаружил её трупик (экскрет – находку), очень загоревал, бальзамировал его и в качестве реликвии (экскрет – утрата) поместил на видное место в кухне коммунальной квартиры. С таким положением дел не могла смириться соседка Марьиванна, – она выбросила мумию крысы на помойку (экскрет мусор), где совершенно случайно её опять обнаружил в качестве экскрета (находка) сосед А… Эту историю можно продолжать ещё долго, и каждый раз несчастная крыса будет превращаться из одного экскрета в другой.
   Следует отметить, что несмотря на такие возможные трансформации экскретов, в каждый конкретный момент времени и в каждом конкретном месте рассматриваемый объект может быть однозначно идентифицирован отдельным индивидуумом. То есть для рассматриваемого нами случая, например, крыса в помойке (мусор для соседки и находка для хозяина крысы) – это совершенно другой объект, чем, например, крыса в кухне и т. п.
   Каждый конкретный i-ый экскрет φ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


может быть однозначно идентифицирован для конкретного лица M -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


(собственника, хозяина и т. п.) в конкретном месте δ и в конкретный момент времени t. Математически можно записать эту зависимость в функциональном виде:

   φ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


= f (M -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, δ, t), (1)

   причём значения экскретов φ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


однозначно определяются при задании параметров M -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, δ и t.
   В соотношении (1) i = 1,2… – количество действующих экскретов.
   Что касается объектов неорганического мира, то они являются чуждыми для сложившихся веками и десятилетиями сообществам живых организмов; их появление в биоценозах в качестве экскретов связаны либо с разрушительной деятельностью человека, либо с природными явлениями катастрофического характера.
   Как следует из схемы Рис. 1.4.3. антропогенными объектами неорганического мира служат отходы и мусор, а объектами природного неорганического – вулканический пепел, магма, морской и речной мусор, а также разнообразные выбросы минеральных веществ (камнепадные заторы и др.).

   Рис. 1.4.3. Схема формирования и трансформации экскретов из объектов неорганического мира

   Экскреты околоземного пространства – это остатки и фрагменты отслуживших летательных аппаратов (орбитальный мусор и орбитальные отходы) и неорганические объекты из Космоса: метеоры, кометы и т. п. (космический мусор).
   В последние годы возникла серьёзная проблема загрязнения околоземного космического пространства этими объектами.
   Спектр размеров орбитальных мусорных экскретов – от нескольких миллиметров до нескольких метров. По грубым оценкам в настоящее время их общая масса превысила 5 тысяч тонн и продолжает увеличиваться. В последнее десятилетие в космос запускают ежегодно более сотни ракет, выводя на орбиту спутники связи, исследовательские спутники, спутники-спасатели поиска аварийных судов и самолетов системы космического спасения (КОСПАС), спутники-шпионы и другую технику. Все эти объекты становятся в конечном итоге мусором, некоторые проходя при этом в статусе орбитальных отходов.
   Перечисленные выше объекты (экскреты) по меньшей мере на начальном этапе своего разрушения или выхода из строя должны считаться не мусором, а такими же отходами, как в любой другой сфере деятельности человека. Большая их часть становится мусором, потому что не используется, «болтается» ненужным балластом на орбитах и сгорает при входе в плотные слои атмосферы! Если эти экскреты собирать специальным летательным аппаратом-мусорщиком и отправлять на поверхность Земли, то они могут быть использованы, например, в качестве металлургического сырья. Отметим, что подобные проекты уже находятся на стадии внедрения. Подробно эта тема обсуждается в разделе 2.3.3. нашей книги.
   Интересной иллюстрацией того, как мусор превращается в ценный исторический объект является запланированная «генеральная уборка» орбитальных отходов на земной орбите. О такой операции в последнее время много пишут [95, 96–99, 109, 116]. Конечно же, от мусорных орбитальных экскретов следует избавляться, но огульное проведение такой операции может привести к потерям уникальных исторических артефактов. С таким предупреждением выступила [95] австралийский археолог, доктор Элис Горман (Alice Gorman) из университета Флиндерса (Flinders University).
   Горман призывает сделать так называемый «космический мусор» (не весь, конечно) частью всемирного наследия (World Heritage). По её мнению, космическим агентствам пришло время переоценить некоторые из миллионов объектов, находящихся в настоящее время на орбите Земли.
   "Чтобы уборка мусора была эффективной, вы должны быть в состоянии различить, что является барахлом, а что нет", – указывает археолог, предлагая обратить внимание, к примеру, на спутник Vanguard 1, который «болтается» в околоземном космическом пространстве аж с 1958 года – это самый старый привнесённый человеком объект на орбите.
   Так же Горман предлагает сохранить отработавший свой ресурс спутник FedSat, который разработала и построила австралийская организация CRCSS.
   Сохранение этих объектов, по словам доктора, "может обеспечить свидетельство национального присутствия в Космосе и помочь в восстановлении истории исследований внеземного пространства".
   Безусловно, России тоже следовало бы бережно относиться к отработанным отечественным космическим объектам. Вместо уничтожений сжиганием в плотных слоях атмосферы, деструкции на орбитах или затоплений в океанах следует возвращать наиболее известные и ценные ставшие экскретами летательные объекты, а возможно и их некоторые фрагменты как реликвии и памятники освоения Космоса…
   В заключение этого раздела отметим, что путаница и кажущаяся неопределённость при экскретологической классификации изделий, веществ, продуктов в большой степени связана с субъективными факторами. Относительный характер экскретов проявляется особенно ярко применительно к антропогенной его составляющей. То, что является мусором или квазимусором для одного человека, для другого может иметь потребительскую привлекательность.
   Предметы, изделия или продукты могут попасть в категорию мусорных экскретов не только, потеряв заложенные в них производителем свойства и качества, но и устарев технически, эстетически или морально. Например, автомобиль не той фирмы-производителя, юбка не того кроя или помада не того цвета могут служить основанием для перевода модницей или пижоном вполне работоспособных и качественных изделий в разряд квазимусора – выбросить их или уничтожить.
   Ещё одним наглядным примером субъективности экскретов могут служить наши жилища, которые периодически приходится освобождать от захламления вещами, ещё не потерявшими потребительских качеств, но воспринимаемых нами как надоевший ненужный хлам и мусор. (Если их выбрасывают, то они тоже становятся квазимусором).
   Отметим, что подобное расточительное отношение к сырьевым ресурсам характерно для капиталистического мироустройства с его идеалами наживы, сверхпотребления и перепроизводства. Никакие доводы социологов и расчёты учёных с призывами сократить потребление истощающихся природных ресурсов в условиях капитализма не способны остановить эту «гонку к смерти».


   1.4. Временные характеристики формирования и деструкции экскретов

   Временные характеристики элементарных и глобальных экскретов, включающие в себя времена их возникновения, трансформации, развития и деструкции, а также существования как самостоятельных объектов могут представлять как научный, так и прикладной интерес для так называемых «мусорных экскретов». В этой связи необходимо конкретизировать понятия экскреции.
   В медицине термин экскреция используется довольно узко для обозначения процессов выделения живых организмов. Например, в Медицинской энциклопедии [51] можно прочитать: «Экскреция (лат. excerno, excretum, отделять, выделять; от экс– + cerno различать, просеивать; син. выделение) – совокупность физиологических процессов, направленных на освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, а также избытка воды, минеральных и органических веществ, поступивших с пищей или образовавшихся в организме в процессе метаболизма». В других справочных изданиях это понятие мало отличается от приведённого и просто выражается другими словами.
   Применительно к экскретологии, как научному направлению, понятие экскреции можно толковать более расширенно, причисляя к нему и процессы последующего отторжения и деструкции рассматриваемого объекта. При этом времена возникновения, существования материального экскрета как конечного продукта выделения и время его деструкции (распада или разложения) можно трактовать так.
   Время возникновения экскрета τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– это фактически продолжительность насильственного или самопроизвольного отторжения живого организма от среды обитания (гибель, умирание), связанное с прекращением физиологических обменных процессов. Времена τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, как правило, одномоментны или составляют несколько минут.
   Экскретные объекты неживой природы также имеют значения τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в близких пределах. Например, возникновение экскретов лавины или грязевого потока, вулканического выброса или приливной волны цунами. Эти и многие другие природные экскреты возникают, как правило, в результате «спускового» механизма освобождения от внутреннего напряжения и поэтому в масштабах суточного времени протекают быстро или очень быстро. Примерно такой же порядок величин имеют времена возникновения τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


антропогенных экскретов.
   Возникший однажды экскрет в зависимости от своего состава, физических и метеорологических условий окружающей среды может быстро исчезнуть или разрушиться (механически или химически распасться), а может существовать продолжительное время. Время существования экскрета τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


является важной характеристикой его влияния на объекты близкого окружения как в природе, так и в условиях человеческого общества. Дадим определение этой характеристики.
   Время существования экскрета τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– время его пребывания как окончательно выделенного целостного объекта в условиях конкретной окружающей среды после отторжения от биогеоценоза, прекращения функционирования или избавления за ненадобностью. Для некогда живых объектов и неживой – инертной материи эти понятия в деталях несколько различаются. Когда говорят о времени существования тела некогда живого объекта, имеют в виду время его распада, разрушения или разложения. Фактически процесс разложения таких экскретов начинается с момента их гибели, и довольно проблематично установить степень его механической целостности или химического разложения.
   Корректным будет рассматривать только «мусорные» объекты инертной (не имевшей пространственно-временной активности) материи, включая органические и неорганические вещества, тела, изделия.
   Отметим, что для органических экскретов время их дальнейшего после формирования «земного» существования τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


заметно зависит от условий окружающей среды; для инертной неорганической материи (с временами существования τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


) такая зависимость также существует, но в меньшей степени.
   В таблицах № 1 и № 2 по литературным источникам приводятся времена существования τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


некоторых экскретов в разных природных средах.

   Таблица № 1
   Времена существования τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


на воздухе некоторых органических веществ

   Приведём данные другого источника [52] о временах существования некоторых органических экскретов. Время разложения различных материалов в естественных условиях составляют:
   хлопковая ткань – 1÷5 мес.;
   бумага – 2÷5 мес.;
   сигаретные «бычки» – 1÷12 лет;
   полиэтиленовые пакеты – 10÷20 лет;
   пластиковая тара, упаковка – практически не разлагается.
   Известно, что доля полимерных материалов в упаковке в развитых странах составляет от 5 до 20 %, Причём, функциональная «жизнь» упаковки невелика, и она очень быстро отправляется на свалки, часто стихийные. Всё это создаёт огромную проблему, так как ежегодно население земного шара увеличивается на 1,5 ÷ 2 %, а объём мусорных свалок – на 6 %! Поэтому отмахиваться от решения вопросов экскретологии сегодня уже не приходится.
   Времена существования на воздухе некоторых неорганических веществ приводится в следующей таблице.

   Таблица № 2
   Времена существования τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


на воздухе некоторых неорганических веществ

   Данные приведённых выше таблиц, заимствованные из Экосправочника [53], «не привязаны» к конкретным веществам, предметам, изделиям, а имеют некоторый обобщённый характер, поэтому их значения имеют скорее иллюстративный, а не научный характер. Кроме того, надо учитывать возможный субъективный характер исследований.
   Если неорганические вещества являются частью какого-нибудь работающего изделия или механизма, то времена их существования, как правило, уменьшаются и определяются работоспособностью «слабого звена». Особенно показательна эта разница для металлов.
   Отмечается [54], что продолжительность работы металлов в изделиях в среднем считается равной 22 годам и составляет, например, 30 лет для судов, 27 лет для железнодорожного оборудования, 17 лет для сельскохозяйственных машин, 16 лет для металлорежущего и другого промышленного оборудования, 10 лет для автомобилей и ручного инструмента, 5 лет для стиральных машин и домашнего электрооборудования.
   Необходимо отметить, что приводимые в литературных источниках значения времён деструкции (разложения, ржавления, распада и т. п.) материалов не вполне корректны, так как не указаны внешние условия. На это обращено внимание и в работе [49]. Автор проанализировал имеющиеся в литературе данные по разложению бумаги в естественных условиях и обнаружил, что разные источники дают эти значения от месяца до 15 лет. Вполне вероятно, что эти столь разные значения соответствуют истине; их большой разброс объясняется различием условий, при которых происходило разложение.
   Дело в том, что бумага состоит в основном из клетчатки (целлюлозы). Разложение клетчатки происходит под действием микроорганизмов, активность которых зависит от многих условий, в первую очередь от температуры и влажности. Например, в Антарктиде газетная бумага будет сохраняться, наверное, в течение столетий, а в тропиках её разложение произойдет в течение нескольких месяцев. Кстати, на свалках без поступления кислорода в слой мусора бумага способна, не разлагаясь, лежать десятки лет.
   Такое же положение дел наблюдается и с другими веществами, изделиями, продуктами. При указании временных характеристик обязательно надо указывать условия окружающей среды – в первую очередь её температуру и влажность. В некоторых случаях следует учитывать наличие агрессивного химического окружения, электромагнитных и корпускулярно– полевых потоков.
   Что касается времён существования выбывших из обращения антропогенных продуктов, веществ, изделий τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, то не всегда эта характеристика соответствует реальному их «износу». Потребительские свойства антропогенных экскретов часто не соответствуют их физическому состоянию. Они могут быть в отличном физическом и техническом состояниях, однако субъективно – предметами вышедшими из моды, не того цвета, фасона, качества или фирмы-производителя, а также устаревшего технического образца. Поэтому их в качестве квазимусора уничтожают или выбрасывают на свалку.

   Рис. 1.5.1. Статус и зависимость работоспособности изделия, предназначенного для уничтожения, от времени его содержания в месте хранения; t -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– гарантийный срок хранения; t -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– время существования изделия как функционально целого и работоспособного; t -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– момент получения приказа об уничтожении изделия; t -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– момент исполнения приказа

   График рисунка 1.5.1. иллюстрирует зависимость работоспособности изделия, хранящегося на складе, от времени его содержания в месте хранения и предназначенного для уничтожения. Изделие квалифицируется квазимусором с момента получения (подписания) приказа о его уничтожении t -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и до момента исполнения этого приказа t -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


. Из рисунка видно, что если изделие забирается для ликвидации в пределах времени его физического существования t -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


как функционально целого и работоспособного, то оно имеет статус квазимусора. При временах t > t -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


хранившееся изделие в любом случае потеряло свою работоспособность и превратилось в мусор. Более подробно эта тема обсуждается в готовящейся к печати книге.
   Рассмотрим детальнее вопрос о критериях распада, разложения или деструкции тел на примерах конкретных мусорных экскретов. Главной трудностью в этом вопросе является определение степени разрушения объектов, начиная с которой их уже нельзя считать целостными и неразложившимися.
   Например, консервные банки, изготовленные из оцинкованного или покрытого оловом железа. Разлагающиеся экскреты в виде консервных банок ядовиты для многих организмов, а острые края банок в природных средах травмируют животных. Под действием кислорода железо медленно окисляется до оксида железа Fe -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


O -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


(ржавчины), который в некоторых условиях растворяется. Остатки цинкового или оловянного покрытия препятствуют его окислению.
   Конечным продуктом разложения становятся мелкие куски ржавчины или растворимые соли железа. Приводимое в литературных источниках время разложения: на земле – несколько десятков лет, в пресной воде – около 10 лет, в солёной воде – 1÷2 года [20].
   Заметим, что процесс ржавления происходит не одномоментно, а растянут по времени и только опытным путём можно установить точную граничную степень распада. Время существования этого экскрета должно определяться на основе экспертных значений некоторых критериев. Достижение определённого значения критериального коэффициента позволяет судить о целостности рассматриваемого объекта. Превышение или принижение (в зависимости от конкретного характерного физического параметра) таких коэффициентов позволяют считать объект либо ещё целостным, либо разрушившимся.
   Продолжим рассмотрение экскрета в виде протяжённого объекта (например, консервной банки). Для изделия протяжённого, имеющего относительные размеры (длину – l и ширину – d) в соотношении d/l «1, очевидно целесообразно для суждения о деструкции изделия использовать критериальные коэффициенты

   k = d -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


/ d (1)

   или

   m = l -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


/ l (2).

   В этих выражениях:
   d -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и l -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– толщина и длина проржавевшей поверхности металла банки.
   Задавшись общепринятым экспертами значением, например, по относительной толщине банки k*, выясняем как оно соотносится с наблюдаемым значением k.
   Если k > k*, то банка считается проржавевшей (потерявшей целостность), а соответствующее время её пребывания как экскрета считается временем его существования.
   При k ≤ k* банка считается неповреждённой, и время существования экскрета – неопределённым.
   Аналогичные подходы возможны и для других объектов, имеющих иные критериальные коэффициенты, например массовые. Подобным характерным объектом деструкции может служить объёмное изделие, изготовленное из металлолома железа или чугуна.
   Разложение его экскрета происходит под действием растворённого в воде или находящегося в воздухе кислорода. Изделие медленно окисляется до оксида железа (ржавчины), который в некоторых условиях (кислые воды) растворяется. Конечным продуктом разложения будет порошок ржавчины или растворимые соли железа. Для таких изделий геометрические размеры имеют один порядок малости, то есть

   d ≈ l ≈ h,

   где h – высота изделия.
   Скорость их разложения на земле – 1 мм в глубину за 10÷20 лет, в пресной воде – 1 мм в глубину за 3÷5 лет, в солёной воде – 1 мм в глубину за 1÷2 года [56]. Очевидно, что для таких объёмных изделий характерными параметрами степени их деструкции должны быть выбраны объёмные или массовые параметры. Если обозначит объём тела v, а его массу m, то характерными критериальными коэффициентами разрушения объекта будут

   z = v -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


/ v (3)
   r = m  -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


/ m (4).

   Соответствующие им экспертными значениями очевидно являются z* и r*. При z > z* или при r > r* – объёмный фрагмент металла считается утраченным и соответствующее время – время его существования; при z ≤ z* или при r ≤ r* – металлолом ещё годен для использования.
   По аналогии с приведёнными выше примерами можно заключить, что фольга, металлические банки из-под напитков, а также пластиковые упаковочные и плёночные материалы и другие «плоские» экскреты характеризуются параметрами k и m, а объёмные – параметрами z и r. Экспертные коэффициенты этих параметров должны задаваться, исходя из особенностей конкретных изделий и материалов.
   Приведём кратко литературные данные о характеристиках разложения некоторых указанных выше экскретов. Относительно плоские изделия:

   Алюминиевая фольга
   Под действием кислорода фольга медленно окисляется до оксида алюминия, который в некоторых условиях (кислые воды) растворяется. Конечный продукт разложения – оксид или соли алюминия. Время разложения на земле – несколько десятков лет, в пресной воде – несколько лет в солёной воде – 1÷2 года.

   Банки из-под пива и других напитков.
   Материал – алюминий и его сплавы. Пути разложения: под действием кислорода алюминий медленно окисляется до диоксида алюминия, который в некоторых условиях растворяется. Конечный продукт разложения: оксид и соли алюминия. Время разложения на земле – сотни лет, в пресной воде – несколько десятков лет, в солёной воде – несколько лет.

   Упаковка для пищевых продуктов
   Материал: бумага и различные виды пластмасс, в том числе хлорсодержащих, иногда – алюминиевая фольга. Ущерб природе: могут быть проглочены крупными животными, что вызывает гибель последних.
   Пути разложения: медленно окисляется кислородом воздуха, очень медленно разрушается под действием солнечных лучей. Иногда используется в пищу некоторыми микроорганизмами. Время разложения экскретов зависит от конкретного состава изделия. Обычно – десятки лет, может быть больше.

   Изделия из пластмасс, не содержащих хлора
   К ним относятся прозрачные пакеты (полиэтилен), пористые обувные подошвы (полиуретан), пластмассовые бутылки (полиэтилентере-фталат), пенопласт, корпуса шариковых ручек, одноразовая посуда (полистирол).
   Пути разложения: медленно окисляются кислородом воздуха, очень медленно разрушаются под действием солнечных лучей. Конечный продукт разложения – углекислый газ и вода. Время разложения: около 100 лет, может быть больше.
   Объёмные изделия:

   Кирпичи
   Материал: обожженный алюмосиликат. Пути разложения: медленно растрескиваются и рассыпаются от перепадов температур. Конечным продуктом разложения является мелкая кирпичная крошка. Время разложения: на земле – несколько тысяч лет, в спокойной воде – несколько сотен лет, в полосе прибоя – несколько лет.

   Электрические батарейки
   Материалом вышедших из строя батареек служат: цинк, уголь, оксид марганца (IV). Соединения цинка и марганца, входящие в состав батареек, ядовиты для многих организмов. Это очень ядовитый мусор, наносящий заметный ущерб природе!
   Пути его разложения: цинк медленно окисляется под действием растворённого в воде кислорода. Оксид марганца(IV) медленно восстанавливается под действием органических соединений и растворов. Уголь практически не разлагается. Конечный продукт разложения: соли марганца. Время разложения – несколько лет.
   Отметим, что возможны критерии разрушения экскретов и по другим характерным параметрам, например, по скорости или интенсивности протекания в образце некоторых химических и радиационных процессов. Критерии существования (разрушения) жидких и газообразных экскретных объёмов могут быть массовыми или концентрационными, то есть использующими относительную массу или относительную концентрацию диффундирующего в окружающее пространство продукта. Степень деструкции экскретов можно определять также, используя изменение цвета или помутнение пластиковых или стеклянных предметов, растрескивание или охрупчивание твёрдых тел, связанные с изменениями в их кристаллической решётке, а также используя поддающиеся измерениям изменения физических или химических свойств образцов.
   Время существования вышедших из строя изделий важно знать не только на земле, но и в околоземном космическом пространстве (ОКП). Орбитальные мусорные экскреты в качестве отходов могут быть повторно использованы путём их разборки на орбитах, ремонта узлов и агрегатов и повторного использования на других космических аппаратах [24]. Для планирования подобных работ надо знать время существования вышедшей из строя техники. Экспериментально установлено, что оно уменьшается по мере его освоения ОКП человечеством.
   Замечено, что мусорные орбитальные экскреты – каждый отработавший ресурс летательный аппарат и каждый его фрагмент или обломок – всё меньше времени находятся на орбитах как самостоятельные целостные объекты. Время существования мусорных экскретов в околоземном космическом пространстве (ОКП) Земли τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


из-за взаимных столкновений заметно сокращается, а их число увеличивается. Это видно из анализа графика изменения орбитальных мусорных экскретов в ОКП (Рис. 1.5.1.). Этот график иллюстрирует резкое увеличение их количества со временем.
   Так если за десятилетний период с 1962 г. по 1972 г. количество мусорных фрагментов увеличилось на 2 тысячи, то с 2000 г. по 2010 г. уже на 4 тысячи штук, то есть скорость фрагментации мусорных обломков в ОКП увеличилась вдвое, а времена τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


соответственно вдвое уменьшились. Причём количество экскретов растёт как за счёт общего увеличения числа разрушительных аварий космических аппаратов, так и из-за каскадного их «размножения» при столкновениях фрагментов друг с другом. При этом так называемый «прочий мусор», представляющий собой утерянные или выброшенные космонавтами предметы и изделия, практически не увеличивается.

   Рис. 1.5.1. Изменение количества орбитальных мусорных экскретов разных видов в ОКП при освоении ближнего Космоса

   Что касается скорости возрастания фрагментации мусора в ОКП, то она за указанные выше периоды наблюдений выросла с ≈ 200 фрагментов в год, до ≈ 1500 фрагментов в год. При такой скорости нарастания орбитального мусора остро возникает проблема «закрытия Космоса» [24].
   Наряду с процессами деструкции экскретов живой и неживой природы в глобальных земных масштабах происходит их агломерация, выражающаяся в окусковании (укрупнении) мелких (элементарных) экскретов. Эти процессы присущи возникновению глобальных экскретов (смотри раздел 1.3. книги). Времена возникновения глобальных экскретов τ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


наряду со скоростями их протекания характеризуют процессы возникновения и развития почв, а также некоторых месторождений руды, нефти, а также минеральных и органических веществ природного происхождения. Скорости возникновения подобных глобальных экскретов составляют значения 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


÷ 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


мм в год.



   Глава II
   Мусорные экскреты


   Как отмечалось в предыдущей главе, в широком смысле экскретами являются любые естественно-природные и антропогенные объекты, закончившие свой жизненный цикл, выделенные и/или отторгнутые природой или обществом, выбрасываемые за ненадобностью или уничтожаемые каким-нибудь способом. В повседневной жизни человека и в его созидательной деятельности особое значение приобрели, так называемые, мусорные экскреты. К ним относят мусор, отходы, отбросы и токсичные выбросы. Именно мусорные экскреты в качестве побочной деятельности человека в последние годы буквально заполонили природные среды: землю, воздух и водные объекты. Ими оказалось захламлённым также околоземное космическое пространство, то есть мусор стал неотъемлемой и важной составляющей жизни не только людей, но и объектов флоры и фауны. Природные мусорные экскреты, представленные отбросами, газообразными и жидкостными выбросами и природным мусором, также важны для жизни планеты, но они значительно меньше травмируют её биосферу.
   На прилагаемом выше рисунке приведена схема возникновения и классификация антропогенного и природного мусора, из которой видно, что основную его долю на планете составляет мусор, связанный с деятельностью человека. Именно этот мусор, содержащий в себе чуждые природе вещества (ксенобиотики) накапливается в природных средах и нарушает биогеоценозы.
   В разделах этой главы подробно рассмотрены вопросы возникновения и трансформации мусорных экскретов в природных средах, а также возможности избавления от них.


   2.1. Мусорные экскреты человека


   Мусорные экскреты, связанные с деятельностью человека (антропогенные), включают в себя отходы, токсичные выбросы жидкостей и газов, мусор человека и его отбросы.

   Рис. 2.1. Схема подразделения антропогенных мусорных экскретов на мусор, отходы, отбросы и токсичные выбросы

   Они представлены на схеме Рис. 2.1. и подробно описываются в следующих ниже разделах книги.


   2.1.1. Отходы

   В общем случае отходы можно определить так [1]. Отходы – произведённые человеком вещества, тела, продукты и объекты, потерявшие потребительские свойства и не пригодные для использования по прямому назначению.
   Общепризнанным является деление всей массы отходов, которые образуются в обществе, на производственные и отходы потребления. Рассмотрим подробно эту тему. Согласно Большой Советской Энциклопедии [8] под отходами производства следует понимать разнообразные по составу и физико-химическим свойствам остатки, образующиеся в процессе производства.
   «Отходы, образующиеся в процессе производства, называют «промышленными» и относят к ним остатки сырья, металлов и полуфабрикатов, частично утративших свои первоначальные потребительные свойства после участия в производственном процессе в качестве предметов труда, и продукты физико-химической переработки комплексного сырья, образующиеся с выпуском основной и побочной продукции, получение которых не является целью производственного процесса и обусловлено его спецификой» [9].
   Несколько, более расширенное определение производственных отходов дано в методических указаниях [11]. Авторы считают, что под отходами производства следует понимать:
   1) остатки материалов и сырья, образующиеся в процессе изготовления продукции, не полностью утратившие потребительную стоимость исходного сырья и материалов, которые могут быть использованы в народном хозяйстве в качестве сырья или добавки к нему;
   2) продукты физико-химической переработки сырья, не являющиеся целью данного производства, которые могут быть использованы в народном хозяйстве как готовая продукция после доработки или в качестве сырья для переработки;
   3) получающиеся при добыче и обогащении полезных ископаемых продукты, которые не являются целью данного производственного процесса.
   Отходы производства могут быть самого разного характера, как-то: куски металла, стружка, колошниковая пыль, шлаки чёрной и цветной металлургии, балластная часть минерального сырья и топлива, отделяемая при обогащении, зола, образующаяся при сжигании топлива, и многие другие виды остатков. Твёрдые бытовые отходы (ТБО) подразделяют [7] по происхождению:
   • отходы производства (промышленные отходы);
   • отходы потребления (коммунально-бытовые);
   и по агрегатному состоянию:
   • твёрдые;
   • жидкие;
   • газообразные.
   По классу опасности для окружающей природной среды они подразделяются на:
   • 1-й – чрезвычайно опасные;
   • 2-й – высоко опасные;
   • 3-й – умеренно опасные;
   • 4-й – малоопасные;
   • 5-й – практически неопасные.
   Под отходами потребления понимают различные амортизационные изделия и материалы, которые после их физического или морального износа могут быть использованы в качестве сырья или направлены для повторного использования. На предприятиях – это выбывшие из строя в результате износа машины, оборудование, спецодежда, ремни и т. д. У населения скапливаются пришедшие в негодность белье, обувь, одежда, книги, журналы и другие предметы. Отмечается [54], что выход отходов потребления, полученных от населения, значительно превышает выход тех же отходов от предприятий и организаций.
   Отходы потребления в свою очередь подразделяют на отходы:
   1) производственного потребления – это изношенные машины, выбывшие из строя изделия технического назначения из металла, резины, стекла, пластмасс и др., образующиеся в различных отраслях народного хозяйства;
   2) бытового потребления – пришедшие в негодность изделия личного потребления и домашнего обихода.
   Отметим, что в этих определениях нигде не используется понятия мусора, очевидно предполагая обязательную утилизацию отходов.
   Но порой сложно установить, к какому виду относятся те или иные отходы. Например, бракованные книги и журналы, образующиеся в типографиях, – это отходы производства, а книги и журналы, собираемые у населения для утилизации, – отходы потребления. Поэтому некоторые виды отходов в зависимости от источника их накопления могут быть и производственными отходами, и отходами потребления.
   В литературе, освещающей вопросы образования и использования отходов, часто употребляются термины «вторичные материальные ресурсы», «вторичное сырьё», «утильсырьё». Под этими понятиями-синонимами подразумеваются все используемые на данном этапе развития науки и техники отходы производства и отходы потребления.
   Кроме того, различают отходы обратимые и необратимые.
   ♦ К обратимым отходам относится большинство их видов, которые могут использоваться неоднократно для выработки однотипной продукции или для выработки различных видов продукции. Например, макулатуру можно использовать неоднократно для производства бумаги и картона, тряпьё – для производства текстильных изделий, бумаги, картона и т. д.
   ♦ К необратимым относят отходы однократного использования. Например, из кости вырабатывают жир, клей и другие полностью используемые материалы.
   Особую категорию отходов (главным образом, промышленных) составляют радиоактивные отходы (РАО), образующиеся при добыче, производстве и использовании радиоактивных веществ в качестве горючего для атомных электростанций, транспортных средств (например, атомные подводные лодки) и других целей.
   Большую опасность для окружающей среды представляют токсичные отходы, в том числе часть неопасных на стадии их появления, которые приобретают токсичные свойства во время хранения и сохраняют их в последующем.
   Необходимо отметить, что отходы производственных процессов в отличие от отходов бытовых, как правило, однотипны и поэтому без предварительных трудовых затрат или с небольшой доработкой могут быть использованы в качестве вторичного сырья на других производствах.
   Резюмируя вышесказанное, можно сказать, что отходами производства является всё то, что образуется в процессе производства или после завершения его цикла, кроме продуктов в виде энергии или веществ – предметов производства. К отходам производства относятся остатки многокомпонентного природного сырья после извлечения из него целевого продукта. Например, пустая рудная порода, вскрышная порода горных разработок, шлаки и зола тепловых электростанций, доменные шлаки и горелая земля опок металлургического производства, металлическая стружка машиностроительных предприятий и т. д. Кроме того, к ним относятся значительные отходы лесной, деревообрабатывающей, текстильной и других отраслей промышленности, дорожно-строительной индустрии и современного агропромышленного комплекса, неиспользованные из-за вышедших сроков хранения химические удобрения, пестициды и многое другое.
   Строго говоря, к отходам производства должны быть отнесены вещества и продукты, содержащиеся в отходящих технологических газах (дымовые) или в сточных водах предприятий, использующих воду в технологических процессах. Эти газообразные и жидкие выбросы обычно рассматриваются в рамках экологических проблем загрязнения атмосферного воздуха и водного бассейна Земли и их охраны. Отмечается [10], что рост количества отходов в России за последнее десятилетие превысил темпы роста промышленного производства. Ежегодно в стране образуется 3,4 млрд. тонн отходов, из них примерно 2,7 млрд. тонн вывозится в места временного захоронения в качестве мусора – в основном пластикового.
   В структуре образующихся к началу XXI века полимерных отходов 34 % составляли отходы из полиэтилена, 20,4 % – из ПЭТФ, 17 % – из ламинированной бумаги, 13,6 % – из ПВХ, 7,6 %– из полистирола, 7,4 % – из полипропилена. Наибольшим уровнем сбора и переработки характеризуются отходы из полиэтилена – 20 %, отходы полистирола перерабатываются на 12 %, ПВХ – на 10 %, полипропилена – на 17 %, ПТЭФ – на 12 %. Отходы из ламинированой бумаги практически не собираются и не перерабатываются.
   К важнейшим промышленным отходам также добавляются огромные количества отходов бумажной индустрии (обрезки и поврежденные бумажные рулоны), органические отходы (деревянные обрезки и опилки, органический шлам, осадки), отходы производства сахара и т. д.
   Не следует также забывать огромные количества коммунальных и бытовых отходов, которые генерируются каждый день и всё ещё содержат ценные материалы. Однако все эти вышеперечисленные отходы часто либо не утилизируются, либо их просто невозможно утилизировать, и они в качестве мусора отправляются на сжигание или на свалку.
   В процессе освоения околоземного космического пространства появились отходы новой категории, связанные с возникновением на орбитах вышедших из строя летательных аппаратов, вспомогательных устройств и механизмов, которые не могут быть повторно использованы по прямому назначению. Эти объекты являются орбитальными отходами – экскретами, которые могут быть использованы в качестве сырья [24]. Подробно эта тема обсуждается в разделе 2.3. нашей книги.


   2.1.2. Отбросы антропогенные

   Отбросы являются одними из наиболее массовых экскретов и играют важную роль в жизни современного человека. Обобщённое понятие отбросов приведено в разделе 1.1. нашей книги. Отбросы антропогенные (человека и всего с ним связанного) включают в себя [1]:
   – отходы его жизнедеятельности, включая отходы медицинских процедур и вмешательств;
   – отходы приготовления продуктов питания, некачественные или несъедобные по каким либо причинам продукты питания, испортившиеся или потерявшие привлекательность;
   – сельскохозяйственные отходы (животноводства, птицеводства, рыбоводства);
   – побочные биологические объекты (погибшие при опытах и испытаниях объекты флоры и фауны, погибшие при эпизоотиях домашние животные и птицы).
   В процессе развития человеческого общества люди научились эффективно и рационально использовать огромную массу отбросов, возникающих при хозяйственной деятельности и в процессе их жизнедеятельности. Рассмотрим по материалам нашей книги [1] наиболее распространённые экскреты этого вида и полезное их использование.
   Наиболее массовую долю антропогенных отбросов составляют, очевидно, отходы приготовления пищи и всего с этим связанного. Пищевые отходы разлагаются всего через одну-две недели и представляют потенциальную опасность для здоровья человека, становясь причиной возникновения и распространения различных инфекций через грызунов, с пылью и ветром. При их гниении происходит выделение метана, из-за которого самовозгораются свалки, и в воздух попадают дурно пахнущие и токсичные вещества.
   Практически все отбросы пригодны для приготовления органических удобрений – смесей, содержащих элементы питания растений преимущественно в форме органических соединений [114,115].
   Органические удобрения состоят из веществ животного и растительного происхождения, которые, разлагаясь, образуют минеральные вещества, при этом в приземный слой выделяется диоксид углерода, необходимый для фотосинтеза растений. Кроме того, органические удобрения благотворно влияют на водное и воздушное питание растений, способствуют развитию почвенных бактерий и микроорганизмов, которые живут в симбиозе с корнями овощных культур и помогают им получить доступные питательные элементы. К органическим удобрениям относят навоз, торф, компост, птичий помёт, перегной и другие экскретные материалы….
   Навоз используют в сельском хозяйстве в огромных количествах [114]. При созревании навоза в нём бурно развиваются микробиологические процессы, характер которых зависит от его состава и условий хранения. Наилучшим способом хранения навоза считают приготовление «холодного» навоза при немедленном его уплотнении в навозохранилище.
   Сейчас как у нас, так и за рубежом усиленно обсуждается вопрос о переработке жидкого навоза индустриальными методами на местах его скопления. В большинстве предложений авторы останавливаются на термофильном брожении навоза. Это приводит к его обеззараживанию и накоплению большой микробной массы, богатой белком. После механического удаления воды получается твёрдая масса, содержащая 20÷25 % белка. Она может быть использована в качестве добавки в комбикорм.
   С навозом в почву попадает огромное количество микроорганизмов. Разлагая органическое вещество, они переводят его в легкорастворимые, доступные для растений соединения. Микроорганизмы составляют около 1 % общей массы навоза. При разложении его выделяется углекислый газ, используемый растениями в процессе фотосинтеза.
   Благоприятное влияние навоза на физические свойства почв заключается в том, что тяжёлые глинистые почвы становятся более рыхлыми, повышается проницаемость их для воды и воздуха, а песчаные и супесчаные, наоборот, – более вязкими, лучше задерживающими влагу. Навоз способствует улучшению структурности почвы. Особенно ценен навоз тем, что он представляет собой полное медленно действующее удобрение, то есть питательные вещества из него переходят в доступные растениям соединения не сразу, а постепенно, в течение пяти-шести лет и даже дольше.
   Перепревший навоз, или перегной, содержит почти в два раза больше азота и в два-четыре раза больше фосфора и калия, чем свежий. Для получения одной части перегноя расходуется три-четыре части свежего навоза.
   Торф, представляющий собой частично разложившиеся в условиях болот растительные остатки, также широко используется в растениеводстве. В торфе содержится немного доступных для растений питательных элементов, но зато он увеличивает содержание гумуса и улучшает структуру почвы. Тёмный цвет торфа способствует поглощению тепла и быстрому прогреву почвы. На огородах торф лучше всего добавлять в компосты, а также в почвенные смеси для выращивания рассады.
   Ил также можно отнести к экскрету используемых человеком отбросов. Этот продукт накапливается на дне пресноводных водоёмов: прудов, озёр, рек. В нём много перегноя, азота, калия и фосфора. После непродолжительного проветривания ил успешно используют на песчаных почвах.
   Фекалии – моча и кал человека, используемые как удобрения, богаты минеральными веществами, которые легко усваиваются растениями. Однако фекалии, находящиеся в выгребных ямах, быстро разлагаются, из них быстро улетучивается азот. Для лучшего сохранения азота на дно выгребной ямы насыпают торф слоем 20÷25 см. Затем фекалии еженедельно переслаивают небольшим количеством торфа. В результате не только сохраняется азот, но и исчезает зловонный запах. Перед применением в качестве удобрения фекалии компостируют, чтобы обеззаразить от глистов, яйца которых погибают при температуре выше 45 °C.
   Компосты готовят из различных органических материалов. Растительные остатки, не поражённые вредителями и болезнями, фекалии, птичий помёт, навоз и другие органические материалы складывают в рыхлую кучу (штабель) на ровной поверхности, переслаивая дерновой землёй или торфом. Основой кучи служит подстилка из листьев, опилок или торфа слоем 10÷12 см. Периодически кучу увлажняют водой или раствором удобрений, через 40÷50 суток компост перемешивают, а когда его температура достигнет 60 °C – уплотняют.
   Особую ценность представляют собой отбросы дождевых червей; существует отдельное направление растениеводства по этой тематике, называемое вермитехнология [115]. Это – мероприятия по культивированию компостных дождевых червей на разных субстратах в различных экологических условиях, производство и накопление их экскрементов (копролитов или биогумуса) и биомассы червей. Использование вермитехнологии на научной основе является серьёзной альтернативой существующим технологиям утилизации всех антропогенных отбросов.
   Дождевые черви используют для эффективной утилизации следующих органических отходов: навоз животных, птичий помёт, отходы деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, рыбной, мясной и пищевой промышленности, отходы овощных баз, магазинов, кафе и ресторанов, бытовые отходы, осадки сточных вод, осадки очистных сооружений и др.
   Следует иметь в виду, что не все экскреты, по сути являющиеся отбросами, могут быть рационально использованы человеком. Имеются отбросы, использование которых невозможно в принципе. К ним относятся вещества, продукты, тела – токсичные, ядовитые, реально или потенциально опасные для живых организмов. Рассмотрим некоторые примеры.
   Наиболее распространённым экскретом отходов, вызывающим массовые отравления может быть испорченная пища или напитки, в которых размножились болезнетворные бактерии. Эти продукты не следует употреблять в пищу.
   Важным опасным экскретом антропогенных отбросов являются скотомогильники. Скотомогильники – это специально оборудованные и огороженные места для долговременного и надёжного захоронения отбросов в виде биологических отходов, которыми являются:
   • трупы животных и птиц, в том числе лабораторных;
   • ветеринарные конфискаты (мясо, рыба, другая продукция животного происхождения), выявленные после ветеринарно-санитарной экспертизы на убойных пунктах, хладобойнях, в мясо – и рыбоперерабатывающих организациях, на рынках, в организациях торговли и др. объектах;
   • другие отходы, получаемые при переработке пищевого и непищевого сырья животного происхождения.
   Отбросы должны утилизироваться или уничтожаться в соответствии с "Ветеринарно-санитарными правилами сбора, утилизации и уничтожения биологических отходов". Содержащиеся с нарушением правил или бесхозные скотомогильники являются источником потенциальной опасности, которая может выйти из-под контроля в случае неправильного оборудования и эксплуатации этих объектов.
   Скотомогильники, не отвечающие требованиям законодательства, представляют серьёзную проблему. Например, в ходе прокурорских проверок в 2009 г. в нашей стране выяснилось, что из 9,1 тысяч учтённых сибиреязвенных скотомогильников почти 5,4 тысячи не соответствуют ветеринарно-санитарным правилам сбора, утилизации и уничтожения биологических отходов. Вспышки опасных болезней животных и болезней, общих для человека и животных, всё чаще фиксируются не только в южных регионах РФ, но и в других районах.
   Заметная доля опасных отбросов попадает в природные среды со сточными водами. Загрязнение водных объектов отбросами происходит различными путями, из которых основным является сброс неочищенных и не обезвреженных сточных вод. Сточные воды с потенциально опасными отбросами подразделяются на:
   – а) коммунально-бытовые (предприятий общественного питания);
   – в) сельскохозяйственные (от птицефабрик, ферм и животноводческих комплексов).
   Многие приморские города России сбрасывают неочищенные стоки, включающие в себя экскременты, в прибрежные воды.
   При настоящем уровне культуры, в особенности в больших городах, отбросы представляют огромное разнообразие, что чрезвычайно затрудняет их классификацию [118]. В специальной литературе имеются лишь отдельные попытки дать классификацию отбросов, исходя из хозяйственных и санитарных характеристик в их оценке. Американские авторы Р. Геринг и С. Грили (R. Hering, S. Greeley) дают следующую классификацию отбросов, в основу которой положено их происхождение.
 //-- Отбросы мест общего пользования --// 
   Грязные воды от мытья экипажей, трупы павших животных (крупных), садки из городских водостоков, отбросы скотных дворов, навоз, солома, смёт из стойл, личинки мух, мясные остатки, растительные остатки, трупы мелких животных, содержимое выгребных ям.
   Для практических целей предлагается следующая классификация, в которой различные отбросы сгруппированы по признаку общности санитарно-технических мероприятий, направленных на их удаление и обезвреживание.

   Отбросы населённых мест
   а) нечистоты: фекалии и моча;
   б) помойные воды: грязные воды от готовки пищи, мытья тела и полов, стирки и пр.;
   в) сточные воды, удаляемые путём канализации (домовые сточные воды, промышленные сточные воды).
 //-- Отбросы животного происхождения: --// 
   а) боенские: забракованные ветеринарно-санитарным надзором целые туши и части их (конфискаты), кожи от заражённых животных, каныга (содержимое первых трёх отделов желудка жвачных животных, рубца, сетки), утробные телята, поросята и др. животные, части животных, не идущие в пищу и не перерабатываемые на другие надобности (половые органы, трахея, куски сала и мяса и пр.);
   б) трупы павших животных;
   в) конфискованные санитарным надзором пищевые отбросы;
   г) навоз.
   Отмечается, что химический состав, физические свойства и количества отбросов для различных регионов и национальных особенностей населения имеют отличия. Жидкие отбросы из неканализованных владений состоят из нечистот (фекалий и мочи), обычно собираемых в выгребных ямах и помойках. Количество тех и других значительно колеблется в зависимости от местных условий: культурного уровня жизни населения и технического состояния приёмников для отбросов. Количество фекалий и мочи колеблется от 1150 г до 1400 г в сутки на человека – около 0,5 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в год (принимая вес нечистот примерно равным весу воды).
   Количество помоев зависит от водопотребления и может быть принято для домовладений без водопровода и канализации от 15 до 25л на человека в день. Однако эти теоретические нормы во много раз больше того количества жидких отбросов, которые обычно удаляются вывозной системой из неканализованных владений.
   Важной составляющей отбросов как экскретов является их поступление в водные объекты. Загрязняют реки, озёра, моря и океаны, и особенно их прибрежные части, фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов. Их количество постоянно увеличивается, так как возрастает интенсивность судоходства и суда становятся все более благоустроенными. Величина водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов и составляет 300÷400 л на человека в сутки.
   Например, в Северном море возникла реальная угроза гибели фауны и флоры из-за загрязнения нечистотами, выносимыми с материка реками. Прибрежные районы Северного моря очень мелководны; приливы и отливы в нем незначительны, что также не способствует самоочищению моря. К тому же на его берегах расположены страны с большой плотностью населения, высокоразвитой промышленностью, и загрязнение района достигло крайне высокого уровня. Усугубляет экологическую ситуацию то, что в последние годы в Северном море интенсивно развивается добыча нефти.
   Бесхозяйственное, хищническое отношение к богатствам Мирового океана ведёт к нарушению природного равновесия, гибели в некоторых районах океанической флоры и фауны, отравлению людей заражёнными продуктами моря.
   Установлено, что накопление отбросов может нанести значительный вред здоровью человека, так как продукты разложения органических веществ отбросов загрязняют почву, воздух и воду. Они могут содержать в себе ядовитые вещества, а пылеобразные отбросы раздражают дыхательные пути человека, слизистые оболочки, кожу. Часто отбросы служат средой, где долго сохраняют свою жизнедеятельность, а иногда и размножаются патогенные микробы и гельминты (многие отбросы содержат в себе яйца глистов).
   Наконец такие отбросы как навоз, мусор, фекалии являются местом размножения мышей, крыс и мух.
   Отмечается также большая эпидемиологическая роль отбросов в распространении инфекций. Дизентерийная палочка, палочка брюшного тифа, бактерии группы паратифа, холерный вибрион и некоторые другие опасные микроорганизмы выделяются с испражнениями больных и бацилоносителей. Испражнениями могут заражаться водоёмы, почва, твёрдые отбросы. Гноеродные микробы: стафилококк, стрептококк и палочка сине-зелёного гноя живут в отбросах всякого рода и в пыли.


   2.1.3. Мусор человека

   Мусор человека или антропогенный мусор можно определить так [1]. Мусор антропогенный – произведённые человеком твёрдые или условно твёрдые предметы, вещества, продукты, потерявшие потребительские свойства, а также невостребованные отходы, выбрасываемые или уничтожаемые за ненадобностью.
   Необходимо отметить важность последних слов в определении антропогенного мусора о его выбрасывании или уничтожении. Произведённые человеком твёрдые или условно твёрдые предметы, вещества, продукты, потерявшие потребительские свойства, а также невостребованные отходы, находящиеся вне свалок, полигонов, а также мест их уничтожения, например, на складе, на территории промышленного объекта или у нас дома – это всего лишь потенциальный мусор. Их принадлежность к разным экскретным категориям зависит от дальнейшей судьбы этих объектов. (Более подробно эта тема обсуждается в разделе 1.3 нашей книги; понятия твёрдых и условно твёрдых объектов приведено в разделе 1.1. книги).
   Приведём примеры антропогенного мусора, возникающего из выбрасываемых отходов, предметов потребления и культуры:
   – бытовые предметы и изделия, потерявшие потребительскую надобность или привлекательность;
   – физически и/или морально устаревшие технические устройства и изделия;
   – религиозные, духовные, культурные и искусствоведческие произведения, изделия и символы, утратившие ценность или историческую актуальность и некоторые другие объекты из категории вещей, от которых избавляются.
   Такими предметами, изделиями, веществами в быту являются: мусор домовый, бумага, текстиль, кости, уголь, стекло, резина, консервные банки и коробки, фарфор, фаянс, кирпич и камень, металл, упаковочный материал, изделия из дерева, ветошь, старая мебель, утварь и др.
   Мусор промышленности, торговли, мест общественного питания и общественных учреждений по составу чрезвычайно разнообразен и зависит от рода заведений. Сюда относятся: металл, бумага, кожа, текстиль, остатки химических производств, шлак из котельных, уголь и зола, клинкер и шифер, пыль, древесина, осадки из водостоков и многое другое.
   Отметим, что понятие антропогенного мусора носит индивидуальный характер, и то, что является мусором для одного предприятия или человека, может представлять потребительский интерес для других объектов. Кроме того, мусор по-разному может пониматься и восприниматься в различных географических местах, в разных социальных группах и в различные исторические времена. Таким образом, строго говоря, понятие антропогенного мусора является весьма неопределённым и расплывчатым и трактуется применительно к конкретной обстановке. Подробно эта тема обсуждается в разделе 1.3. нашей книги.
   Антропогенный производственный мусор, как правило, специфичен и количества его разновидностей, типов и их характеристик не поддаются счёту. В категорию мусора попадают неиспользованные отходы и отбросы, хаотично выбрасываемые в природные среды или удаляемые на свалки.
   Ранее было установлено, что антропогенный мусор представляет собой изготовленные человеком сооружения, предметы, изделия, вещества, потерявшие потребительские свойства и привлекательность, от которых избавляются выбрасыванием, удалением или уничтожением. Под это определение со временем подпадают практически все изготовленные человеком материальные объекты, физически или морально устаревшие или потерявшие работоспособность, привлекательность или эффективность. Причём в качестве мусорных экскретов могут выступать не только небольшие изделия и вещи, но и крупномасштабные объекты – такие как здания, корабли, летательные аппараты или заводы. Мусорные экскреты и в первую очередь его твёрдая составляющая (собственно мусор) являются важнейшими загрязнителями природы. Классификация антропогенного и природного мусора приводится на схеме Рис. 2.1.3.
   В России до сих пор чрезмерно много отходов, отбросов и потенциального мусора, которые не используются (или не подлежат использованию). Они направляются на захоронение на, так называемые, полигоны-свалки. Там эти мусорные экскреты по факту становятся мусором. Рассмотрим, что представляют собой эти конечные «пристанища» выброшенных за ненадобностью изделий, вещей, предметов, тел и веществ.

   Рис. 2.1.3. Схема классификации антропогенного и природного мусора.

   Типовая мусорная свалка, называемая «полигон для хранения твёрдых промышленных отходов» – это обычно заглублённый примерно на 10 м и ограждённый насыпью (во избежание попадания ливневых и талых вод) земельный участок площадью от нескольких гектаров до десятков гектаров. Для предотвращения загрязнения грунтовых вод дно хранилища должно покрыватьcя противофильтрационным экраном в несколько слоёв полимерной плёнки. Для контроля работы этого экрана и качества грунтовых вод в районе полигона должны буритьcя скважины для отбора проб воды на химический анализ. Полигон, должен огораживатьcя защитными полосами из деревьев и кустарников.
   Твёрдые отходы после их обезвоживания на заводских очистных сооружениях засыпают в хранилище самосвалами со специальной эстакады или с гребня ограждающей насыпи. После заполнения хранилища на выровненной поверхности должен быть установлен противофильтрационный экран и засыпан слоем песчаного и почвенно-растительного местного грунта. На этом, в основном, заканчивается рекультивация типового хранилища твёрдых нетоксичных промышленных отходов. Предполагается, очевидно, что сваленные вперемешку отходы, отбросы и мусор, будут неопределённое время дожидаться более цивилизованного использования или рекультивации.
   На самом деле, в этом, так называемом, хранилище мусор не хранится, а гниёт и разлагается, отравляя природные среды! Если вещи называть своими именами, то подобные типовые свалки – это не захоронения отходов, а могильники мусора.
   Что предполагается делать с такими «захоронениями отходов» через 5,10 или 20 лет? Внятного ответа на этот вопрос нет ни у кого.
   В России множество свалок стихийных – диких. Из учтённых статистикой (в 1997 г.) 1112 мест организованного захоронения промышленных отходов, занимающих территорию в 14,5 тыс. га, по официальным данным 935 мест (84 %) отвечало действующим нормативам захоронения отходов. В Москве ситуация выглядит следующим образом. Приведём немного статистики: из 160 мест для вывоза мусора только 60 – санкционированные полигоны, остальные – стихийные свалки. Также проведенные исследования показали, что 27 полигонов забиты мусором до отказа, а 19 – заполнены на 90 %.
   Эти цифры показывают, что человечество не научилось перерабатывать продукты своей жизнедеятельности, рационально их использовать. И хотя существует множество способов переработки и утилизации бытовых и производственных мусорных экскретов, ни один из них не является той золотой серединой, которая будет спасением для человечества.
   Следует сказать, что состав поставляемого на свалки мусора заметно меняется со временем. Он «отслеживает» изменения предпочтений общества, всё шире использующего пластиковые изделия в красивых одноразовых упаковках, и доля упаковок в мусоре стремительно растёт.

   Так выглядит современный санитарный мусорный полигон

   В последние годы электронные отходы стали новой экологической проблемой всего человечества [119]. На замену мобильным телефонам старых образцов, цифровым фотоаппаратам, персональным компьютерам, принтерам, сканерам, различным мелким девайсам и гаджетам приходят новые устройства, отправляя своих предшественников на свалку… На планете довольно быстрыми темпами накапливаются электронный мусор. Количество электронных устройств, от которых ежегодно отказывается человечество, составляет от 50 до 70 млн. тонн ежегодно.
   Причём выбрасываются не только неисправные изделия, но и вполне исправные. Владельцы этих вещей считают их не достаточно модными или красивыми. Для подобных мусорных экскретов предлагается термин квазимусор.
   Квазимусор – вещества, изделия, продукты, обладающие потребительской ценностью, выбрасываемые, разрушаемые или уничтожаемые по воле их владельцев или директивно (по приказу свыше).
   Квазимусор может быть не только бытовой, но и другой принадлежности. Подробно тема квазимусора обсуждается в разделах 4.5 и 4.6 нашей книги.
   Люди постоянно обновляют свою технику и в последние годы делают это всё чаще и чаще, поэтому доля электронного мусора растёт с каждым годом. Только в Европе этот «поток электронного хлама» ежегодно увеличивается на 3÷5 %, пишет Greenpeace.
   Наиболее быстрый рост количества электронных устройств сегодня происходит в развивающихся странах (и прежде всего в Китае, Индии, Латинской Америке). Такой рост вызывает тревогу мировой общественности, так как в этих странах практически не занимаются утилизацией отслужившей свой век электроники.
   Сложную экологическую ситуацию в развивающихся странах усугубляют США и Евросоюз, отправляющие отслужившие свой век изделия на свалки в развивающиеся страны (около 80 % – США и 75 % электронного мусора страны Евросоюза).
   Кроме вредного воздействия на окружающую среду электронные отходы обладают неблагоприятными последствиями для здоровья человека, вызывая воспаления органов и окислительный стресс организма. Они способствуют сердечно-сосудистым заболеваниям и, возможно, раку. Об этом рассказывает КОМПЬЮЛЕНТА.
   Много мусора попадает в водные объекты: реки, озёра, моря и океаны. Постоянно публикуются результаты исследований, так называемых, «мусорных островов» в Тихом океане, расположенных между побережьем Калифорнии и Гавайями [13]. За последние 50 лет океанскими течениями туда принесено не менее 3,5 млн. тонн плавающих бытовых отходов, большая часть из которых – пластиковый мусор. Нечто подобное творится и на северном побережье России. Например, на Кольском полуострове пляжи завалены тысячами тонн мусора, приплывшего с водами Гольфстрима из Европы. Невозможно доказать принадлежность мусора тому или иному государству, а следовательно, и запросить возмещение экологического ущерба. Тратиться на утилизацию «испражнений» соседей в одиночку никто не желает. Между тем очищать моря необходимо, потому что продукты распада пластиков выделяют в воду сильнейшие канцерогены – диоксины, отравляющие подводный мир.
   «Мусорные острова» в Тихом океане стали образовываться с середины 50-х годов, когда в обиход людей начали входить пластики. Многие города, расположенные на побережьях морей и океанов, сбрасывают канализационные стоки прямо в море, вместе с ними в воду попадают и плавающие твёрдые предметы. Течения выносят плавающий и частично затопленный мусор в центральную часть Тихого океана, где под воздействием водных потоков мусор остаётся запертым надолго. Со временем концентрация мусорных фрагментов таких скоплений возрастает, а их дисперсность уменьшается. Площадь таких «мусорных пятен» в океанах постоянно растёт, и в настоящее время, например, в Тихом океане можно встретить целые дрейфующие мусорные скопления, образовавшиеся из десятков тонн пластиковых плёнок, упаковок и бутылок, разбавленные огромным количеством мусорных фрагментов разной величины.
   По предварительным оценкам, суммарная масса всего мусора между Гавайскими островами и Калифорнийским побережьем составляет около 3,5 млн. т, а по площади район океанской свалки превышает размеры такого государства, как Белоруссия [4].
   Сто миллионов тонн веса и площадь, превышающая территорию европейского континента, – таковы параметры плавающей «мусорной свалки», обнаруженной в Тихом океане экологами из организации Algalita Marine Research Foundation [109]. Этот «суп из пластика» стал серьёзным сигналом приближающегося мирового «мусорного кризиса» водных объектов, эффективных путей решения которого до сих пор не найдено. По разным оценкам, около 10 % пластика (от тех 260 миллионов тонн, что производятся ежегодно) в конце концов попадают в океан. Большинство скапливается в северной части Тихого океана, однако и во всех других океанах мира присутствуют такие же мусорные свалки, уверены защитники природы.
   В сущности, это настоящее мёртвое море. Из-за обилия гниющей массы вода в этом районе насыщена сероводородом, поэтому Северо-Тихоокеанский водоворот крайне беден жизнью – здесь нет ни крупных промысловых рыб, ни млекопитающих, ни птиц. Никого, кроме колоний зоопланктона. Поэтому сюда не заходят и промысловые суда, даже военные и торговые корабли стараются обходить стороной это место, где почти всегда царит высокое атмосферное давление и зловонный штиль.


   Гниющие водоросли здесь плавали на протяжении столетий, но с начала 50-х годов прошлого века к ним прибавились пластиковые пакеты, бутылки и упаковка, которые, в отличие от водорослей и другой органики, слабо подвергаются процессам биологического распада и поэтому накапливаются.
   Оценки показывают [109], что Великий тихоокеанский мусорный участок на 90 процентов состоит из пластика, общая масса которого в шесть раз превышает массу естественного планктона. Сегодня площадь обоих пятен превосходит даже территорию США! Причём каждые 10 лет площадь этой колоссальной свалки увеличивается на порядок.
   Оказывается эта гигантская свалка мусорных плавающих экскретов в виде лёгких отходов, отбросов и мусора здесь была всегда. Дело в том, что в этом районе океана расположен мощный Северо-Тихоокеанский субтропический водоворот, образованный в точке встречи течения Куросио, северных пассатных течений и межпассатных противотечений. Северо-Тихоокеанский водоворот – это своего рода пустыня в Мировом океане. Вернее, это сразу два пустынных участка – восточный и западный, а вместе их называют Великим тихоокеанским мусорным участком, куда со всех концов света веками сносится самый разнообразный хлам – водоросли, трупы животных, древесина, обломки кораблей.
   Причина, почему учёные и правительства разных стран стараются не замечать этой свалки пластика в океане состоит в том, что она находится в нейтральных водах, и весь мусор, что здесь плавает, – ничейный. Если же признать эту проблему, то следующим логичным шагом должно стать осознание коллективной ответственности за экологическое состояние Тихого океана. До такого шага мировое сообщество, видимо, ещё не «созрело». По некоторым расчётам, через 10 лет мусорные поля в Мировом океане вырастут в три раза. Отметим, что пока ни одно из государств-загрязнителей океанов не предпринимает никаких действий.
   Виноваты в появлении таких мусорных свалок – фактически глобальных экскретов – не только США. Загрязнителями океана являются Япония, Канада, Китай, Южная Корея и другие приморские государства. Течения подхватывают мусор от их берегов и также приносят в океаны. Большую роль в загрязнении водоёмов играют и выбросы с проходящих океанских и пролетающих воздушных лайнеров.
   «Проблема океанского мусора актуальна и для России, – рассказывает РБК daily координатор программ по климату и энергетике Всемирного фонда дикой природы WWF Алексей Кокорин. – К примеру, северное побережье Кольского полуострова представляет собой огромную свалку. В некоторых местах различный хлам на несколько метров заваливает прибрежные пляжи. В целом же, выброшенные отходы валяются везде. Эти отходы приплывают к берегам России с водами Гольфстрима из Европы».
   Всё арктическое побережье нашей страны также представляет собой «великую помойку». Многие северные посёлки заселены временно проживающими людьми, не считающими Арктику своим домом. Они породили вокруг себя многокилометровые свалки. Причина тому – невозможность или нежелание избавляться от мусора. Если во время северного завоза приходит топливо в бочках или бутылки с водкой, то после употребления пустые бочки и бутылки остаются на местах. Их не вывозят, потому как слишком дорого, и просто бросают рядом с жильём. Нездоровая экскретная обстановка сложилась и на Чёрном море. Несколько полноводных рек выбрасывают в акваторию этого моря сотни тонн разного мусора ежедневно. Его поставщиками являются все прибрежные государства.
   Более подробно о негативных воздействиях на живые организмы и опасностях плавающего мусора для биосферы планеты изложено в нашей книге [43].
   Заметной составляющей антропогенного мусора является мусор, возникающий в околоземном космическом пространстве (ОКП). Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые [63].
   В некоторых случаях объекты космического мусора, содержащие на борту крупные или опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы, могут представлять прямую опасность и для жителей Земли. Например, при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоёв атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.
   Проблема засорённости околоземного космического пространства «космическим мусором» возникла сразу же после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. По данным, опубликованным Управлением ООН по вопросам космического пространства в октябре 2009 года, «вокруг Земли вращается около 300 тысяч обломков мусора» [117]. В настоящее время по разным оценкам в районе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот около 2 тысяч км находится до 5 тысяч тонн техногенных объектов. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать 100 тысяч. Подробно эта тема описывается в разделе 2.3. нашей книги.


   2.1.4. Токсичные выбросы

   Жидкие и газообразные выбросы в природные среды могут создать мусорные экскреты локальных и региональных масштабов и участвовать в формировании глобальных экскретов.
   Газообразные и жидкие выбросы как экскреты могут быть определены как объёмы газа или жидкости окончательно сформировавшиеся в окружающей среде. Исключения составляют глобальные экскреты, формирование которых происходит непрерывно с пренебрежимо малыми добавками массы или объёма.
   Следует отметить, что практически все антропогенные газообразные и жидкие выбросы представляют реальную или потенциальную угрозу для живых организмов, поэтому априори их можно рассматривать как токсичные продукты. Токсичные выбросы, связанные с деятельностью человека, можно определить как вредные для живых организмов жидкие, полужидкие, аэрозольные и газообразные вещества и продукты, возникающие при авариях и рутинной работе устройств и механизмов.
   Как экскреты выбросы промышленных объектов и технических систем при их работе в штатных режимах состоят:
   – из отошедших (отработанных) газов, паров, капель жидкости и твёрдых частиц, сопровождающих работу технических объектов. Примеры: выбросы цехов промышленных предприятий, отработанные газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), дымовые газы тепловых электрических станций (ТЭС) и т. п.;
   – из веществ, поступивших в рабочее помещение или в систему вентиляции при проведении технологических операций;
   – из утечек рабочих сред из технических систем при нарушении их герметичности как в рабочую зону цехов, так и на промышленные площадки.
   Для жидких и газообразных антропогенных выбросов их агрегатное состояние в атмосфере характеризуется степенью дисперсности (раздробленности) вещества. Различают следующие агрегатные состояния указанных экскретов:
   – парообразное, когда продукт находится в атмосфере в виде пара или газа;
   – аэрозольное, когда жидкие или твердые примеси взвешены в воздухе в виде частиц различного размера: от тонкодисперсных диаметром до 10 м км (туман, дым) до грубодисперсных диаметром свыше 10 м км (морось, крупные частицы дыма);
   – капельножидкое.
   Газообразные промышленные выбросы в атмосферу создают локальные или региональные объёмы загрязнённой многокомпонентной смеси, вредно воздействующие на живые организмы [43]. В зависимости от состояния атмосферы и продолжительности выбросов они могут сформироваться в объёмы разной конфигурации и протяжённости. Наиболее типичными являются газообразные экскреты в виде клубов, тепловых колонок и приземных региональных задымлений.
   Клубы являются одними из наиболее распространённых аварийных выбросов, возникающих при авариях взрывного характера. Клубом называется изолированный объём сплошной среды (газа или жидкости), сильно турбулизованной и имеющей характерные геометрические размеры (ширина, высота, длина) одного порядка. Из-за турбулентного характера движения среды внутри клуба его массовые, термодинамические и концентрационные характеристики могут считаться однородными по объёму клуба.
   При больших открытых пожарах в атмосфере возникают крупномасштабные конвективные движения, способствующие переносу газоаэрозольных продуктов горения и дымления на значительные расстояния. Такие атмосферные образования называют конвективными колонками. Конвективные колонки приводят к загрязнению верхних слоев атмосферы большим количеством мелкодисперсного оптически активного аэрозоля и могут вызвать как региональные погодные, так и глобальные климатические изменения. При образовании конвективной колонки над большим площадным пожаром происходит формирование вертикального переноса аэрозолей в верхние слои тропосферы и нижнюю стратосферу.
   Приземные региональные задымления наблюдаются в крупномасштабных промышленных районах с постоянно действующими источниками газообразных загрязнений. В этих районах живые организмы находятся под постоянным прессингом выброшенных в атмосферу токсичных веществ. Приведём конкретный пример по литературным данным.
   Сообщается, что респираторные инфекции свирепствуют в регионе Донецка [48]. Людей одолевает постоянное болезненное состояние. При этом, как жалуются больные, у заразы необычные симптомы: в одночасье наступает слабость, мучает кашель, воспаляются лимфоузлы. В санитарно-эпидемических станциях отмечают, что заболевших гриппом пока не много, а заболевание квалифицируют как ОРВИ. Врачи считают, что это разновидность гриппа, причём по прогнозам ВОЗ в ближайшее могут появиться штаммы гриппа «Калифорния», «Виктория» и «Висконсин».
   Автор публикации [48] предпологает, что такая аномально высокая заболеваемость людей, характерная для донецкого региона, связана не с проявлением гриппа, а с загрязнением атмосферы в донецком регионе. Наблюдается кумулятивный эффект от хронического отравления окружающей среды и самих людей химическими производствами. Это влечёт за собой прогрессирующий иммунодефицит у населения. Отсюда и повышенная восприимчивость к всевозможным заболеваниям. Предполагается, что всё вместе – выбросы подземных газов от разработок полезных ископаемых в регионе дополнительно к выбросам промышленных газов создают сильную загазованность воздуха. В регионе Донецка, в зависимости от направления ветра, дышать очень трудно. Кроме того, донецкий кряж имеет сильные подземные разломы, через которые происходят выбросы метана, водорода, углекислого газа. Отмечается, что в последнее время дегазация земли усилилась, и над регионом сформировался мощный экскрет смеси токсичных газов.
   Антропогенные газообразные выбросы токсичных продуктов в настоящее время по объёмам превзошли природные и оказывают заметное влияние не только на состав мусорных газообразных экскретов, но и на фоновые значения отдельных элементов. Примером таких выбросов может служить ртуть и её соединения.
   Ртуть, её органические и особенно неорганические соединения обладают весьма высокой токсичностью и согласно современной классификации вредных веществ и соединений относятся к 1 классу опасности, то есть к веществам чрезвычайно опасным.
   Основные источники атмосферной эмиссии ртути:
   – тепловые электростанции, работающие на угле;
   – хлорно-щелочное производство;
   – производство цемента;
   – производство меди и цинка;
   – сжигание твёрдых бытовых отходов;
   – аффинажное производство в процессе разделения рудных материалов для получения благородных металлов.
   Большое количество ртути, кроме того, испаряется при аварийных проливах и выливах бытовой и промышленной техники, в которой она в настоящее время не поддаётся замене на менее опасный продукт.
   До индустриальной революции осаждение ртути из атмосферы составляло около 4 нанограмма на литр льда. Природные источники, такие как вулканы, составляют примерно половину всех выбросов атмосферной ртути. За оставшуюся половину ответственна деятельность человека. В ней основную долю составляют выбросы в результате сгорания угля главным образом в тепловых электростанциях – 65 %, добыча золота – 11 %, выплавка цветных металлов – 6.8 %, производство цемента – 6.4 %, утилизация мусора – 3 %, производство соды – 3 %, чугуна и стали – 1.4 %, ртути (в основном для батареек) – 1.1 %, остальное – 2 % [50]. Предельно допустимые уровни загрязнённости металлической ртутью и её парами находятся в диапазоне от 0,0003 мг/м³ в населённых пунктах (среднесуточная ПДК) до – 0,00001 мг/л в рыбохозяйственных водоемах.
   Испарение ртути начинается уже при комнатной температуре (18 °C). Пары её бесцветны и не обладают никаким запахом. Обнаружить их можно только с помощью методов физико-химического анализа и специальных приборов.
   Пары ртути токсичны для человека даже при чрезвычайно малых концентрациях. По последним данным, в организме человека накапливается до 80 % ртути, содержащейся в воздухе, период её полувыведения из организма составляет 70 дней.
   Ртуть опасна тем, что при отравлении её парами ядовитый металл всасывается в желудочно-кишечный тракт, накапливается в мозге и почках, вызывая хроническое отравление всего организма. Отравления соединениями ртути приводит к тяжёлым поражениям центральной нервной системы, мышечным расстройствам, нарушению зрения и слуха и прочим негативным последствиям.
   Болезни, вызванные отравлением парами ртути, проявляются спустя длительное время и лечатся чрезвычайно долго. Особенно опасна ртуть для беременной женщины и её плода, поскольку этот металл блокирует формирование нервных клеток головного мозга и ребенок может родиться умственно отсталым.
   В материалах, рассмотренных Советом Безопасности РФ, отмечается, что только в результате целенаправленного использования ртути в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, при золотодобыче ее эмиссия в окружающую среду в пределах России составляет десятки тысяч тонн [29]. Количество ртути, поступившей в среду обитания при сжигании ископаемого топлива, переработки руд различных металлов и другого минерального сырья весьма существенно, однако точному учёту пока не поддается. Несмотря на чрезвычайно важный характер возникающих в природных средах ядовитых выбросов этого элемента полномасштабных федеральных проектов по инвентаризации источников эмиссии ртути в среду обитания и оценке ртутного загрязнения территории страны не выполнялось.
   Эта проблема признана важнейшей во всём мире. В рамках международного сотрудничества 19–23 октября 2009 года на заседании Специальной рабочей группы было принято соглашение (СРГ по Глобальному соглашению по ртути) о исследовании источников выбросов ртути в воздух.
   Многие природные газы являются источниками опасности для человека. Однако наиболее опасными являются метан (городской магистральный газ) и сжиженный нефтяной газ (в баллонах), используемые в быту. При утечке они вызывают удушье, отравление и способны привести к взрыву.
   Надо сказать, что некоторые газы играют особую роль при антропогенном загрязнении воздуха. В первую очередь следует назвать монооксид углерода, который образуется при неполном сгорании углеродсодержащих веществ. В незагрязнённой атмосфере содержится около 60 млн. т. монооксида углерода, т. е. концентрация СО в атмосфере не составляет и одной тысячной доли содержания в ней СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


[57], однако её влияние на живые организмы неимеримо больше.
   Небольшие количества монооксида углерода природного происхождения образуются в результате вулканической деятельности и окисления метана в атмосфере. Эта реакционная цепь пока ещё полностью не установлена, по-видимому, окисление осуществляется с помощью ОН*-радикалов. К естественным источникам образования СО добавляются антропогенные выбросы. Это связано в первую очередь с автотранспортом, так как у двигателей внутреннего сгорания оптимальные условия окисления топлива создаются только при выходе на определённый рабочий режим. Как правило, это соответствует ¾ общей мощности двигателя; напротив, максимальные выбросы СО происходят на холостом ходу.
   В больших городах при больших атмосферных давлениях и температурной инверсии содержание СО может достигать 100 млн. -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и выше. Внутри помещений, где СО появляется в результате неполного сгорания топлива в печах и курения, его концентрация может доходить до 50 млн. -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, что сопоставимо с допустимой нормой МЭК (максимально эмиссионная концентрация), составляющей 50 см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, или 50 млн. -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


.
   Монооксид углерода представляет опасность для человека прежде всего потому, что он может связываться с гемоглобином крови, а также тем, что он участвует в образовании смога. Кроме того, СО может образовывать высокотоксичные соединения – карбонилы, но пока не установлено, в какой степени реализуются в природе необходимые для этого условия.
   В отличие от монооксида углерода диоксид углерода образуется при полном окислении углеродсодержащего топлива.
   Увеличение количества сжигаемого природного топлива с развитием индустриализации, особенно в течение последних 200 лет, привело к заметному повышению содержания СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в атмосфере. При сравнении состава современного воздуха с пробами 200-летней давности, взятыми в полостях арктических и антарктических льдов, было установлено, что если в 1750 г. содержание СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


составляло 280 млн. -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, то за это время оно повысилось до 330÷340 млн. -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


. [57]. За период с 1860 г. по 1978 г. ежегодный прирост выделяемого углерода составил около 1 млрд. т.
   Наряду со сжиганием природного топлива человек находит другой повод для вмешательства в природные «кладовые» углерода. В результате интенсивной обработки земли и создания новых пашен идёт быстрое разрушение слоя гумуса в почве и ускоренный переход углерода в атмосферу. К этому добавляется вырубка лесов, особенно ликвидация тропической растительности, в которой издавна накопились огромные запасы углерода. Эти вырубки в значительной мере способствуют нарушению равновесия между связыванием и выбросом углерода. Пока ещё не удалось количественно установить вклад в увеличение концентрации СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в атмосфере в результате вырубки лесов и ускоренного разрушения гумуса.
   Попавший в атмосферу СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


остаётся в ней в среднем 2 ÷ 4 года. За это время СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


повсеместно распространяется по всей земной поверхности, входя в состав атмосферы и формируя таким образом глобальный газовый экскрет планеты. Влияние СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в этом экскрете выражается не только в токсическом действии на живые организмы, но и в способности поглощать инфракрасные лучи.
   При нагревании земной поверхности солнечными лучами часть тепла в виде инфракрасного излучения отдаётся обратно в мировое пространство. Это возвращаемое тепло частично перехватывается газами, поглощающими инфракрасное излучение, которые в результате нагреваются. Если это явление происходит в тропосфере, то с ростом температуры могут происходить климатические изменения («парниковый эффект»). Одна из основных проблем нашего времени состоит в том, чтобы определить масштабы и временные рамки климатических изменений в результате накопления тепла за счёт СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


.
   Оксиды азота также должны рассматриваться как вещества, представляющие серьёзную опасность для здоровья человека, даже когда фактическое содержание NOх в воздухе меньше МЭК. Нормы МЭК предназначены только для взрослого человека, кроме того, они не учитывают возможности комбинированного действия других вредных газов. При длительном действии оксидов азота, даже в концентрациях ниже МЭК, следует опасаться расширения клеток в корешках бронхов (тонкие разветвления воздушных путей альвеол), ухудшения сопротивляемости лёгких к бактериям, а также расширения альвеол.
   Действие озона на организм подобно действию NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, он в высоких концентрациях также вызывает отёк лёгких. Кроме того, озон нарушает нормальное движение мерцательных волосков в бронхах, которые должны выводить чужеродные вещества из бронхов вместе с мокротой. Систематическое вдыхание озона приводит к накоплению в лёгких чужеродных веществ, что может привести к увеличению опасности заболевания раком, так как канцерогенные вещества задерживаются в лёгких дольше обычного. При концентрации О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


выше значения МЭК около 0,2 мг/м3 (0,1 млн.-1) наблюдается усталость, головная боль, резь в глазах и раздражение слизистых оболочек. Если МЭК превышена, то может возникнуть тяжёлый отёк лёгких. Поэтому в городах, где существует опасность образования смога, концентрации О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


0,3 ÷ 0,4 мг/м3 следует считать предельными. Обычно в промышленных районах концентрация озона в воздухе в летний период составляет около 0,03 мг/м3.
   Что касается выбросов газообразных и жидких веществ в водные объекты, то они формируют более компактные мусорные экскреты [43]. Выбросы вредных веществ в водные объекты происходят, в основном, в жидком или полужидком виде, причём сбрасывается всё то, что нельзя закопать или сжечь: отходы промышленных и хозяйственных предприятий, бытовой мусор и отходы жизнедеятельности людей и животных. Вопросы соблюдения экологических стандартов и норм остаются на бумаге, и за загрязнение многочисленных рек и речушек, озёр и морей, как правило, никого не наказывают.
   Отмечается [58], что всё большее число пляжей загрязняется болезнетворными микроорганизмами из фекалий человека и животных, попадающих в водоёмы с полужидкими мусорными выбросами. Чрезмерно высокая концентрация фекальных бактерий в воде вызывает заболевания печени, респираторные инфекции и желудочно-кишечные расстройства, характерные для стран третьего мира. Оказалось, что и в прибрежных зонах благополучной и богатой Европы появились болезни, порождаемые антисанитарией и бедностью?
   Анализ данных измерений загрязнённости пресноводных водоёмов России показал, что все они являются загрязнёнными водными объектами, экосистемы которых находятся в состоянии экологического и метаболического регресса (то есть не развиваются, а угасают), а качество воды загрязнено до уровня IV–VI классов.
   На основании этих замеров ученые сделали вывод, что 73 процента из проверенных водных объектов пребывают в состоянии антропогенного экологического напряжения и "с элементами экологического регресса". Причём третья часть всех отходов жизнедеятельности российской цивилизации сбрасывается в Волгу и ее притоки [43].
   В общем случае источниками загрязнения водного бассейна являются:
   1. Атмосферные воды, которые несут массы вымываемых из воздуха полютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды увлекают за собой массы веществ. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие нефтепродукты, мусор, фенолы, кислоты.
   2. Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки; они содержат фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные. Ежегодно в целом по стране образуется около 100 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


таких вод.
   3. Сельскохозяйственные воды. Загрязнение этими водами обусловлено тем, что повышение урожайности и продуктивности земель неизбежно связано с применением ядохимикатов, используемых для подавления вредителей, болезней растений и сорняков. Ядохимикаты попадают в почву или смываются с больших площадей и переносятся на большие расстояния, оказываясь в водных объектах. Кроме того, животноводство связано с образованием больших масс твёрдой органики и мочевины. Эти отходы не ядовиты, но их массы огромны и наличие их приводит к тяжёлым последствиям для водных экологических систем. Кроме органических веществ, сточные сельскохозяйственные воды содержат массу биогенных элементов, в том числе азота и фосфора.
   4. Промышленные сточные воды, образующиеся в самых различных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду чёрная и цветная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая отрасли промышленности. При разработке пластовых месторождений в нашей стране каждый год образуется 2,5 млрд. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


дренажных шахтных и шлаковых вод, загрязненных хлористыми и сульфатными соединениями, соединениями железа и меди, которые не годятся даже в качестве технической воды и перед сбросом должны быть очищены.
   Следует иметь в виду, что загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы, и процессы генерации или самоочищения протекают в воде намного медленнее, чем в воздухе.


   2.1.5. Борьба с мусорными экскретами

   Количество мусорных экскретов в мире таково, что уже способно влиять на баланс кислорода и углекислого газа на планете, уменьшить запас чистой воды, сильно загрязнить и изменить состав почвы, а процесс разложения мусора служит причиной неприятного запаха и инфекционных заболеваний. Мусор, кроме того, оказывает негативное воздействие на представителей флоры и фауны планеты, а орбитальный мусор в околоземном космическом пространстве способен нарушить хозяйственную жизнь планеты.
   Рассмотрим решение этой проблемы на примере бытового мусора. Известно, что количество твёрдых бытовых отходов неуклонно возрастает, причём это происходит, в основном, из-за изменения образа жизни людей, массового использования одноразовой посуды, различных ёмкостей, оберточных и упаковочных материалов и т. д., а также из-за увеличения численности населения.
   Утилизация мусорных экскретов и их наиболее массовой части – твёрдых бытовых отходов остаётся на сегодняшний день нерешённой проблемой. Собранные твёрдые бытовые отходы отвозятся на санкционированные и «дикие» свалки, специальные полигоны, сжигаются, частично перерабатываются. Но их масса имеет тенденцию возрастания, а ассортимент расширяется и пополняется ксенобиотиками – в основном пластиками. Наибольшее распространение получили три способа утилизации твёрдых бытовых отходов:
   на специально оборудованных свалках;
   компостирование мусора;
   на мусороперерабатывающих заводах.
   Между тем до сих пор недооцениваются эффект от использования энергетического и сырьевого потенциала заключенного в отходах и мусоре. Этот потенциал можно использовать на развитие областей народного хозяйства – таких как транспорт, металлургия, горнорудная, химическая, лесная, целлюлозно-бумажная промышленность, сельскохозяйственное производство и т. п.
   Что касается мусора, то современный отечественный и международный опыт включают следующие цивилизованные и «дикие» способы избавления от него.

   Организация несанкционированных свалок
   Большое количество бесконтрольного мусора в нашей стране вывозится и бездумно сваливается на поверхность земли. Хорошо, если эти земли – овраги, брошенные карьеры или неудоби. Часто мусор выбрасывается где придётся: в поле, на обочинах дорог, в лесных массивах, в живописных местах прогулок и отдыха людей.
   Такие неорганизованные свалки из-за своей хаотичности и непредсказуемости размещения, а также многочисленности можно считать наиболее вредными и опасными для живых организмов. Нагромождения объектов органического и неорганического состава, многие из которых являются ксенобиотиками, то есть чуждыми для природы веществами, захламляют поверхность земли, нарушают устоявшуюся жизнь сообществ живущих на ней организмов (биоценозов).

   Несанкционированная «дикая» свалка

   Дикие животные, привлечённые запахами разлагающихся отбросов, раскапывают и разгребают мусор; при этом могут пораниться острыми предметами типа консервных банок или стеклянных бутылок. Ветер разносит мусор по прилегающей территории, а дожди могут размыть опасное содержимое свалки и способствовать отравлению живых организмов. Кроме того, такие несанкционированные свалки являются пожароопасными. Зафиксированы многочисленные случаи загорания легковоспламеняющихся элементов мусора на таких свалках от сфокусированных на них лучах стеклянных бутылок и банок или осколков стекла.
   Конечно же, дикие свалки не прибавляют красоты местным пейзажам, портят эстетическое восприятие мира, нарушают гармонию и привлекательность окружающей среды. Такие примитивные, а правильнее сказать, нецивилизованные «захоранения» являются позором нашей страны и должны всячески искореняться и предотвращаться (в частности, повсеместным размещением на территориях необходимого количества мусорных контейнеров).

   Захоронения отходов на официальных свалках и полигонах
   Захоронения отходов на свалках и санитарных полигонах проводятся коммунальными службами для изоляции и обезвреживания ТБО. В отличие от несанкционированных «диких» свалок захоронения на запланированных местах содержания и захоронения мусорных экскретов должны находиться под наблюдением контролирующих органов, и вопиющих нарушений этого процесса теоретически не должно быть. Однако, жизнь устанавливает свои правила и законы. И эти законы диктуют отдельные нарушения как на стадии подготовительных работ земельного участка и процесса укладки и изоляции мусора, так и его размещения в теле свалки.
   Мусор на санкционированных свалках и полигонах должен заполнять выделенные для него объёмы с помощью специальной техники. Затем тело свалки или полигона закрываются защитным слоем грунта и рекультивируются. Этот способ теоретически даёт возможность использования освободившегося земельного участка после закрытия полигонов и их рекультивации. Полигон или свалка должны размещаться на ровном участке земли, чтобы атмосферные осадки не смывали отходы и не засоряли ими соседние земли и водоёмы. Размер санитарно-защитной зоны от свалки до жилья должен быть не менее 500 м.
   Отмечается [12], что специально оборудованную свалку или мусорный полигон можно устроить не в любом месте. К решению этой задачи должны привлекаться специалисты разных направлений: геологи, гидрологи, экологи и др. При этом необходимо учитывать:
   – розу ветров в районе свалки;
   – необходимые расстояния от свалки до населённых пунктов, водоохранных и природоохранных зон;
   – водопроницаемость грунтов;
   – площадь территории, отводимой под свалку (она должна быть достаточной для приёма мусора в течение времени её существования);
   – расположение, удобное для подъезда транспорта, и др.
   Сами места складирования и захоронения мусора создают массу осложнений. На свалках размножаются в большом количестве грызуны, насекомые, птицы, способные стать источником различных инфекционных заболеваний. Свалки опасны ещё и тем, что выделяющийся там биогаз – создает взрывоопасную и пожароопасную ситуацию.
   Свалочный биогаз – смесь газов с преобладанием метана (55÷65 %), а также диоксида углерода (35÷45 %) – образуется в процессе анаэробного разложения органических отбросов. Преобладающий метан в биогазе отравляет корни травы, кустарников и деревьев, выращиваемых на месте свалки. Растительность на рекультивируемой земле необходима, чтобы не происходила эрозия почвы, иначе мусор может вновь появиться на её поверхности.
   На доставку мусорных экскретов на свалку или полигон приходится тратить много средств, так как свалки достаточно удалены от городов и крупных населённых пунктов (в настоящее время – уже более 50 ÷ 100 км). Кроме того, они занимают большие площади, нелишние для сельского хозяйства.
   Специально оборудованные свалки – не лучший способ избавиться от мусора, хотя сегодня без них не обойтись. У нас в стране около 90 % твёрдых бытовых отходов вывозится на свалки, занимающие в целом по стране более 20 тысяч Га [12]. Каждая свалка занимает от 6 до 50 га земельных угодий.

   Уничтожение особо опасных отходов на специальных полигонах
   Особо опасные для окружающей среды и здоровья людей отходы, которые по разным причинам нельзя уничтожать вместе с бытовым мусором, называются спецотходами. К таким мусорным экскретам отнесено примерно 600 особо опасных веществ. В их число входят:
   – пестициды, содержащиеся главным образом в отходах производства химических средств защиты растений;
   – радиоактивные отходы, образующиеся на предприятиях, использующих радионуклиды, и на атомных электростанциях;
   – ртуть и её соединения;
   – отходы химической промышленности;
   – мышьяк и его соединения, содержащиеся в отходах металлургических производств и тепловых электростанций;
   – соединения свинца, встречающиеся особенно часто в отходах нефтеперерабатывающей и лакокрасочной промышленности и др.
   Такие опасные экскреты должны захораниваются или хранятся на специальных полигонах. При проектировании, строительстве и эксплуатации полигона необходимо решить следующие проблемы: возможное загрязнение грунтовых вод, образование метана и других опасных газов, просадка грунта. Неграмотный выбор мест захоронения мусорных экскретов и нарушение мер предосторожности могут привести к попаданию опасных стоков от полигона в подземные водоносные горизонты.
   Образующиеся в теле свалки газы– в первую очередь метан– периодически самовозгорается и провоцирует тление мусора с выделением диоксинов из содержащихся в ТБО пластиков. По мере разложения тело свалки проседает, поэтому зданий на месте свалок не строят и эти территории долгое время будут оставаться без хозяйственного использования.
   Каждый из нас ежедневно пользуется множеством вещей, которые после их использования также становятся экскретами, называемыми спецотходами. К ним относятся, например:
   • электрические батарейки;
   • неиспользованные медикаменты;
   • остатки химических средств защиты растений (ядохимикатов);
   • остатки красок, лаков, антикоррозионных средств и клеев;
   • остатки косметики (тени для век, лак для ногтей, жидкость для снятия лака);
   • остатки средств бытовой химии (средства для чистки бытовых изделий, дезодоранты, пятновыводители, аэрозоли, средства по уходу за мебелью и др.);
   • ртутные термометры.
   Ликвидация (утилизация) жидких и твёрдых спецотходов регламентируется строгими правилами и нормами. Часть спецотходов сжигается на специальных установках, часть размещается на специальных полигонах – так называемых полигонах спецотходов.
   Отметим, что часть спецотходов приходится хранить на поверхности земли, соблюдая строгие меры предосторожности. Токсичные отходы должны размещаться на водонепроницаемой платформе толщиной до 3 м, все стоки и грунтовые воды – постоянно контролироваться.

   Сжигание на мусоросжигательных заводах (МСЗ)
   Сжигание на специально создаваемых мусоросжигательных заводах на сегодняшний день является устаревшим и малоэффективным способом избавления от мусора. Тем не менее этот способ широко практикуется в некоторых странах, в том числе и в нашей стране.
   Известны два типа МСЗ: со сжиганием на колосниковых решётках и с использованием технологии "кипящего слоя" при температуре сжигания 900 ÷ 950 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


С. При таких сравнительно низких температурах из содержащихся в отходах пластиков образуются высокотоксичные диоксины. Для их улавливания используют сложные и ненадёжные системы очистки и поглощения ядовитых выбросов сорбентами. Отработанные сорбенты содержат диоксины с периодом полураспада около 200 лет, поэтому их следует помещать на длительные сроки (сотни лет) в специальные хранилища.
   Мусоросжигательные заводы оказывают постоянную финансовую нагрузку на бюджет страны; они принципиально не окупаются, в том числе из-за дополнительных затрат на хранение образующихся вредных продуктов и очистку дымовых газов.
   Сжигание мусора практикуется во многих странах мира, в том числе и в развитых. Довольно активно таким способом до сих пор пользуются французы и японцы. В России также довольно много мусора сжигается на МСЗ. В сжигании мусора есть свои плюсы, состоящие в уменьшении объёма отходов в 2÷10 раз и возможности использовать тепло и побочные продукты горения. Негативным последствием сжигания мусора являются ядовитые дымовые газы. Они требуют очистки, и как следствие, удорожают стоимость утилизации мусорных экскретов.

   Термохимические технологии переработки мусора
   Термохимические технологии переработки мусора включают в себя пиролиз мусорных экскретов, то есть термическое его разложение с ограниченным количеством кислорода в высокотемпературных печах с использованием низкосортного топлива. В результате переработки получают шлак, низкосортный металл и горючую смесь водорода и окиси углерода (синтез-газ), который используют для получения электроэнергии и тепла.
   Аппаратурно завод для термохимической переработки мусора подобен металлургическому предприятию и требует существенных капитальных затрат, а также выделения значительных земельных площадей.

   Биологические технологии переработки мусора
   Биологические технологии переработки мусора применяются после извлечения из него основных утильных продуктов для переработки их органической составляющей. Различают аэробную и анаэробную переработки.
   Аэробная (в присутствии окислителя) переработка состоит из превращения органической составляющей мусорного экскрета в компост. Промышленные крупные массы мусора обрабатываются на перерабатывающих заводах. Они содержат участки подготовки мусора, специальные биореакторы и открытые площадки для вылеживания компоста. Время переработки в биореакторе такого завода составляет не менее 12 часов при температуре не ниже +50 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


С. Полный цикл переработки – примерно 3 месяца.
   Достоинством этого метода является его безвредность для природы и получение ценных органических удобрений. Основные недостатки технологии – длительность переработки и возможное высокое содержание в компосте солей тяжёлых металлов, что ограничивает его применение в сельскохозяйственном производстве.
   Анаэробная (без доступа воздуха) переработка органических компонентов не требует специальных зданий и площадок для получения сырья. Она происходит непосредственно в теле свалки или в герметичных метантанках. Здесь анаэробными бактериями мусор превращается в продукт их жизнедеятельности – биогаз (метан и углекислый газ). Эта технология в настоящее время применяется на опытных участках Московской области.
   Заметим, что способом компостирования можно использовать только органические вещества, составляющие в случае бытовых отходов немногим более половины мусора.
   При компостировании в небольших хозяйствах и предприятиях, как правило, бытовые отходы смешиваются с отбросами, образующимися при переработке сточных вод на очистных сооружениях. Смесь перегнивает и образует компост, используемый как удобрение. Аналогично получают компост в сельском хозяйстве, смешивая навоз с растительными остатками.

   Мусороперерабатывающие заводы
   Все большее значение в проблеме избавления от мусорных экскретов приобретает переработка и вторичное использование отходов, так как это экономит сырьевые ресурсы и способствует оздоровлению природных сред нашей планеты.
   Ежегодно в городах России образуется примерно 130 млн. тонн твёрдых бытовых отходов, что составляет около 0,2 т на одного человека. На территории России сегодня действует 7 мусоросжигательных заводов, которые перерабатывают около 3 % твёрдых бытовых отходов, а 9 % вывозится из городов на более чем 1000 полигонов бытовых отходов [12]. Остальная масса мусора поступает на свалки. В Санкт-Петербурге работают 2 мусоросжигательных завода (Горелово, Янино). Одно из направлений решения проблемы отходов – их первоначальная грамотно организованная сортировка.
   Переработка и биотехнологии – самые высокотехнологичные методы утилизации мусорных экскретов. Одним из основных этапов такой технологии является обязательная сортировка мусора. При сортировке ТБО возможно и вторичное использование отходов в качестве сырья. Например, вторичное использование бумажной макулатуры уменьшает расход сырья и экономит топливо.
   Сочетание в едином комплексе мусоросортировочного завода, установок с анаэробной переработкой органической части ТБО и энергоблоком для выработки электроэнергии и тепла позволяет перерабатывать ТБО полностью и с выгодой использовать их сырьевой и энергетический потенциал. В результате обращение с мусором становится прибыльным и возникает возможность предотвратить или уменьшить рост тарифов на вывоз мусора и его переработку.
   Сравнение разных методов показывает, что несомненными преимуществами обладает комплексная промышленная переработка мусора с использованием его сырьевого и энергетического потенциала.
   Заметим, что разложение мусорных экскретов в теле свалки довольно медленный процесс; так бумага разлагается примерно за 10 лет, консервная банка – за 90 лет, фильтр от сигареты – за 100 лет, полиэтиленовый пакет – более чем за 200 лет, пластмассы – за 500 лет, стекло – более чем за 1000 лет. Поэтому проблема свалок и полигонов – это проблемы не только ныне живущих, но и будущих поколений.
   Отмечается, что погребение мусорных экскретов в грунте наиболее распространёно в мировой практике. Например, на свалках и полигонах США захоронено 84 % от всего мусора страны, 90 % – в Англии, в Японии – 57 %. В среднем 74 % от количества возникающего в мире мусора захоранивается таким образом.
   Несмотря на очевидную выгодность переработки отходов в России по-прежнему до 96–98 % ТБО свозится на свалки, из которых до 88 % находится в неудовлетворительном санитарном состоянии [120].
   В работе [59] предлагается в качестве развития мусороперерабатывающей отрасли, которая уже разрабатывается как федеральный проект, создать вокруг крупны городов и мегаполисов сети экотехнопарков. Например, для Москвы предполагается размещение экотехнопарков примерно в 200 километрах вокруг столицы. В самой же Москве предполагается организовать только сбор и пункты перегрузки с машин в железнодорожные составы, которые и будут вывозить уже спрессованные отходы за пределы города. Транспортировать грузы предполагается по железной дороге, это намного дешевле автомобильных перевозок.
   В экотехнопарках мусор будет перерабатываться, причём не только вновь образующиеся и поступающие отходы, но и те, что уже захоронены на полигонах. Следовательно, земли под свалками и полигонами будут рекультивироваться и лет через пять начнут возвращаться в природу. А незаконные свалки закроются.
   То что невозможно переработать, предполагается сжигать. Отходы, которые просто ещё не научились перерабатывать, закапывать на отдельных участках, где через 5 ÷ 10 лет, когда изобретут другие технологии, их можно будет извлечь.
   С идеей экотехнопарков автор [59] связывает надежды на спасение всего Московского региона, а в случае удачи этой идеи, она найдет применение по всей России.

   Современные высокотехнологичные способы утилизации мелкодисперсного мусора
   Что касается утилизации мелкодисперсной составляющей мусорных экскретов таких как пылевидные частицы, то они по разным причинам ещё не получили широкого распространения. Отмечается [12], что с развитием науки в настоящее время появляются новые методы утилизации отходов, например, такие как сверхтонкое обеспыливание газов и воздуха.
   Для улавливания особо твёрдых частиц созданы и используются высокоэффективные волокнистые фильтрующие материалы: стекловолокно, полимеры, металловолокно. Диаметр таких волокон составляет от нескольких микронов до сотых долей микрона. Фильтры на основе таких волокон улавливают частицы с диаметром чуть больше диаметра волокна, и используются для очистки вентиляционных выбросов на АЭС и подобных предприятиях.
   В заключение этого раздела книги заметим, что человечество, производя огромное количество мусорных экскретов, не научилось разумно ими распоряжаться. Мы загрязняем окружающую среду, нанося ей непоправимый вред в процессе своей жизнедеятельности, и когда ситуация изменится, предсказать не может никто.
   Немногочисленные предприятия по частичной переработке некоторых видов отходов пока не в состоянии решить проблему, а некоторые (особенно мусоросжигательные заводы) способны нанести природе невосполнимый экологический ущерб. Специалисты считают, что в России нужно утилизировать мусорные экскреты также как в Европе, сначала рассортировав их. Это не только повысит эффективность утилизации, но и будет способствовать охране природы. Рассортированный мусор затем может быть переработан при использовании новейших способов утилизации.



   2.2. Естественно-природные мусорные экскреты


   2.2.1. Природные отбросы

   Природные отбросы, как экскреты, являются необходимым промежуточным звеном в существовании сообществ живых организмов – биоценозов. Отбросами объектов флоры и фауны широко пользуется человек в лечебных и косметических целях, а также в качестве пищевых продуктов, объектов культуры и прикладного искусства. Природные отбросы в своей массе представляют [1]:
   – продукты выделений (жизнедеятельности) объектов флоры и фауны;
   – организмы, погибшие «своей смертью»;
   – созревшие и опавшие плоды растений и сами погибшие (увядшие) растения или их фрагменты.
   Погибшие объекты флоры и фауны, за исключением экскретов утрат и виктимов, причисляют к экскретам отбросов. Очевидно, также отбросами является падаль – разлагающиеся трупы животных, птиц, рыб и других обитателей дикой природы, умершие «от старости». В условиях дикой природы живые организмы редко доживают до естественной смерти, – большинство особей гибнет либо в качестве звена пищевой цепи, либо из-за инфекций. Имеются совершенно необъяснимые случаи гибели птиц и животных, часто принимающие формы эпидемий. Остановимся на обсуждении некоторых из подобных происшествий по материалам литературных источников.
   Сообщается, что миллионы дохлых рыб всплыли в одной из гаваней в пригороде Лос-Анджелеса [62]. Власти опасаются распространения опасных болезней. Причины массовой гибели сардин, килек и скумбрии в гавани King Harbor, располагающейся в 26 километрах к юго-западу от мегаполиса, не установлены. Гниющая и уже начавшая пахнуть рыба, которая мешает передвижению лодок и яхт, привлекла стаи чаек и других птиц. Местные власти решают, как максимально быстро избавиться от погибшей рыбы, представляющей опасность возникновения болезней.
   Массовое самоубийство овец произошло в Турции в семи километрах от города Эрзинкан, сообщает агентство Джихан [63]. По словам пастуха Мехмета Гана, он перегонял отару через горы, чтобы продать на рынке перед мусульманским праздником жертвоприношения Ид аль-Адха. Внезапно один из баранов прыгнул со скалы в глубокую пропасть, после чего за ним последовали еще 52 овцы. Ни одно из животных спасти не удалось. Причины произошедшего остаются неясными.
   Морские млекопитающие в количествах от десятков до сотен особей – в основном киты и дельфины становятся экскретами отбросов, часто выбрасываясь на берег в районе Австралии и Тасмании [61]. Точная причина подобных массовых самоубийств неизвестна. В качестве факторов, провоцирующих китов и дельфинов на самоубийство, назывались загрязнение океанической воды, магнитные бури и даже фазы Луны. В последнее время многие специалисты склоняются к выводу о том, что странное поведение животных объясняется сонарами, которые используются военными кораблями во время учений. В августе 2008 года министерство обороны Великобритании признало, что эхолокационные приборы оказывают негативное влияние на китов и дельфинов, однако прямой связи с их массовыми выбросами на берег установлено не было.
   Наиболее распространёнными природно-естественными отбросами являются несомненно конечные продукты выделений живых организмов в виде экскрементов, превратившиеся под действием природных воздействий в ценные органические удобрения – гумус и гуано.
   Гумус является важнейшим звеном из семейства экскретов для поддержания жизни на планете. Это слово латинское, буквально оно переводится как земля, почва, однако это не совсем верно. В почвоведении этим термином обозначают специфическую группу высокомолекулярных тёмноокрашенных веществ, образующихся в процессе разложения органических остатков в почве. Такие соединения синтезируются из продуктов распада и гниения отмерших растительных и животных тканей (отбросов). Все эти остатки и отбросы, перегнивающие в почве, – материал, из которого при участии почвообитающих микроорганизмов и простейших животных формируются новые органические соединения. Они весьма химически устойчивые, и в них сосредоточено большое количество элементов минерального питания растений. Это и есть гумус.
   Гумус является органическим веществом. Его основу составляют такие экскреты как погибшие или умерщвлённые живые организмы и отбросы их жизнедеятельности. Напомним, что органическим веществом считается всё, что относится к растительным и животным объектам [64].
   Органическое вещество, переработанное простейшими организмами – в первую очередь бактериями, простейшими организмами, грибами и червями, – является основой плодородия почв. Оно служит своеобразным инкубатором жизни, резервом необходимых растениям питательных веществ и оказывает большое влияние на структуру почвы, является источником энергии для многих полезных микроорганизмов. При разложении органического вещества почвы в приземный слой воздуха выделяется углекислый газ, используемый растениями для создания урожая при достаточном освещении, благоприятных влажности и температуре воздуха и почвы.
   Необходимо отметить, что процессы гумунизации происходят не только на поверхности земли или в её недрах, но и в водных объектах. Аналогом почвенного является водный гумус, возникающий из органического вещества водного объекта и включающий в себя как органический растительный, так и животный материалы.
   Считается [65], что почти весь синтезированный в водных объектах органический углерод подвергается микробиологическому разложению, небольшая его часть поступает в донные отложения, накапливается в виде гумуса почв и торфа, избегая таким образом деструкции. Причём количество водного гумуса превышает запас углерода в биомассе континентов и близко к его содержанию в почве.
   Другим важным продуктом естественного преобразования продуктов выделений в ценное удобрения является гуано. Гуано (исп. guano) – это разложившийся в условиях сухого климата помёт морских птиц – в первую очередь чаек. Этот продукт в местах его массового выделения используется как ценное азотное и фосфорное удобрение. Он содержит около 9 % азота и 13 % фосфорной кислоты, калий и кальций. Залежи гуано находятся на островах близ побережья Чили, Перу, Южной Африки, островах Карибского моря.
   В некоторых литературных источниках понятие гуано трактуется несколько расширенно, включая в него разложившиеся естественным образом остатки помёта морских птиц и летучих мышей, а также останки самих этих организмов.
   Термин гуано также используется в отношении удобрений из отбросов рыбного и зверобойного промыслов. Также термин «гуано» может быть использован в качестве олицетворения чего либо плохого.
   Отбросы процессов жизнедеятельности– такие как фекалии или экскременты – могут представлять ценное научное значение при изучении жизни птиц, рыб и животных. Чтобы не причинять изучаемым объектам фауны вреда, биологи следят за ними по косвенным признакам – экскрементам. Так, специалисты всемирного фонда дикой природы (WWF) по фекалиям наблюдают за белыми медведями, ирбисами, тиграми и дальневосточными леопардами. Сбор информации из отходов жизнедеятельности – наиболее лояльный и достоверный способ исследования дикой фауны.
   Благодаря «экскрементальным» исследованиям удаётся получать ценную информацию, не причиняя вреда животным. Например, в 2011 году исследователи из Зоологического института Китайской академии наук изучили состав и особенности микрофлоры панд по прокариотическим рибосомальным РНК, которые остались в экскрементах диких и живущих в зоопарках животных [82]. В ходе работы биологи выделили из фекалий 5522 рибонуклеиновые кислоты (РНК), среди которых оказалось и полтора десятка РНК бактерий рода Clostridium, ответственных за переваривание целлюлозы и гемицеллюлоз. Так, ген за геном учёные описали все приспособления организма панд, позволяющие кишечнику плотоядного животного переваривать бамбук.
   С помощью фекалий, полученных от выдр с разным рационом питания, выяснили, что лосось врождённо распознает врага по экскрементам. Для эксперимента зоологи смастерили специальный аквариум с «рукавами» в форме буквы Y [82]. Такая конструкция позволяла животным перемещаться, а вот запахи из одной части в другую не «переплывали» – в каждом рукаве вода пахла по-своему.
   Биологи использовали естественные ароматизаторы – фекалии евразийской выдры (Lutra lutra). Правда, одни экспериментальные животные питались только лососем, а другие питались чем угодно, но только не рыбой. Испражнения выдр исследователи добавляли в аквариум.
   Оказалось, что если в воду попадают экскременты лососеядной выдры, то рыбы (Salmo salar) предпочитают уплыть или залечь на дно. В таком случае у рыб учащалось дыхание, они замирали на дне в ожидании, пока не развеется запах опасности. При запахе фекалий нелососеядной выдры, как и в абсолютно чистой воде, рыбы не пугались и бегством не спасались. На основании этого исследования учёные сделали вывод о присутствии у рыб врожденных механизмов защиты от хищника.
   Также по ДНК из фекалий учёные определяют семейный уклад жизни животных. Например, при изучении карликовых шимпанзе по структуре ДНК выяснилось, что в пределах одного стада Y-хромосомы у самцов схожие, а митохондриальные ДНК – разные. Это означает, что самцы родственны друг другу по отцовской линии, а не по материнской.
   По экскрементам исследователи могут узнать многое и о прошлой жизни. Например, в 2010 году учёные из Университета в Лестере и из Института изучения эволюции в Монпелье по окаменелым фекалиям и кристаллизованной моче восстановили особенности климата на юге Африки [82]. Для этого палеобиологи использовали минерализованные экскременты капских даманов (Procavia capensis) – животных, населяющих весь африканский континент.
   Генетические родственники слонов – даманы организуют колонии и специальные места для дефекации, расположенные на небольшом удалении (50÷60 м) от жилища. Навозные кучи, сформированные полукроликами-полуслонами за тысячи лет, – это «зеркало» растительности того времени. По минерализованным метаболитам, найденным в разных слоях навозной кучи, исследователи определили, что примерно 6000÷2500 лет назад в центральной Африке поменялся тип климата – стал более засушливым.
   В качестве отклика на это изменилась флора, что удалось установить также при исследованиях тысячелетних навозных куч. Такими же методами учёным удаётся восстанавливать состав флоры и оценивают численность первобытной фауны. По оставшимся в экскрементах семенам, спорам грибов, ДНК отдельных растений, пыльце и пр. вполне можно описать былое биоразнообразие.
   По моче и фекалиям, оставшимся в почве после мамонтов и лошадей, учёные из университета Копенгагена сделали вывод о том, что вымершие животные минимум на 3,5 тыс. лет пересеклись с первыми людьми, пришедшими из Азии [82]. Эти знания достаточно важны для современной науки. Дело в том, что первопричиной вымирания мега-фауны многие учёные считают перешедших через Берингов перешеек охотников. Согласно же ДНК-анализу экскрементов, несколько тысячелетий люди, мамонты и лошади спокойно делили одну территорию. С большой вероятностью ученые бы никогда не сделали таких выводов, если бы не было фекальной ДНК. Образцы ДНК мамонтов и лошадей исследователи нашли в вечной мерзлоте на Аляске.
   Анализируя ДНК экскрементов, учёные становятся независимыми от скелетов, костей, зубов и других окаменелостей. Ведь если после смерти от животного остаётся всего один труп (а его еще нужно и найти!), то в течение всей своей жизни его ДНК, оставшаяся в моче и фекалиях, пропитывает почву на всём ареале. Получается, что всего лишь по щепотке почвы можно определить присутствие того или иного животного в определённый временной промежуток на определённой территории.
   Ценным природным отбросом признано мумиё. В некоторых литературных источниках, например [83], мумиё определяется как «горная смола», добываемая в пещерах Центральной Азии.
   По составу мумиё – природная смесь органического и неорганического хорошо растворимого в воде вещества, которое собирается в трещинах скал, пустотах, нишах в виде плёнок, корок, наростов чёрных, тёмно-коричневых и коричневых смолоподобных масс с примесью песка, илищебня.
   В другом литературном источнике [66], этот продукт определяется иначе. Мумиё – это не природная смола, а вступившие в реакцию с горными породами (скальной поверхностью, пылью) и отвердевшие экскременты летучих мышей семейства гладконосых. В реальности мумиё бывает разного происхождения.
   Очищенное от примесей и экстрагированное мумиё представляет собой однородную массу тёмно-коричневого или чёрного цвета эластичной консистенции с блестящей поверхностью своеобразным ароматическим запахом и горьковатым вкусом. Состав мумиё весьма непостоянен и определяется местом нахождения и происхождением, а также внешним видом. Различаются разновидности мумиё:
   1. Трупное – твёрдая или воскообразная масса чёрного цвета, образующаяся при мумификации или медленном разложении трупов животных и насекомых; такое мумиё обычно получали из мумифицированных людей и животных.
   2. Лишайниковое – густая или твёрдая разноокрашенная масса – продукт жизнедеятельности растений, преимущественно лишайников.
   3. Арчовое – смолообразная коричнево-чёрная со смолистым запахом масса, выделяющаяся из ствола корней семейства арчовых, сосны, ели. Этот продукт переносится водой в почве, смешивается с элементами почвы и образует натёки в расщелинах скал.
   4. Битумное – жидкая или воскоподобная масса тёмного цвета, накапливающаяся в результате анаэробного разложения погибших растений. От нефти отличается тем, что не содержит летучих углеводородов, поскольку образуется близко от поверхности почвы и быстро теряет летучие компоненты.
   5. Экскрементное – окаменевшие экскременты мелких животных, преимущественно грызунов и летучих мышей (самое распространённое).
   6. Медово-восковое – жёлтая, коричневая или чёрная масса – продукт жизнедеятельности диких пчёл, полимеризировавшийся в результате длительного лежания.
   7. Минеральное – обнаруженое высоко в горах, в пустотах скальных пород, куда не могли попасть ни животные, ни растения. Это свидетельствует о возможности образования мумиё из минералов, но с обязательным участием микроорганизмов или простейших.
   По народным поверьям, мумиё обладает обширными лечебными свойствами [67]. Ценнейшее лекарственное средство мумиё жизненно оправдало себя на протяжении ряда столетий и его применение научно обосновано экспериментаторами клиническим применением на больных. Оно применяется вовнутрь приготовлением с соками, на воде, мёде, чае, молоке и т. д. Применяется также наружно смазыванием, закапыванием с различными соками, спиртом, мёдом и т. п.
   Примерами используемых человеком выделений растений служат смолы, резины, бальзамы и млечные соки [72]. Это – жидкие или густые, тягучие продукты растительного метаболизма. Они в растениях образуются в специальных сосудах или вместилищах как жидкости, но, выделяясь на поверхность растения, высыхают, окисляются и загустевают.
   Смолы возникают естественно или после искусственного ранения растения; имеют аморфную или стекловидную консистенцию, способны растворяться в спирте или эфире, при нагревании плавятся, горят с копотью.
   Резины – затвердевшие выделения слизистых, преимущественно углеводных, веществ (например, вишнёвого клея).
   Смологумы – смешанные выделения резины и смолы вместе (например, миро).
   Бальзамами называют растворённые в эфирных маслах или других растворителях смолы. Например, перуанский бальзам состоит из смеси бензиловых эфиров бензойной и коричной кислот и долго сохраняется в полужидком состоянии.
   Млечный сок из повреждённых растений вытекает и засыхает в виде беловатых сосредоточений (опий из недозрелых коробочек мака, каучук из надрезанной коры гевеи бразильской и многих других тропических растений).
   Эти экскреты, являющиеся растительными выделениями, широко используются в народной и традиционной медицине. Они имеют антибактериальные и другие лечебные свойства и используются как сырьё в фармацевтической промышленности.
   Отбросы живых существ широко используются для приготовления всевозможных кулинарных блюд. В качестве примера приведём весьма экзотическое для россиянина кушанье – суп из ласточкиного гнезда. Как и почти всё экстравагантное, это блюдо не соответствует своему названию [68]. В тёмных расщелинах прибрежных скал Юго восточной Азии вьют свои гнезда маленькие птички, которые на самом деле вовсе не ласточки, а стрижи-саланганы. Эти птички строят гнёзда из собственной слюны, лишь немного добавляя в свой «строительный материал» икринки рыб, кусочки водорослей и беспозвоночных мальков сайры.
   Повара ресторанов экзотической кухни – большие фантазёры. Что ни стряпня у них, то непременно деликатес, и со своей легендой. Гнёзда не стали исключением. Ещё одна особенность китайских изысков – им, как правило, приписывают необыкновенные целебные свойства. Уверяют, что, например, гнёзда соперничают по своим свойствам с корнем женьшеня – возвращают молодость, продлевают жизнь, повышают мужскую потенцию, лечат астму и даже улучшают голос. В ходе своих исследований один китайский профессор обнаружил, что в гнёздах содержится растворяющийся в воде гликопротеин, который стимулирует деление клеток в иммунной системе человека. Теперь он мечтает выделить этот ингредиент и изобрести лекарство от СПИДа и других опасных вирусов…
   Охотники собирают гнезда три-четыре раза в году. Из-за гастрономического пристрастия к деликатесу гибнет огромное количество птенцов, но стоимость гнёзд настолько высока, что сборщиков не останавливают никакие моральные запреты и опасности. Гнёзда идут по $2000 за килограмм, и их цена постоянно растёт. На сегодняшний день в год потребляется несколько тонн ласточкиных гнёзд, притом, что высушенное гнездо весит не более 10 г. Во многом высокая цена на деликатес объясняется большим риском в процессе его добычи. Профессия сборщика гнёзд считается одной из самых опасных в Китае.
   В Китае суп можно попробовать в дорогих ресторанах, специализирующихся на так называемой Императорской кухне, или на юге, в провинции Гуандун, где этот шедевр, собственно, и был изобретён. Можно также купить отдельно гнёзда, привезти домой и приготовить самим. Деликатес продаётся в дорогой упаковке словно ювелирные драгоценности и стоит соответствующе. Приготовить такой суп гораздо проще, чем утку по пекински, но всё равно на стряпню тратится много времени.
   Вначале ласточкино гнездо должно разбухнуть. Для этого его заливают кипятком и выдерживают в горячей воде в течение 5 часов. Остывающую воду постоянно заменяют на горячую. После того как гнездо разбухнет и станет мягким, пинцетом с него убирают пух и грязь. Готовое ласточкино гнездо для дополнительного размягчения обдают раствором щёлочи. Затем тщательно промывают в холодной воде, после чего ставят на огонь. Готовый суп имеет вид слизи и по консистенции напоминает кисель. Ласточкино гнездо подают с крепким куриным бульоном.
   В кулинарии использование отбросов практикуется широко и повсеместно. Например, некоторые дорогие сорта кофе получают из зёрен, прошедших переработку в пищеварительной системе животных и птиц. Так, например, на Филиппинах живёт зверёк, называемый пальмовая циветта. Питается он, в числе прочего, сладкими красными кофейными ягодами. Мякоть ягод переваривается в желудках зверьков, а более твердые зёрна ферментируются. Именно благодаря этому кофе сорта Копи Лювак, получаемый из его экскрементов, приобретает свой особый и неповторимый, по мнению ценителей, вкус и аромат.
   Не только человек, но и объекты флоры и фауны широко используют для питания отбросы других организмов. Существует научное название этого явления. Копрофагия (от греч. κόπρος – навоз, фекалии и греч. φάγειν – есть) – поедание животным собственных или чужих экскрементов. Копрофагия часто наблюдается у собак, в вивариях у мышей и крыс. Нередко это явление объясняется недостатком в организме животных каких-либо микроэлементов и витаминов [83].
   В то же время среди детёнышей растительноядных млекопитающих в период перехода с молочной на естественную диету наблюдается поедание свежих экскрементов взрослых особей. Биологическое значение данного явления заключается в приобретении молодняком микрофлоры кишечника, необходимой для расщепления целлюлозы клеточных стенок растений.
   К животным, поедающим свои собственные экскременты, относятся грызуны: морские свинки, шиншиллы, зайцы, кролики. Их пищеварительный тракт часто не в состоянии с первого раза эффективно переварить растительную пищу. При этом многие высокомолекулярные вещества (гемицеллюлозы) не всасываются стенками кишечника при первом прохождению Такие питательные вещества становятся доступными после длительной обработки микрофлорой кишечника. Грызуны имеют возможность повысить полезное действие пищи, заново поедая полупереваренные растения [83].
   Копрофагия у людей (если она не имеет характера сексуального фетишизма) может быть связана с серьёзными проблемами психики, аутоагрессивным поведением по типу компульсивных действий, деменцией с развитием булимии, энцефалопатией в результате токсических воздействий, например, алкоголя, или перенесённой черепно-мозговой травмы, а также с дефицитом железа у младенцев.
   Формой симбиоза, при котором один организм получает питательные вещества от другого, не нанося ему вреда, является трофобиоз – разновидность симбиоза, наблюдаемая у некоторых животных, питающихся отходами жизнедеятельности других животных [83].
   Причём трофобиоз выгоден обеим сторонам такого взаимодействия организмов. Классическим примером трофобиоза может служить «дружба» тлей и собирающих сладкую падь муравьёв. Падь – одна из основных составляющих рациона муравьёв, которые в замену охраняют тлей от врагов, расселяют их и даже сооружают для них специальные укрытия [72].
   Следует отметить, что примеры отбросов, перечисленные в этом разделе книги, не претендуют на полноту этой «бездонной» категории экскретов.


   2.2.2. Природный мусор

   Мусор природный определяется как – твёрдые или условно твёрдые предметы, вещества, продукты естественного происхождения, появляющиеся в природных средах при катаклизмах или процессах деструктивного, а также катастрофического характера, затрудняющие или нарушающие естественные природные процессы, отравляющие, загрязняющие или захламляющие природу, нарушающие установившиеся биоценозы [1].
   Приведём несколько другую редакцию этого определения, имеющую также право на существование.
   Мусор природный – чужеродные для биологических объектов твёрдые или условно твёрдые тела, вещества, продукты, возникающие в больших количествах при авариях или явлениях катастрофического характера и препятствующие нормальному развитию живых организмов.
   Естественный (природный) мусор реализуется в виде мусорных выбросов, например, в виде грязекаменного потока при оползнях и селях, в восходящих потоков токсичного пепла, а также в застывших реках магмы – при извержениях вулканов. При штормах – возникают мусорные выбросы плавуна, при цунами – выбросы жилой инфраструктуры пострадавших островов, при вихрях и смерчах возникают мусорные выбросы вовлечённых в них тел и предметов и т. п.
   Примеры естественно-природного мусора:
   – обломки и ветки растений в виде фрагментов древесины;
   – оторвавшиеся от корней водоросли;
   – минеральные и органические вещества и продукты (грунт, камни, песок, пепел, магма и т. п.), появившиеся в новом месте после катаклизма или аварии.
   Необходимо помнить, что объекты природного мусора не просто возникают на новом месте, а угнетают или убивают жизнь в нём.
   Рассмотрим более подробно некоторые естественные процессы, приводящие к появлению природного мусора.
   Огромное количество природного мусора и жертв в биоценозах возникает при извержениях вулканов. Активная деятельность вулканов опасна для жизни любых форм. Она сопровождается выбрасыванием в атмосферу обломков горных пород, ядовитого газа и пепла, излиянием на земную поверхность раскалённой лавы. Извержение вулкана может продолжаться от нескольких часов до многих лет. При взрывных извержениях выбрасывается большое количество обломочного материала: вулканических бомб (размером от горошины до нескольких метров) и вулканического пепла.
   Лава и другие раскалённые извергаемые вещества стекают по склонам вулканической горы и выжигают всё, что встречают на своем пути, принося неисчислимые жертвы (виктимы). Не менее опасен и пепел, который проникает буквально всюду. Он выпадает непрерывным серо-чёрным «пеплопадом», который заваливает улицы и водоёмы, двери домов, крыши, рушащиеся под его тяжестью. Греческий город Помпея погиб именно так – под слоем пепла в 7÷ 8 метров.
   Извержения вулканов, являющееся проявлением тектонической деятельности планеты, является самым массовым источником поступления в природу элементарных и глобальных экскретов. Особенно опасны извержения «супкрвулканов» – таких как Кракатау. Извержение вулкана Кракатау произошло в августе 1883 года. Вот краткое описание его последствий [70]. Утром перед извержением раздался колоссальный взрыв. Газы, пары, пепел и обломки пород были подняты на высоту 70÷80 км и рассеялись по площади около 1 млн. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


. Вызванные взрывом чудовищные волны моря вздымались наподобие гор, доходя до 30 м в высоту; одна за другой низвергались они на острова. Города, деревни, леса, железнодорожная насыпь, проходящая на Яве вдоль берега, – всё было стёрто с лица земли страшным потопом. Города Анжер, Вентам, Мерак и другие были разрушены. Всё население островов Себеси и Серами было погребено. Только немногим удалось каким-то чудом избегнуть этой печальной участи; первая волна, хлынувшая на землю, увлекла с собой людей, но некоторых потом выбросила на сушу невредимыми.

   Извержение Кракатау 1883 года (литография, 1888 г.)

   Что происходило дальше с оставшимися в живых, трудно описать. В ужасе жители напрягали все свои силы, ища спасения. Тьма заволокла всё. Затем произошёл второй взрыв, примерно такой же гигантский, как и за час до этого, но не сопровождавшийся цунами. Следующий взрыв со слабым цунами отмечен через несколько часов. Пепельный дождь, взрывы, буря и волнение на море не прекращались всю ночь, но сила их постепенно ослабевала. Утром 28 августа небо опять стало светлее, извержение ослабело, но ещё не кончилось. Небольшие взрывы происходили в сентябре и в октябре, а 20 февраля 1884 г. было отмечено последнее извержение. Вулкан успокоился…
   Берега Суматры и Явы изменились до неузнаваемости. Знакомые места можно было найти разве только по памяти, но никак не по внешнему виду. Богатая тропическая растительность исчезла бесследно везде, где только появлялись морские волны. Земля была совершенно голой; серая грязь и продукты извержений, вырванные с корнями деревья, остатки зданий, трупы людей и животных усеяли её. На поверхность Зондского пролива всплыли массы пемзы. По официальным данным, число погибших было около 40 тыс. человек. На месте острова Кракатау разлилось море, и из воды выходил на поверхность лишь старый конус вулкана, который треснул пополам, одна его половина упала в море, а другая открыла поразительную картину страшной лаборатории подземных сил.
   Волна в море (цунами), вызванная взрывом Кракатау, была настолько мощной, что обошла несколько раз всю планету. На всём побережье Индийского океана наблюдались волны, более или менее сильные в зависимости от расстояния до Кракатау. Волнение распространилось также по всему Тихому океану и достигло западных берегов Америки. В Атлантическом океане цунами наблюдалось у берегов Франции и на Панамском перешейке.
   Примерно в то же время во многих местах Европы прошёл дождь из пыли и словно снегом покрыл землю. Исследование показало, что эта пыль состоит из мельчайших кристалликов, таких же как в пепле Кракатау.
   Продукты извержения Кракатау состояли преимущественно из пемзы и мелкого пепла. Предполагают, что объём их доходил до 18 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


. В 6 км в радиусе вулкана изверженные породы нагромоздили пласты толщиной 20÷40 м. Издали казалось, что острова дымятся. На самом же деле это был пар, поднимавшийся от высокотемпературной груды изверженных масс. Масса пемзы покрыла поверхность моря наподобие настоящих плавучих островов, которые на 2 м возвышались над поверхностью моря. У Суматры, при входе в заливы Лампонг и Семанка, пласты плававшей пемзы обладали такой мощностью, что самые большие суда с трудом могли прорезать их. Пепел занял площадь в 750 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


.
   После извержений достаточно большие территории оказываются погребёнными под слоем лавы, а выброшенные в атмосферу пыль и зола затрудняют доступ солнечных лучей к земной поверхности, что может сказаться на глобальном климате.
   Во время вулканических извержений гибнет огромное количество объектов флоры и фауны; спастись удаётся только пернатым.
   Вулкан опасен не только во время извержения. Кратер ещё долго может таить под внешне крепкой коркой кипящую магму. Опасны и кислотные или щёлочные газы, напоминающие туман. Выброс пепла на большую высоту в атмосферу сказывается на погоде Земли в течение долгого времени.
   На Земле около 600 действующих вулканов [22]. Самые высокие из них находятся в Эквадоре (Котопахи – 5896 и Сангай – 5410 метров) и в Мексике (Попокатепетль – 5452 метра). В России находится четвертый в мире по высоте вулкан – это Ключевская Сопка высотой 4750 метров.
   В истории катастроф особое место занимает страшное извержение Везувия. 24 августа 79 года над Неаполитанским заливом раздался взрыв, и началось извержение вулкана. Это извержение было столь продолжительным и мощным, что под слоем пепла, лавой и кипящей грязью похоронило три города: Помпею, Геркуланум и Стабию с населением около 10 тысяч человек.
   Примером мусора как природного экскрета служат естественные выпадения фрагментов разрушенных тел и пыли, происходящие при экстремальных метеоусловиях типа штормов, торнадо или песчаных бурь. При подобных явлениях природы пылевидный мусор, движущийся с большими скоростями, способен парализовать жизнь биоценозов на значительных ареалах. Песчаные бури для некоторых стран – явление заурядное. Спутники NASA регулярно передают на Землю трёхмерные изображения кучевых и дождевых облаков, а также информацию о песчаных бурях [23].
   Исследованием песчаных бурь в последнее время активно занимаются космические агентства. Дело в том, что согласно последним научным открытиям, было доказано, что песчаные бури являются крупнейшими переносчиками бактерий, вирусов и спор грибов. Оказалось, что глобальное потепление климата оказывает влияние на формирование и распределение песчаных бурь на планете, а те в свою очередь, влияют на распространение инфекций и болезней на различных континентах. Учёные подсчитали, что сегодня объём земной пыли составляет 3 млрд. тонн, а в каждом грамме пыли содержатся миллионы бактерий, сотни тысяч вирусов и десятки тысяч грибных спор.
   Учёные отмечают, что сегодня крайне важно контролировать перемещение песчаных бурь. Это даёт возможность прогнозировать и оценивать риски различных заболеваний. С учётом того, что в пылях в больших концентрациях встречаются такие тяжёлые металлы как никель, алюминий, свинец и стронций, наблюдение и контроль за перемещением песчаных и пыльных бурь является весьма важной задачей в защите климата нашей планеты и здоровья её жителей.
   Наиболее характерными стихийными бедствиями для некоторых географических районов Российской Федерации, приводящими к возникновению природного мусора, относятся обвалы, оползни, сели и снежные лавины. Они могут разрушать объекты флоры и фауны, здания и сооружения, вызывать гибель людей и животных. Дадим краткую характеристику таких явлений [6].
   Обвалом называется быстрое отделение массы горных пород на крутом склоне с углом больше угла естественного откоса, происходящее вследствие потери устойчивости поверхности склона под влиянием различных факторов (выветривания, эрозии и абразии в основании склона и др.). Обвалы относятся к гравитационному движению горных пород без участия воды, хотя вода способствует их возникновению, так как чаще обвалы появляются в периоды дождей, таяния снега, весенних оттепелей. Одной из разновидностей обвалов являются вывалы – обрушение отдельных глыб и камней из скальных грунтов, слагающих отвесные склоны и откосы выемок.
   Оползнем называется скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Природными факторами, непосредственно влияющими на образование оползней, являются землетрясения, переувлажнение склонов гор интенсивными атмосферными осадками или грунтовыми водами, речная эрозия, абразия и др. Оползни могут сходить со всех склонов, начиная с крутизны 19°, а на трещиноватых глинистых грунтах – при крутизне склона 5 ÷ 7°.
   Селевым потоком (селем) называется временный грязекаменный поток, насыщенный твёрдым материалом размерами от глинистых частиц до крупных камней (с объёмной массой от 1,2 до 1,8 т/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


), который изливается с гор на равнины. Сели возникают в сухих долинах, балках, оврагах или по долинам горных рек, имеющих в верховьях значительные уклоны; они характеризуются резким подъёмом уровня, волновым движением потока, кратковременностью действия (в среднем от одного до трёх часов) и, соответственно, значительным разрушительным эффектом. Непосредственными причинами зарождения селей служат ливни, интенсивное таяние снега и льда, прорыв водоёмов, моренных и завальных озёр; реже – землетрясения и извержения вулканов.
   Селевые потоки возникают при одновременном проявлении трёх природных условий (явлений):
   – наличия на склонах водного бассейна достаточного (критического) количества продуктов разрушения горных пород;
   – накопления значительного объёма воды для смыва (сноса) со склонов рыхлого твёрдого материала и последующего его перемещения по руслу;
   – крутого уклона склонов и водотока.
   В высокогорных районах серьёзную опасность представляют снежные лавины как источники возникновения природного мусора. Обычно они происходят на склонах крутизной от 30° до 45° после сильного снегопада, длившегося несколько часов. На более крутых склонах снег не накапливается, на менее крутых весной и в начале лета могут сходить лавины из мокрого снега даже при угле 12° – 15°.
   Дождь и повышение температуры после снегопада увеличивают опасность схода лавины, как и сильный снегопад при низких температурах, так как снег не успевает слежаться.
   При своем движении лавины уничтожают всякую растительность, поэтому густой сосновый лес на склоне – верный признак отсутствия лавинной опасности, и наоборот вертикальные просеки в лесах – верный признак лавины. Относительно безопасными можно считать только склоны, на которых из под снега выступают камни или выходы скал, а внизу заросли кустарника, которые препятствуют сползанию до тех пор, пока снегопад не закроет их полностью. Попавший в лавину лес сильно повреждается, а навалы стволов могут на годы нарушить биоценозы.
   Лавины представляют опасность не только деревьям и кустарникам, но и объектам фауны, а также человеку. Попав в лавину, нужно всеми силами стараться удерживаться на поверхности и стараться выгребать к её краю, где перемещения снега значительно медленнее. Плавательные движения по течению снежного потока в определённой степени препятствуют засасыванию человека лавиной.
   Сухие (пылевидные) лавины возникают от свежевыпавшего или перевеянного метелью снега. Образуются они как во время снегопада, так и после него, в результате накопления снежных масс и слабого их сцепления со склонами. Непосредственной причиной схода лавины могут служить внешние воздействия: падение карниза, камня, подрезание склона человеком, внезапная перемена ветра, грозовой разряд. Лавина из сухого снега сопровождается облаком тончайшей снежной пыли, иногда достигающим огромных размеров. Увлекая за собой воздух, особенно при падении с отвесных участков, она вызывает мощную ударную волну, разрушительная сила которой не менее страшна, чем сама лавина. Человек, попавший в сухую лавину, даже если ему удастся избежать срыва, может задохнуться в снежной пыли.
   Много мусора возникает не только во время природных катаклизмов или катастрофических явлений природы, но и при экстремальных метеорологических условиях. Случаются и экзотические проявления метеорологии, и тогда мусор появляется в огромных количествах. Например, зимой 2010 года жителям Центральной России, довелось узнать, что такое ледяной дождь, за которым последовал ледяной шторм. Возникли эти природные явления из-за того, что с юга страны пришёл мощный циклон с огромным запасом влаги, а навстречу ему двигался холодный антициклон. Сошлись эти два воздушных течения недалеко от Москвы. Результатом столкновения стал сильный ветер и мокрый снег, перемежающийся дождём. На дорогах возникли снежные заносы и гололёд и, как следствие, – огромные пробки и перебои с общественным транспортом. Мокрый снег налипал на провода и деревья, что привело к обрывам проводов и перебоям с энергообеспечением города. Возникло большое количество нависших под тяжестью льда сучьев, много деревьев из-за обледенения сломалось и упало. В столице пострадало 8,5 тысячи деревьев [24]. Древесный мусор и завалы сучьев в некоторых местах города удалось убрать только к лету.
   Появление объектов космического происхождения в околоземном пространстве и на поверхности Земли также, очевидно, можно отнести к внеземным экскретам, а именно к природному мусору и отбросам. Дадим им определение.
   Внеземные (космические) экскреты – тела, предметы, вещества внеземного происхождения, появляющиеся в природных средах нашей планеты при вторжениях в околоземное космическое пространство (ОКП) космических объектов (НЛО, комет, метеорных тел). В частности, с внеземными экскретами связывают появление новых вирусных болезней. Внеземные (космические) экскреты – являются разновидностью природного мусора.
   Потерпевшие бедствие летательные аппараты инопланетян после их приземления или приводнения на поверхности нашей планеты могли служить источниками биологической «рассады». Известно, что некоторые биологические объекты способны сохранять свою жизнеспособность после длительных воздействий негативных факторов – таких как холод и высокоэнергетическое излучение. Например, сперматозоиды не теряют своей оплодотворяющей способности после пребывания в атмосфере жидкого азота (-143 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


С) в течение многих десятилетий.
   Засорением околоземного пространства и возникающими угрозами для населения озаботилась Организация объединённых наций (ООН). Управление этой организации по вопросам космического пространства подтвердило важность для всех стран Руководящих принципов предупреждения образования космического мусора. «Устав внеземной чистоты» был одобрен резолюцией Генассамблеей ООН в декабре 2007 г.
   Реальной угрозой для землян остаётся возможность получить себе на голову «подарок» в виде космического тела типа метеорита или астероида, а также рукотворного орбитального мусора. С антропогенным мусором человечество со временем обязательно справится, чего пока нельзя сказать об угрозах другого рода – природных. К Земле настойчиво стремятся «посланцы вечности» – астероиды и всевозможные кометы. Наибольшую тревогу у учёных вызывает астероид «Апофиз», который по уточнённым данным пройдет в 2029 г. на минимальном расстоянии от Земли. По мнению петербургского астронома Сергея Смирнова, «при таком сценарии шестисотметровая глыба ничего хорошего, в частности, для планируемых к тому времени телекоммуникационных платформ со спутниками связи на геостационарной орбите не сулит. В настоящее время невозможно максимально точно рассчитать будущую орбиту астероида». Иными словами, огромный кусок с определенной долей вероятности может свалиться на нас со всеми вытекающими последствиями. Вот когда мусора всех типов и видов будет предостаточно!
   Слегка утешает мысль о том, что в 2012 г. этот самый «Апофиз» несколько приблизится к Земле, после чего появится возможности более точно определить его орбиту к 2029 г. и при необходимости продумать меры противодействия вторжению.


   2.2.3. Токсичные природные выбросы жидкостей и газов

   Выбросы жидкостей и газов природного происхождения при обычной жизни биоценозов являются элементами устоявшихся экологических процессов. Они, как правило, не нарушают их жизнь и поэтому не входят в категорию мусорных экскретов. При экстремальных природных явлениях возникают токсичные жидкостные и газообразные выбросы, являющиеся разновидностью мусорных экскретов. Их можно определить так.
   Токсичные жидкостные и газообразные выбросы – экскреты в виде жидких, полужидких и газообразных веществ и продуктов естественного происхождения, возникающие в природных средах при авариях и катаклизмах, нарушающие и отравляющие жизнь биоценозов. Фактически – это газообразная или жидкая разновидность природного мусора.
   Безусловно основным поставщиком токсичных выбросов, формирующихся в природные мусорные экскреты, являются вулканы. Вулканы в справочной литературе определяются так. «Вулкан – (по имени бога огня Вулкана), геологическое образование возникающее над каналами и трещинами в земной коре по которым извергаются на земную поверхность из глубины магматических источников лавы, горячие газы и обломки горных пород. Обычно вулканы представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержений».
   Извержения вулканов обычно начинаются усилением выбросов газов сначала вместе с тёмными, холодными обломками лав, а затем с раскалёнными [71]. Эти выбросы в некоторых случаях сопровождаются излиянием лавы. Высота подъёма токсичных газов, паров воды насыщенных теплом и обломками лав, в зависимости от силы взрывов, колеблется от 1 до 5 км. Однако случаются и более высокие выбросы. Например, во время извержения вулкана Безымянного на Камчатке в 1956 г. она достигала 45 км. Выброшенные газопепельные облачные структуры переносятся на расстояния от нескольких до десятков тыс. км. В некоторых случаях при катастрофических извержениях области загрязнённой атмосферы распространяются по всей поверхности Земли, формируя единый планетарный глобальный мусорный экскрет.
   Такая картина наблюдалась, например, при извержении индонезийского вулкана Кракатау в 1883 году. При этом извержении на несколько суток поверхность Земли была закрыта этой слабопроницаемой для солнечного излучения толщей облаков, что привело к похолоданию и нанесло ущерб биоценозам.
   Объём выброшенного при извержениях обломочного материала порой достигает нескольких км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


. При некоторых извержения концентрация вулканического пепла в атмосфере бывает насколько большой, что возникает темнота, подобная темноте в закрытом помещении. Это имело место в 1956 г. в поселке Ключи, расположенном в 40 км от вулкана Безымянного.
   Типичное извержение представляет собой чередование слабых и сильных взрывов и излияния лав. Взрывы максимальной силы называют кульминационным пароксизмом. После них происходит уменьшение силы взрывов и постепенное прекращение извержений; объёмы излившейся лавы – до десятков км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


.
   Продукты извержения вулканов бывают газообразными, жидкими и твёрдыми. Вулканические газы, выделяются вулканами как во время извержения – эруптивные, так и в периоды его спокойной деятельности – фумарольные из кратера, из трещин, расположенных на склонах вулкана, из лавовых потоков и пирокластических пород. В их составе установлены пары H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


O, H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, HCl, HF, H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


S, CO, CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и других в основном ядовитых веществ [84]. Проходя через зону подземных вод, они формируют горячие источники, нанося ущерб устоявшимся сообществам живых организмов.
   Важным токсичным веществом, накапливающимся в мусорных экскретах, является ртуть. Этот жидкий чрезвычайно ядовитый металл попадает в природные среды, в основном, при извержениях вулканов и другой тектонической деятельности.
   Основная форма нахождения ртути в природе – рассеянная и только 0,02 % её заключено в месторождениях. Содержание ртути в различных типах изверженных пород близки между собой (около 100 мг/т). В водах Мирового океана содержание ртути 0,1 мкг/л [50].
   Это – опасный загрязнитель окружающей среды, особенно опасны выбросы в воду, поскольку в результате деятельности населяющих дно микроорганизмов происходит образование растворимой в воде и токсичной метилртути. Ртуть – типичный представитель кумулятивных ядов, накапливающихся в пищевых цепочках.
   Вулканическая лава также может рассматриваться как жидкий мусорный экскрет. Лава (итал. lava) представляет собой раскалённую жидкость или очень вязкую преимущественно силикатную массу, изливающуюся на поверхность Земли при извержениях вулканов. При застывании лавы образуются эффузивные горные породы.
   Имеются и подводные вулканы, разновидность вулканов, расположенных на дне океанов [85]. Большинство современных вулканов расположено в пределах трех основных вулканических поясов: Тихоокеанского, Средиземноморско-Индонезийского и Атлантического. Как свидетельствуют результаты изучения геологического прошлого нашей планеты, подводные вулканы по своим масштабам и объему поступавших из недр Земли продуктов выброса значительно превосходят вулканы на суше. Если на суше ежегодно из 20÷30 вулканических извержений поступает в среднем до полутора кубических километров расплавленной магмы в год, то за это же время из подводных вулканов извергается материала в 12÷15 раз больше. Примерно такие же соотношения наблюдаются по отношению к токсичным газовым выбросам подводных вулканов. Исследования показали, что жизнь в приповерхностных водах океана, от которой зависит и объём поглощаемых океаном парниковых газов, поддерживается активностью подводных вулканов.
   Отметим, что газообразные выбросы извергающихся вулканов представляют опасность не только для обитателей флоры и фауны, но и для людей. Лава сжигает постройки и выводит из обращения пахотные земли, а пепел и газы, выброшенные вулканом в атмосферу, способны вывести из строя самолетные двигатели, приводя к их падению и многочисленным жертвам.
   Огромное количество токсичных газов попадают в атмосферу при горении природных объектов – в первую очередь при лесных пожарах. Возникающие при этом газо-аэрозольные и пылегазовые объёмы являются мусорными экскретами – объектами, губящими жизни многих представителей флоры и фауны на пострадавшей территории.
   Выбросы, возникающие при испарениях жидкостей и дымлениях твёрдых горючих тел во время природных катаклизмов, также являются важными поставщиками токсичных веществ в атмосферу. Эти процессы объединяет то, что носителями загрязнений являются мельчайшие твёрдые или жидкие частицы, строго следующие движениям воздуха. Скорость поступления таких частиц в атмосферу определяется молекулярными эффектами, а скорость переноса – турбулентными характеристиками потока. Отмечается [43], что вследствие своей малости и быстрого разбавления воздухом частицы испаряющейся жидкости или дыма практически не влияют на газодинамику выброса и фактически являются пассивной токсичной субстанцией. Такие выбросы весьма опасны для живых организмов.
   Большую опасность представляют выбросы основных парниковых газов – углекислого газа и метана. Особенно велики выбросы СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


как с поверхности земли, так и из водных объектов.
   Отмечается [86], что на космических снимках Байкала на весеннем льду иногда можно увидеть тёмные кольца диаметром 5÷7 км. Впервые такое кольцо было замечено на космическом снимке, сделанном в апреле 1999 года. Повторно аналогичное ледовое явление было зафиксировано на том же месте в апреле 2003 года, а затем в апреле 2005-го. В 2004, 2006 и 2007 годах кольцевых образований на льду Байкала не было. В 2008 году кольца появились уже в двух местах: опять в районе мыса Крестовский (с некоторым смещением на юго-запад от места расположения кольца в 1999, 2003 и 2005 годах) и, впервые, в районе посёлка Турка. В 2009 году опять зафиксировано два кольца в новых местах: западнее мыса Нижнее Изголовье полуострова Святой Нос и в южной оконечности Байкала, сообщает информационный ресурс Байкал-Центр.
   Причины и механизм образования кольцевых ледовых явлений в настоящее время детально не изучены. Предположительно, образование кругов связано с выбросами природного горючего газа (метана) из многокилометровой осадочной толщи дна Байкала. Известно, что на некоторых участках акватории выходы природного газа со дна происходят постоянно. Летом в таких местах из глубины на поверхность поднимаются пузыри, а зимой образуются "пропарины" диаметром от полуметра до сотен метров, где лёд очень тонкий или вообще отсутствует. Но гигантские тёмные кольца на льду Байкала образуются при выбросах природного газа аномально большого объёма. Вероятно, такие выбросы связаны с сейсмической деятельностью и тектоническими движениями в Байкальской рифтовой системе. Такие глобальные экскреты могут негативно повлиять на жизнь водных организмов.
   По словам учёных, образование тёмных колец на ледяной поверхности предположительно происходит следующим образом. Поднимаясь со дна Байкала, природный газ инициирует восходящий водный поток. Массы воды в процессе подъёма закручиваются силами Кориолиса, обусловленными вращением Земли (аналогично как в атмосфере образуются циклоны и антициклоны). В результате в приповерхностном слое воды подо льдом формируется круговое относительно теплое течение, которое постепенно разрушает ледяной покров снизу. Подтаявший лёд напитывается водой, и на поверхности льда проявляется тёмное кольцо. Впоследствии в пределах образовавшегося круга лёд сходит быстрее, чем в близлежащих участках акватории.
   Скорее всего, такие аномальные выбросы природного газа происходили на Байкале всегда, и такие кольца на льду для Байкала явление не новое. Но, из-за огромного размера, увидеть кольцо с близкого расстояния и даже с горы практически невозможно. Поэтому замечать их стали только недавно, когда по заказам Минприроды России начал проводиться ежедневный космический мониторинг Байкальской природной территории.
   По данным Байкальского регионального компьютерного центра в 2009 году в районе мыса Нижнее Изголовье полуострова Святой Нос кольцевое ледовое образование является самым аномальным за весь десятилетний период наблюдений. Вероятно, это связано с активизацией геологических процессов в этом районе. 24 апреля 2009 года в ледяном покрове, толщина которого в этом районе обычно в марте-апреле составляет около 1 метра, образовалась округлая полынья площадью 35 квадратных километров (по данным космической съёмки спутника SPOT, с пространственным разрешением 10 метров).
   Эксперты отмечают, что масштабы и интенсивность проявления происходящих процессов характеризуют их высокую опасность для автотранспортных средств, передвигающихся по ледовым дорогам, для рыбаков и жителей близлежащих поселков. Очевидно, что аномально большие выбросы лёгкого газа происходят на этих участках и в другие времена года. Уменьшение выталкивающей архимедовой силы из-за наличия в воде метана может привести к утоплению не только водоплавающих птиц, но и создать опасность для судов и их экипажей.
   Что касается другого парникового газа – углекислого, то атмосферный СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


находится в состоянии постоянного обмена с водами, почвой и живыми организмами, в результате чего создаётся постоянный кругооборот его в природе. В этом кругообороте источниками СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


служат вулканические извержения, выветривание содержащих углерод горных пород, микробиологический распад органических соединений над почвой и в почве, дыхание животных и растений, лесные пожары и сжигание природного топлива. Выбросу СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


противостоят процессы его фиксации из атмосферы: фотосинтез растений, растворение в морской воде, накопление соединений, богатых углеродом, и отложение богатых углеродом залежей горючих ископаемых.
   Между процессами высвобождения углерода при дыхании и связывания углерода при фотосинтезе установилось известное равновесное состояние, что характерно как для материков, так и для океанов. В такой обменный механизм включена только часть общего количества углерода всей биомассы.
   Содержание метана в атмосфере изменилось за последние десятилетия. Исследование состава воздуха в полостях льда показало, что содержание СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в атмосфере в течение длительного времени (от 500 до 27000 лет) составляло около 0,7 млн. -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


. За 25 лет содержание метана поднялось на 1,25 млн. -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и сейчас составляет около 2 млн. -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, что связано с увеличением площадей, занятых посадками риса, который выращивают в анаэробных условиях, а также с созданием крупных животноводческих хозяйств. Более точные сведения о причинах роста концентрации СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в атмосфере пока отсутствуют [57]. Выражаются опасения, что увеличение количества СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в атмосфере вызовет такое же накопление тепла, как и за счёт фтора и хлора с углеводородами.
   Говоря о токсичных выбросах в естественных условиях нельзя не упомянуть о природном газе, который часто путают с входящим в его состав метаном. В справочнике приводится такая информация о нём. Приро́дный газ (Compressed Natural gas) – смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Он относится к полезным ископаемым. Часто является попутным газом при добыче нефти. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии – в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. В стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии.
   Также природный газ может находиться в виде естественных газогидратов. Основную часть природного газа составляет метан (CH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


) – до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды – гомологи метана:
   – Этан (C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


),
   – Пропан (C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


),
   – C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


(бутан),
   а также другие неуглеводородные вещества:
   – Водород (H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


),
   – Сероводород (H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


S),
   – Диоксид углерода (СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


),
   – Азот (N -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


),
   – Гелий (Не).
   Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ, имеющих сильный неприятный запах (так называемых одорантов). Чаще всего в качестве одоранта применяется этилмеркаптан.
   Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в Космосе, но там из-за отсутствия окислителей они не опасны. Метан – третий по распространённости газ вселенной, после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удалённых от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса. Огромные залежи природного газа сосредоточены в осадочной оболочке земной коры. Согласно теории биогенного (органического) происхождения нефти они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при бо́льших температурах и давлениях, чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.
   Во второй половине XX века в университете им. И. М. Губкина были открыты природные газогидраты (или гидраты метана). Позже выяснилось, что газовые запасы в данном состоянии огромны. Они располагаются как под землёй, так и на незначительном углублении под морским дном. Более подробно информация о газогидратах приведена в разделе 1.3. нашей книги.



   2.3. Мусорные экскреты околоземного космического пространства (ОКП)


   2.3.1. Области освоения ОКП и засорения его экскретами

   Проблема орбитального – искусственного (техногенного) и естественного (космического) мусора является весьма близкой и актуальной для экскретологии такой динамической системы, как система «Земля – ОКП».
   В первые годы освоения космического пространства вопрос о его загрязнении и влиянии этого загрязнения на земную природу вообще не ставился. Околоземная область функционирования искусственных космических объектов достаточно велика. Несмотря на то, что её объём оценивается огромной величиной ~10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, но активная антропогенная деятельность в последние годы стала весьма ощутимо сказываться и здесь [1].
   Освоение околоземного космического пространства, ближнего и дальнего Космоса являются жизненно необходимыми шагами развивающейся цивилизации. Для реализации подобных амбициозных задач требуется не только наличие ракетно-космической техники, но и осознание рисков негативных воздействий, которые она может нанести биосфере планеты. В понятие «ракетно-космическая техника» обычно включают [54]:
   – космодромы (технические и стартовые комплексы, заправочно – нейтрализационные станции, хранилища и т. д.);
   – средства выведения – ракеты-носители (РН) и разгонные блоки (РБ);
   – космические аппараты (КА) и орбитальные станции;
   – районы падения отделяющихся частей;
   – командно-измерительные комплексы.
   Околоземное космическое пространство (ОКП) может быть определено [40] как «область вокруг Земли, физические характеристики которой отличаются от характеристик собственно межпланетного пространства в связи с влиянием Земли. К этим физическим характеристикам относятся концентрация заряженных и нейтральных частиц, их энергия и химический состав, плотность твёрдого вещества, магнитное и электрическое поля. Протяжённость ОКП над освещённой стороной Земли в направлении на Солнце 10÷12 земных радиусов, а над ночной стороной, по-видимому, превышает расстояние до орбиты Луны. Из понятия ОКП исключается атмосфера или, по крайней мере, тропосфера, стратосфера и мезосфера. Синоним – околоземное пространство».
   При изучении околоземного космического пространства как объекта экскретологии следует его рассматривать во взаимодействии с биологическим миром планеты. При этом ОКП должен рассматриваться в качестве окружающей среды для Земли, как единой глобальной экосистемы, потому что все процессы, происходящие в ОКП, в том числе и связанные с освоением Космоса, оказывают влияние на экологическое состояние планеты.
   Заметим, что околоземное космическое пространство должно рассматриваться не только как защитная газообразная оболочка Земли, но и как область активной ракетно – космической деятельности. Для представителей аэрокосмической промышленности ОКП – это несколько различных орбитальных режимов, соответствующих задачам запускаемых искусственных объектов. Современные средства космической индустрии сосредоточены на нескольких наиболее часто эксплуатируемых орбитах [41]:
   – орбиты пилотируемых космических аппаратов (200÷400 км);
   – орбиты действия автоматических космических аппаратов различного назначения (высоты 800÷1000 км);
   – орбиты высот 1900÷20500 км, где работают многочисленные многоспутниковые навигационные системы GPS (НАСА, США), ГЛОНАСС (Российское космическое агентство), GalileoSat (Европейское Космическое Агентство);
   – геостационарная орбита (36 000 км от поверхности Земли).
   Постоянно повышенный интерес к этой орбите со стороны многих государств объясняется её уникальностью. Находящийся на этой круговой экваториальной орбите спутник при некоторых условиях неподвижно зависает над экватором в точке своего стояния и может круглосуточно обслуживать значительную часть земной поверхности. На этой орбите работают спутники связи, ретрансляторы, метеорологические спутники и др.
   За пределы геостационарной орбиты, называемой ещё «свалкой орбитального мусора» выводятся орбитально-техногенные экскреты – летательные аппараты, отслужившие свой срок, с опасными грузами или по каким– то другим причинам нуждающиеся в изоляции от объектов ОКП и биосферы планеты. «Орбитальная свалка» начинается в 200 км от геостационарной орбиты и простирается до орбиты Луны.
   Наиболее загруженной техногенными объектами является область ОКП на высотах от 850 до 1500 км, где имеются орбиты действующих автоматических космических аппаратов различного назначения. В этой же области сосредоточено больше всего орбитальных отходов и орбитального мусора.

   Рис. 2.3.1. Схема расположения областей освоения околоземного пространства при ракетно-космической деятельности

   Атмосферный слой орбитального мусора – высоты ниже 200 км – завершает существование большинства техногенных и природных объектов ОКП. Здесь они сильно тормозятся плотной атмосферой, некоторые сгорают, другие долетают до поверхности Земли или водных объектов.
   Таким образом, область активной орбитальной ракетно-космической деятельности – это высоты над поверхностью Земли от 200 км до 36 000 км (см. схему Рис. 2.3.1.). Сама орбитальная ракетно-космическая деятельность (ОРКД) может быть определена как деятельность, связанная с процессами доставки и использования летательных аппаратов в околоземном космическом пространстве и в Космосе.
   На высотах 800÷1000 км долгое время располагалась основная масса спутников с ядерными энергетическими устройствами на борту, поскольку здесь они могут существовать многие сотни лет до почти полного исчезновения продуктов ядерного распада.
   В состав и структуру техногенного орбитального мусора входят также продукты экспериментов в Космосе, попадающие после разрушения исследовательских объектов на орбиты и в конечном счёте падающие на Землю. Продукты распада вещества спутниковых ядерных реакторов, продукты технологических и биологических экспериментов, большое количество частиц окиси алюминия, попадающих в ОКП и верхнюю атмосферу в результате работы реактивных двигателей, остатки ракетного топлива, окислителя и т. д. [54] также пополняют собой техногенный орбитальный мусор.
   Кроме того, процессы газовыделения и сублимации материалов в разреженной атмосфере полётов приводят к образованию около КА облака собственной внешней атмосферы. В её состав входят твёрдые частицы, отрывающиеся от поверхности аппарата, продукты выхлопа двигателей, газы и твёрдые частицы, попадающие в околоземное космическое пространство из внутренних отсеков КА за счёт утечек, при шлюзовании и т. п. [42].
   Космический летательный аппарат оказывается окружённым локальным облаком продуктов собственных выделений. Относительно плотное облако возникает около пилотируемых объектов, так как процессы жизнедеятельности космонавтов его постоянно пополняют. Плотность собственной внешней атмосферы КА оказывается заметно выше окружающей среды – величины порядка 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


-10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


, тогда как плотность атмосферы Земли на высотах пилотируемых полетов ~10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


.
   Каждая из фракций антропогенного загрязнения распространяется в ОКП под действием различных процессов. Крупные фрагменты и осколки космического мусора разлетаются в ОКП по различным орбитам, создавая вокруг Земли искусственный пояс, который может существовать длительное время. Его вещество испытывает вековые возмущения вследствие аэродинамического сопротивления разреженной атмосферы, плазмы магнитосферы и солнечного ветра. Одним из существенных факторов эволюции этого пояса являются взрывы пассивных или действующих ИСЗ и их столкновения с другими ИСЗ или с орбитальным мусором. Динамика их движения описывается кеплеровскими уравнениями движения с учётом сопротивления среды и взаимных столкновений. Постепенно часть осколков, находящихся на низких орбитах, теряет высоту и сгорает в атмосфере. Наиболее крупные фрагменты могут выпасть на поверхность Земли.

   Рис. 2.3.2. Пространственное распределение орбитальных мусорных экскретов

   Микрочастицы, образуемые в ОКП в результате взрывов, выбросов двигателей ракет-носителей, распространяются в виде некоторого относительно быстро рассеивающегося облака. На высотах 200÷500 км облака таких частиц с размерами от долей микрона до сотен микронов находятся на орбите от нескольких часов до нескольких суток. Эволюция микрочастиц во многом носит статистический характер, учитывая их более высокую числовую плотность и, соответственно, более высокие вероятности взаимных столкновений. Уход их с орбиты и рассеивание в пространстве вызывается значительным атмосферным торможением.
   В конечном итоге микрочастицы также попадают в плотные слои атмосферы и тормозятся. Часть из них пополняет пылевую фракцию на высотах мезосферы, другие опускаются в более низкие слои.
   Следует иметь в виду, что в околоземном пространстве присутствуют не только антропогенные объекты, но и природные. Тела природного происхождения – кометы, астероиды, метеорные потоки, межпланетная пыль, потоки заряженных частиц солнечного и галактического происхождения – составляют постоянный естественный фон околоземного пространства.

   Рис. 2.3.3. Распределение орбитальных мусорных экскретов по высотам и наклонениям орбит

   Что касается техногенной составляющей экскретов в околоземном пространстве, то она представлена мусорными, отходными и отбросными объектами, концентрации которых существенно различны для разных областей и слоёв ОКП. Пространственные распределения экскретных мусорных объектов по наклонениям плоскостей их орбит к плоскости экватора Земли, а также их распределение по географической широте для фрагментов тел с диаметром > 10 см представлены на графиках рис. 2.3.2. и рис. 2.3.3.
   Из этих графиков видно, что относительно крупные мусорные экскреты сосредоточены в области ОКП на высотах от 200 км до 1000 км с наклонениями плоскостей орбит к плоскости экватора Земли от 60 до 90 градусов и с географическими широтами от 50 до 86 градусов.


   2.3.2. Орбитальные мусорные экскреты

   В общем случае в понятие «Орбитально – космические мусорные экскреты» (в дальнейшем для сокращения – «орбитальные мусорные экскреты») включены следующие объекты (смотри приведённую ниже Схему):
   – орбитальный мусор;
   – орбитальные отбросы;
   – орбитальные отходы.
   Орбитальный мусор, в свою очередь, в зависимости от происхождения подразделяется на орбитальный космический и орбитально-техногенный.
   Среди объектов, указанных в нижнем блоке этой схемы, к орбитальному техногенному мусору причисляют обломки, фрагменты и частицы объектов техногенного происхождения, которые возникают при взрывных и столкновительных авариях в ОКП. Такой орбитальный мусор может появиться в любом месте ОКП и приземной атмосферы.
   Рассмотрим, по возможности, более подробно поведение космических мусорных экскретов в околоземном космическом пространстве и в атмосфере планеты [1].

   Схема состава орбитально-космических мусорных экскретов

   Отходы орбитальной ракетно-космической деятельности (Орбитальные отходы) как экскреты – это потерявшие работоспособность летательные аппараты ракетно-космической техники и их фрагменты, которые могут быть повторно использованы в качестве сырья. На современном уровне развития ракетно-космической техники демонтаж и повторное использование летательных аппаратов с выработанным ресурсом или повреждённых на орбите является проблематичным. Однако это не значит, что такая деятельность не будет реализована в обозримом будущем.
   Летательными аппаратами ракетно-космической техники (РКТ) по определению являются средства выведения и пилотирования такой техники:
   – ракеты-носители (РН);
   – разгонные блоки (РБ);
   – космические аппараты (КА);
   – орбитальные станции.
   Важно отметить, что перечисленные выше экскретные объекты должны находиться в ОКП в процессе выведения или в установившемся полёте. Отходы РКТ, возникающие при других ситуациях или в других местах, не могут рассматриваться орбитальными.
   В процессе своего существования орбитальные отходы могут трансформироваться в другие экскреты, продолжая находиться в ОКП или переходя в другие природные среды планеты (приобретать статус мусора, утрат, потерь или находок).
   Приведём другое определение отходов орбитальной ракетно-космической деятельности. Орбитальные отходы – это объекты в области активной ракетно-космической деятельности (200 км < H < H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


), потерявшие работоспособность, но имеющие ценные узлы, агрегаты или металлоконструкции, которые могут быть использованы или утилизированы. Эти объекты, как правило, представляют опасность действующим летательным аппаратам. Их в просторечии ошибочно называют «космическим мусором», хотя они к Космосу не имеют ни какого отношения, а мусором могут стать только будучи перемещёнными в нижний атмосферный слой или на свалку орбитального мусора (за орбиту H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


+200 км).
   Конечно же демонтаж и повторное использование таких объектов в настоящее время ещё не практикуется, а находится в стадии исследования и опытных разработок. Вывоз и утилизация космических отходов – весьма дорогостоящая и трудоёмкая операция, тем не менее уже сегодня этот бизнес может быть рентабельным. Об этом говорит интерес разработчиков космической техники к использованию орбитальных отходов.
   Агентство по перспективным оборонным исследованиям Пентагона (DARPA) запустило программу «Феникс» (Phoenix), призванную превратить более сотни списанных спутников связи, «болтающихся» на геостационарных орбитах, в источник дорогих и уникальных частей для космической техники [35]. Авторы этого проекта предлагают некоторые узлы давно выключенных спутников использовать в новых изделиях. Разделка и утилизация отработавших аппаратов прямо в околоземном пространстве могла бы сэкономить миллионные затраты.
   Высокая цена спутников связи обусловлена как стоимостью деталей, так и большими затратами на запуск аппаратов в ОКП. Между тем в списанных, выработавших ресурс сателлитах находится немало узлов, которые могли бы ещё поработать. Ныне на орбитах в виде «мёртвого» хлама крутятся в виде отходов сотни миллионов долларов. Нерационально оставлять такое богатство без дела и заново производить те же самые узлы на Земле, а потом ещё тратиться на их подъём в ОКП и в Космос.
   Один из важнейших таких узлов – антенна. Она не только дорога в изготовлении, но и объёмна и немало весит, что влияет на размеры и массу ракеты-носителя и спутника, следовательно, и на стоимость его запуска. Именно антенны призван утилизировать проект «Феникс» в первую очередь. Сердцем комплекса должен стать автоматический аппарат, условно названный tender (плавучая база). Он должен быть оснащён роботизированными руками с набором инструментов, необходимых для разделки орбитальных отходов в виде вышедших из строя спутников и орбитальных космических станций.
   Сложность осуществления этого проекта состоит в неподготовленности космонавтов и техники для реализации этого амбициозного замысла. Спутники и другие летательные космические аппараты не разрабатывались в расчёте на разборку, так что орбитальному монтажнику недостаточно будет уметь откручивать гайки – ему придётся немало сверлить и резать.
   В процессе демонтажа орбитальных отходов проект предусматривает наличие целого флота помощников – миниатюрных спутников PODS (payload orbital delivery system, «орбитальная система доставки нагрузки»). Эти миниатюрные аппараты должны храниться на борту «тендера», пока не понадобятся для захвата очередной антенны [35, 36].
   Развитие проекта использования орбитальных отходов предполагает создание орбитальной антенной сети на базе отработавших спутников космической орбитальной «свалки».
   Отмечается [55], что запуск спутников является крайне дорогостоящим и рискованным делом – полезная нагрузка по цене 20 тыс. долл. за 1 кг может погибнуть при выводе его на орбиту или в результате аппаратурной неисправности. Специалисты DARPA разработали уникальную систему Phoenix, которая способна превратить мёртвые спутники общей стоимостью $300 млрд. в полезные массивы антенн.
   Система Phoenix состоит из спутника-носителя и множества небольших микроспутников, названных Satlet. Они могут доставляться на орбиту обычными коммерческими спутниками, после достижения геостационарной орбиты спутник-носитель сможет «подрулить» к «мертвому» спутнику или «кладбищу» космических аппаратов. После выбора на «кладбище» конкретного орбитального отхода начнётся этап отделения наиболее дорогостоящих его частей для их повторного использования. Таким образом, мыслится космический хлам превращать в ценные орбитальные объекты. На завершающем этапе демонтажа орбитальных отходов к антенне прикрепятся микроспутники Satlet, которые возьмут на себя роль системы управления новой антенной. Подобные утилизированные и модифицированные антенны и космические аппараты можно собрать в антенные массивы и использовать для ретрансляции сигнала, разведки и научных наблюдений.

   Беспилотный орбитальный робот за работой

   В DARPA основные сложности видят в демонтаже антенн спутников. Их не так просто отделить, поэтому необходимо разработать новые технологии дистанционного управления, захвата изображений и специальные инструменты для удержания, разрезания, перемещения и монтажа антенн.
   Первое испытание технологии намечается на 2015 год. Основное ограничение для работы орбитального утилизатора орбитальных отходов заключается в том, что любое оборудование в ОКП и в Космосе из соображений национальной безопасности является собственностью страны, которая его изготовила, а потому возвращать к жизни все подряд спутники не удастся. Это будет противоречить существующим нормам законов о космической деятельности, но законы могут быть изменены или разработаны новые, и тогда для утилизаторов орбитальных отходов открываются захватывающие перспективы…
   Следует заметить, что прежде чем этот проект станет реальностью, исследователи должны разработать новые технологии робототехники и систем удалённой визуализации, создать механизмы захвата и отсоединения деталей спутников и ещё многое другое.
   В настоящее время вокруг Земли вращаются более 600 тыс. объектов диаметром более 1 см. По данным Европейского космического агентства (ЕКА) 41 % этих объектов составляют различные обломки, потерянные инструменты и другие мелкие детали. 22 % – это отработавшие свой срок космические аппараты, 13 % от их общего числа составляют материальные «следы» различных экспериментов и научных проектов, 7 % – части ракет-носителей [60]. В то же время на функционирующие космические аппараты приходится только 7 % огромного количества летательных аппаратов ракетно-космической техники, связанных с освоением космоса человечеством. Получается, что 93 % объектов, вращающихся вокруг Земли, – это бесполезный и опасный мусор, разбросанный по различным орбитам. Причём каждый пятый орбитальный объект может квалифицироваться как орбитальный потенциальный отход, то есть может представлять собой материальный и финансовый интерес.
   Интересно довольно необычное, если не сказать фантастическое, возможное использование орбитальных экскретов в военных целях. Орбитальные отходы, пока теоретически, но вскоре и на практике, могут быть превращены в оружие. Причём оружие – «абсолютное», против которого на современном этапе развития технологий нет средств противодействия [47]. Анализ траекторий космических объектов при их входе в плотные слои атмосферы показал, что с теоретической точки зрения, любую из траекторий спуска можно изменить, направив при этом обломки в нужном направлении. Для учёных и исследователей это возможность очистить орбиту от орбитального и космического мусора, мешающего запуску новых летательных объектов и угрожающего функционированию старых.
   Военные же увидели в этой возможности оружейный потенциал. Орбиту любого из отработанных обломков или спутников (лучше с РАО) можно изменить, например, использовав небольшой ракетный двигатель, и направить их можно куда угодно. Таким образом, после небольшой доработки орбитальные экскреты могут стать орбитальной бомбой, находящейся в постоянной боевой готовности.
   В случае войны такое оружие позволило бы ликвидировать любые наземные объекты. Ведь обломки или другой орбитальный хлам, используемый в качестве оружия, при входе в атмосферу двигаются с такой скоростью и с таким малым временем подлёта, что их невозможно сбить средствами ПВО.
   Отметим, что на сегодняшний день не существует технологий, позволяющих по сигналу с Земли изменять траектории объектов орбитальных отходов, направляя их в нужное место. Однако специалисты Космического агентства NASA заявляют, что до их появления остаётся пара– тройка лет [47].
   При этом следует иметь в виду, что спутники с РАО, выведенные за пределы геостационарных орбит, а также сниженные до атмосферного слоя Земли (ниже 200 км) из отходов переходят в экскретную категорию мусора со всеми вытекающими из этого факта последствиями.
   Рассмотрим теперь орбитальные техногенные мусорные экскреты. Проблема засорения околоземного космического пространства техногенным орбитальным мусором как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов прошлого века. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г. [34]. В докладе особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны, прямо или косвенно участвующие в его освоении.
   Орбитальный техногенный мусор, определяется как не утилизируемые обломки летательных аппаратов ракетно-космической техники, а также вспомогательных приборов или механизмов, их разрушенные детали и фрагменты, находящиеся в ОКП и на входе в плотные слои атмосферы. Он является наряду с орбитальным космическим мусором составной частью обширного класса экскретов «Орбитального мусора» (см. схему раздела 2.3.1).
   Говоря о распределении искусственного орбитального мусора в околоземном пространстве, можно отметить его преимущественное нахождение в зонах наиболее заселённых орбит. Такими зонами признаны: геостационарные орбиты на высотах около 40 тысяч км от поверхности Земли и орбиты на высотах 800÷1000 км. Можно ещё отметить зону пилотируемых полётов на высотах около 300 км и солнечно-синхронные орбиты.
   Объекты орбитального мусора, в отличие от орбитальных отходов, не могут быть экономически выгодно утилизированы и поэтому должны уничтожаться – самопроизвольно (сгорая в атмосфере) или принудительно с использованием технических средств и устройств.
   Количество орбитальных экскретов в виде отходов, отбросов и космического мусора неуклонно растёт. В настоящее время более 22 тысяч крупных фрагментов и множество мелких летает вокруг Земли со скоростями порядка 10 километров в секунду и выше. Когда космическое оборудование на летательных аппаратах завершает свою миссию, оно становится орбитальным мусором или отходом в зависимости от его положения на орбите и от возможности быть утилизированным.
   Мусорные объекты на участке входа в плотные слои атмосферы также могут представлять опасность столкновений для взлетающей ракетной техники. Их траектории спуска и торможения рассчитать чрезвычайно сложно из-за постоянно меняющихся параметров атмосферы, геометрических и динамических характеристик движущихся тел.

   Рис. 2.3.5. Схема входа тела в плотные слои атмосферы

   Эволюция орбиты спутника или элементов орбитального мусора и время их существования определяется, в основном, естественными возмущениями: гравитационным полем Земли и его несферичностью, гравитационным воздействием Луны и Солнца, давлением солнечной радиации и тормозящим действием атмосферы. Вследствие торможения объект постепенно (по спирали) входит в более плотные нижние слои атмосферы, где в конце концов из-за трения и сгорает.
   Рассмотрим особенности спуска в плотную атмосферу тел на примере искусственного спутника Земли (ИСЗ). В процессе спуска сопротивление атмосферы Земли вызывает уменьшение большой полуоси орбиты ИСЗ, в результате чего он по спирали снижается к Земле. При достижении высоты около 160 км спутник сможет сделать всего пару оборотов и сгорит в атмосфере, войдя в резкий и необратимый спуск.
   Время жизни спутника определяется физическими характеристиками атмосферы, активностью Солнца, а также эксцентриситетом его орбиты и размером её большой полуоси. Теоретически этот параметр предсказать можно только с большой ошибкой. В таблице ниже представлены времена жизни типичного ИСЗ на завершающем этапе его существования для разных значений его траекторных параметров: перигея и апогея [71].

   Таблица № 2.3.1.
   Время существования ИСЗ массой 100 кг и диаметром 1 м, сутки


   Из таблицы видно, что и высоты апогея и перигея сильно влияют на время существования Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


орбитального объекта. Например, увеличение высоты перигея в 2 раза приводит к почти пятидесятикратному росту Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


для траекторий с низким апогеем и более чем к восьмидесятикратному увеличению Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


для траекторий с высоким апогеем. Указанные в таблице значения параметра Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


имеют большую погрешность из-за неопределенностей в значениях геометрии спускаемого объекта, его ориентации в полёте и вариациях изменения плотности воздуха с высотой.
   От характеристик входа в плотные слои атмосферы зависит не только время существования тела, но и вероятность его сгорания в атмосфере. При больших углах входа в атмосферу время пребывания объекта в ней относительно мало, и тело может не успеть разогреться до высоких температур; при пологих траекториях объекты постепенно разогреваются потоком до температур плавления их материалов, оплавляются и сгорают. Увеличение скорости входа однозначно ускоряет нагрев и плавление тела и уменьшает время пребывания объекта в атмосфере. Таким образом, вероятность долететь до поверхности Земли более высока у относительно медленных тел с крутой траекторией полёта. Уменьшая начальный угол входа в плотную атмосферу, можно добиться более полного сгорания орбитального мусора.
   Следует иметь в виду, что в некоторых случаях крупные объекты техногенного мусора, а также объекты, содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы, могут представлять прямую ударную или радиационную опасность для обитателей Земли. При их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоёв атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п. случаются жертвы.
   Как указывалось выше, низкоскоростные и низкотраекторные (с высотами полёта Н < 200 км) объекты, попавшие в соотносительно плотные слои атмосферы и, как правило, сгорающие в ней, определяются как орбитальный мусор. Очевидно, так же должны квалифицироваться и высокоскоростные объекты, выводимые за пределы геостационарных орбит (Н > 36200 км). Времена «жизни» этих тел превышают тысячелетия, и они могут считаться выброшенными на орбитальную свалку экскретами.
   Для оценки засорённости околоземного космического пространства техногенным мусором как экскретом можно выделить несколько типов объектов искусственного происхождения. Орбитальный техногенный мусор в них различается по своему происхождению, составу и по функциональному назначению (см. Рис. 2.3.7). Надо иметь в виду, что приведённые на этом рисунке данные имеют приблизительный характер и доля отдельных компонент в общей их массе заметно меняется год от года.
   Как следует из рисунка 2.3.7. орбитальный техногенный мусор неоднороден по своему составу. Как уже отмечалось, в это понятие включены и сравнительно большие конструкции в виде отработавших свой срок и невостребованных КА, и достаточно малые частицы, например осколки от лакокрасочных покрытий с размерами в десятые и сотые доли миллиметра. Почти половину орбитального мусора приходится на фрагментированную его часть.

   Рис. 2.3.7. Состав орбитального техногенного мусора

   Размер частиц орбитального мусора является определяющим фактором при их наблюдениях. Современный уровень развития системы слежения за объектами в ОКП позволяет надёжно регистрировать движение только сравнительно крупных фрагментов с размерами поперечника более 10 см. Таких фрагментов в настоящее время сосредоточено на «оживлённых» околоземных орбитах (до высот ~ 2000 км над поверхностью Земли) порядка 7500÷8000 шт. Это так называемая наблюдаемая группировка орбитального мусора.
   Столкновение КА с фрагментами из наблюдаемой группировки несомненно и практически достоверно приводят к выходу КА из строя из-за громадных, до удвоенной первой космической, то есть до 15 км/с, скоростей соударения и из-за больших размеров фрагментов. Однако столкновение КА с наблюдаемыми фрагментами можно предсказать и предотвратить изменением траектории аппарата. Наблюдаемая группировка частиц, хотя и является многочисленной и опасной, устранима при надёжной работе системы контроля космического пространства.
   В настоящее время космонавтам остаётся только надеяться, что мусорный "снаряд" не выведет из строя жизненно важные системы корабля и не убьёт экипаж. Однако очевидно, что с выходом в Космос коммерческих пилотируемых кораблей и предполагаемого увеличения "заселённости" околоземного пространства, одной надежды мало.

   Поношенный скафандр с радиооборудованием на борту, выброшенный в феврале 2006−го из российского сегмента МКС, превратился на время в спутник SuitSat-1. Радиолюбители поддерживали с ним связь примерно полмесяца, а потом скафандр стал тем, чем по существу и был, – орбитальным мусором, ожидающим встречи с земной атмосферой. Скафандр прекратил существование только в сентябре у берегов Австралии.

   Серьёзную опасность представляют не только крупные, но и микроскопические частицы мусора. Однажды стекло кабины шаттла было серьезно повреждено кусочком краски размером менее 0,3 мм! Нельзя не учитывать, что на космических скоростях даже такие, вроде бы пренебрежительно малые, частицы становятся настоящими пулями, способными убить космонавта в скафандре или вывести из строя внешнее оборудование космического корабля. К слову, во время осмотра астронавтами солнечных панелей телескопа Хаббл, были найдены тысячи следов ударов микрометеоритов. О количестве мелкого мусора на околоземной орбите красноречиво говорит тот факт, что стекла шаттлов в течение службы телескопа меняли около 80 раз.
   Орбитальный техногенный мусор в составе спутников связи, ступеней ракет, даже старые космические станции и мелкие обломки ЛА и вспомогательных механизмов опасны не только на орбитах, но и на пути запускаемых на орбиту ракет. Из-за этого растёт риск космических аварий. Чем больше спутников мы запускаем, тем больше будет орбитальная свалка, причём количество мусора достигло опасного уровня, при котором обломки спутников будут сталкиваться между собой и создавать крайне неприятную ситуацию для выхода в космос. Кроме того, в последнее время участились столкновения зондов с пролетающими самолетами, что порождает множество техногенного мусора.
   Орбитальный мусор представляет опасность не только объектам освоения ОКП, но и землянам. Были случаи, когда несгоревший орбитальный мусор ранил и людей. Например, по сообщениям средств массовой информации в 1997 году обломок 2-й ступени ракеты-носителя Delta ранил женщину в плечо.
   Количество мусора в околоземном космическом пространстве постоянно увеличивается и в перспективе угрожает самой возможности освоения Космоса человеком. Пока что надёжных работающих технологий избавления от него нет; появятся ли они в будущем – покажет время.
   Общепризнанно, что количество выработавших ресурс спутников, различных ступеней ракет и фрагментов, сопровождающих каждый запуск, достигло предела, за которым оно начинает создавать серьёзную угрозу не только для пилотируемых орбитальных станций и функционирующих космических аппаратов (КА), но и экологии Земли и околоземного космического пространства. Однако, не только орбитальные техногенные объекты, но и сами экипажи пилотируемых летательных аппаратов и пилотируемых орбитальных станций вносят заметную лепту в процесс замусоривания, а точнее сказать загаживания ОКП.
   Известно, что каждый человек в процессе жизнедеятельности «производит» несколько килограммов жидких, полужидких и газообразных отбросов. В сутки здоровый человек выделяет в среднем 1,5 литра жидких и около 250 граммов твёрдых отходов. Сюда же следует добавить пищевые отбросы и санитарно-гигиенические. Космонавты не составляют исключения, и хотя частично отбросы их жизнедеятельности удаётся регенерировать, всё же некоторая их доля – довольно заметная – остаётся не использованной и нуждается в удалении. Попадая в ОКП, они становятся орбитальными отбросами.
   Отбросы орбитальной ракетно-космической деятельности (Орбитальные отбросы) могут быть определены как продукты жизнедеятельности космонавтов в околоземном космическом пространстве (ОКП). Этот деликатный мусорный орбитальный экскрет не может длительное время находиться на борту ограниченного в жизненном пространстве летательного аппарата, он должен периодически изолироваться от его атмосферы и удаляться наружу.
   Для уменьшения отбросов космонавтов кормят научно разработанной «пищей из тюбиков» – рафинированной и сбалансированной по энергетическому и витаминному составу калорийной пищей и используют специальные туалеты. Проблема бани также решается применительно к стеснённым условиям космического аппарата, и вместо ванной и душа приходится обходиться влажными обтираниями.
   Отметим, что обеспечение нормальны бытовых условий в замкнутом ограниченном пространстве космического аппарата в условиях невесомости оказалось трудной задачей. Неожиданные проблемы возникали при выполнении практически всех физиологических отправлений.


   Из таких упаковок и тюбиков питались космонавты на начальном этапе освоения ОКП

   Первым космическую еду испытал на себе космонавт Герман Титов. За двадцать пять часов полёта Титов успел принять пищу три раза, однако по его словам, на Землю он вернулся голодным. На первое у него был стакан овощного супа-пюре, на второе – печёночный паштет; на третье – стакан черносмородинового сока. Следующие космонавты, возвращаясь с орбиты заявляли, что голодают и это мешало им нормально трудиться. Тогда в меню внесли изменения. В него добавили говяжий заливной язык, пирожки с рыбой, украинский борщ, антрекоты, пожарские котлеты, куриное филе, соки более 20 наименований, фруктовые пюре и овощные соусы.
   К началу 1980-х годов космический ассортимент включал более 200 наименований. По результатам дегустаций составляется меню на 8-дневный цикл; спустя 8 дней меню повторяется. У космонавтов четырехразовое питание. Меню строго расписано, лишнего есть нельзя.
   Ставшие символом космического питания тюбики сейчас используются редко – пища в основном расфасована по банкам. Еду разогревают или едят прямо из пакетов.
   Едят в космосе с закрытым ртом и при включённом пылесосе – не дай бог крошка улетит. Крошка, которая на Земле упадёт на пол, в условиях невесомости останется висеть в пространстве; она может не только попасть с глаз, но и в нос, и в дыхательные пути. Поэтому, например, хлеб для космонавтов, чтобы не создавать крошек, готовится порционными ломтиками. Их можно полностью положить в рот, а не откусывать от большого каравая,

   Туалетная комната орбитальной космической станции

   Освобождение от продуктов жизнедеятельности космонавтов на борту космического аппарата также является весьма проблематичным. Например, космонавты-исследователи первых спутников, чтобы помочиться, были вынуждены пользоваться специальными памперсами. Во время запуска и приземления астронавты также надевают подгузники для взрослых. Иначе непроизвольно выделившаяся моча может нарушить показания датчиков индивидуального скафандра.
   На космических кораблях тоже есть унитазы, и выглядят они примерно так же, как на Земле [31], но имеют ряд конструктивных особенностей. В унитазе предусмотрены специальные крепления для ног, чтобы не оторваться от сиденья. Кроме того, под каждого космонавта чётко подгоняется по размерам его сиденье, т. е. сиденье делают под каждую попу индивидуально.
   Работает система дефекации по принципу пылесоса – часть человеческого тела, ответственная за процесс освобождения от отбросов, состыковывается с подходящим узлом туалета, и там создаётся пониженное давление. Иными словами – туалет отсасывает у космонавта отходы его жизнедеятельности.
   Все отбросы сортируются и какое-то время хранятся на борту. Моча всасывается и собирается в 20-литровые контейнеры. Эти контейнеры затем перегружаются на грузовые космические корабли “Прогресс” и доставляются на землю, некоторые контейнеры сгорают при входе в верхние слои атмосферы. Для твёрдых отходов используются специальные сетчатые пластиковые мешки. Через отверстия в них проходит поток воздуха, и в результате все экскременты оказываются в мешке.
   До 1995 года отходы жизнедеятельности космонавтов обитаемых космических кораблей собирались в пластиковые пакеты. Пакеты с отбросами ежесуточно «выстреливались» с помощью специального устройства в ОКП и становились самостоятельными спутниками – «киндер-сюрпризами». Попадая в космический холод, они леденеют и становятся неотличимыми от других фрагментов орбитального или космического мусора. Так отбросы орбитальной ракетно-космической деятельности могут кружить в ОКП долгие годы или десятилетия, пока не снизятся до относительно плотной атмосферы. На высотах ниже ~ 200 километров они тормозятся и сгорают. После 1995 года практика загаживания ОКП отбросами пилотируемых орбитальных аппаратов была прекращена, однако многие ассенизационные контейнеры ещё остаются в ОКП.
   В настоящее время наземными средствами контроля космического пространства США официально каталогизировано (т. е. регулярно сопровождается и идентифицировано с источником происхождения) более десяти тысяч объектов, находящихся на околоземных орбитах – в том числе и замороженных орбитальных отбросов. Общее же количество обнаруженных и сопровождаемых объектов с эквивалентным диаметром более 10 см превысило 13300 [32].
   Что касается мусорных экскретов в виде орбитальных отбросов, представляющих собой продукты жизнедеятельности космонавтов, то они не могут игнорироваться при современном состоянии ракетно-технической деятельности. Такие экскреты заметно пополнили «мусорную свалку» ОКП и в связи с интенсификацией освоения Космоса – в том числе и коммерческой – становятся заметной составляющей загрязнителей ОКП.
   Вот как описывает космонавт С.Кричевский накопление отбросов в космической станции "Мир"[33].
   «…В гермоотсеках станции образовывалось огромное количество отходов жизнедеятельности и работы экипажа: за полгода полета двух человек возникала свалка разнообразного мусора массой в 1 тонну и объёмом в несколько кубических метров. За год накапливалось более 2 тонн отходов, а за 15 лет работы станции их общий объём составил более 30 тонн. До 1995 года всё это погружали в контейнеры и отстреливали за борт, что было небезопасно для космических объектов, в том числе для самой станции. Затем мусор начали увозить пустыми "грузовиками" и шаттлами. Но куда увозить? Ясное дело, на Землю. Кроме того, вокруг станции образовалась загрязнённая внешняя атмосфера из продуктов работы двигателей, топлива, различных примесей и предметов, появившихся в результате работы космонавтов в открытом космосе. Эти загрязнения простирались на десятки метров вокруг станции и мешали проведению исследований с применением бортовой оптической аппаратуры».
   По оценкам космонавта несколько сотен контейнеров с отбросами от орбитальной станции «Мир» всё еще вертятся вокруг Земли. К примеру, в 1991 году один из таких контейнеров (от американской станции Skylab) упал в Австралии и убил корову [33].
   Если к этим объектам добавить выброшенные отбросы от других пилотируемых летательных аппаратов и спутников, которые не оснащены контейнерами доставки этих грузов на Землю, то количество «киндер-сюрпризов» с отходами жизнедеятельности космонавтов может увеличиться до тысяч.
   Проблема орбитальных отбросов не теряет своей актуальности и требует цивилизованного научного решения. Например, за сутки на орбите в российском модуле МКС собирается до трёх килограммов отбросов и мусора. Российские учёные готовы создать на орбите такую систему, которая бы утилизировала эти экскреты, а затем возвращала их уже в виде воды в цикл действующей системы жизнеобеспечения, в том числе водообеспечения. Микробиологи предложили уничтожать органические экскреты специальными бактериями [121]. Это эффективно и экологически безопасно. «Мусорщиками» будут бактерии Клостридиум термацелиум, традиционное место обитания которых – почва. Они будут разлагать целлюлозу и превращать её в жидкость. Другие бактерии эту жидкость должны превратить в воду. Именно вода будет конечным продуктом после переработки органических экскретов на борту орбитальной станции.
   Выбор целлюлозы как вещества, подлежащего трансформации, не случаен, а острая космическая необходимость. Именно салфетки, основой которых является целлюлоза, составляют на орбите основную часть мусорных экскретов. В сутки космонавт использует несколько комплектов салфеток: специальные – для рук, лица, полотенца гигиенические влажные и сухие. Голову и тело космонавты моют тоже салфетками. Особенно их расход увеличивается, если на борту женщина.
   Уничтожение орбитальных экскретов при использовании бактерий, безусловно, весьма перспективный способ решения этой проблемы, однако пока он находится в стадии лабораторных экспериментов и в ближайшее время вряд ли появится в обитаемых орбитальных КА.
   Многие страны активно осваивают ОКП, используя не только беспилотные спутники, но и пилотируемые летательные аппараты. В ОКП в последние годы стало престижно летать состоятельным людям на так называемые туристические орбитальные экскурсии. Летательные аппараты для подобных путешествий, как правило, не оборудованы системами сбора и возвращения экскрементов на Землю. Поэтому ОКП ещё долго будет смесью мусорки металлолома, свалки и бесплатного «космического туалета».
   Газообразные выбросы, выделяемые в ОКП при ракетно-космической деятельности формально также можно причислить к мусорным орбитальным экскретам. Они возникают как при штатной работе спутников и космических станций, так и при активных экспериментах. Плотности и времена существования таких экскретов как целостных самостоятельных объектов весьма незначительны и условны и в рамках нашего исследования ими можно пренебречь.


   2.3.3. Как уберечься и избавиться от орбитальных мусорных экскретов

   Современные люди слишком зависимы от работающих в ОКП спутников и космических станций, обеспечивающих функционирование большого сектора народного хозяйства, мобильной связи и Интернета. Космический или орбитальный мусор может спровоцировать локальные или даже планетарные катастрофы, угрожающие здоровью и жизни людей [60,24]. Поэтому так актуальна задача освобождения ОКП от мусорных экскретов.
   На высотах между 788 км и 1000 км летает около 1100 спутников и 370 тысяч частиц орбитального мусора, каждая из которых способна при столкновении вывести спутник из строя. Вероятность столкновения с достаточно крупным объектом на такой высоте составляет от 15 до 30 % на протяжении 150 лет. Пока аварийная статистика радует – спутники погибают от мусора в среднем раз в десять лет. Однако это стоит огромных финансовых затрат, которые включают бронезащиту аппаратов и постоянный мониторинг космического пространства. К сожалению, количество мусора и повреждаемых им летательных объектов растёт (в среднем на 5 % в год), и статистические данные неизбежно начнут ухудшаться.
   Кроме опасности столкновений орбитальных аппаратов, ставших отходами, с функционирующей техникой есть и другая опасность некоторых орбитальных отходов – это их радиоактивность. По приблизительным оценкам сегодня на орбитах находятся более 60 космических аппаратов с радиоактивными материалами на борту, часть из которых потеряла работоспособность, то есть стала опасным экскретом. Их следовало бы демонтировать или хотя бы удалять на космическую свалку за пределы геостационарной орбиты, но это делается далеко не всегда – часто из соображений секретности или из-за отсутствия финансирования.
   Опасные объекты годами «болтаются» в ОКП, пока не создадут аварийную ситуацию. Например, в 1978 году советский шпионский спутник Космос-954 после аварийного схода с орбиты осыпал радиоактивными обломками северную часть Канады. России пришлось дорого расплачиваться с канадцами за потенциальный ущерб. С тех пор на Землю упали 9 потерявших работоспособность объектов с ядерными материалами [60].
   Опасные летательные аппараты из ОКП следует по возможности быстро демонтировать или убирать за его пределы. Идея космической изоляции радиоактивных отходов (РАО) возникла давно [69]. Ещё в 1959 г. этот способ предлагал в нашей стране академик П. Л. Капица, а в 1972 г. в США – Д. Шлесинджер.
   На Европейской конференции по ядерной энергетике в 1975 г. в Париже обсуждалось несколько общих концепций окончательного захоронения или удаления высокоактивных и альфа-излучающих радиоактивных отходов (РАО). На первое место в возможном перечне мер была поставлена концепция удаления РАО в Космос. Всё же подчеркивалось, что в нашем столетии они в основном будут захоронены на Земле.
   Уже через несколько лет НАСА и Министерство энергетики США стали разрабатывать способы удаления РАО в Космос с использованием многоразовой космической системы Спейс Шаттл. В нашей стране подобный способ начали разрабатывать в 1987 г. в ЦНИИ машиностроения.
   Эти вопросы активно обсуждались на конференции [122], в которой участвовали учёные и специалисты по космической технике, ядерной энергетике России и ряда зарубежных стран. На конференции обсуждались доклады, посвящённые разным аспектам космической изоляции РАО, но основной упор был сделан на технические вопросы вывода РАО в Космос. При решении этой проблемы было решено руководствоваться следующими постулатами: – биосфера не может ассимилировать все РАО, производимые человечеством; – наша планета ограничена; – Космос безграничен и его невозможно замусорить конечным количеством РАО; – Космос агрессивен для живой материи; – Земля ограждена от космоса атмосферой, так что из нашего «дома» мы можем выкинуть всё, что хранить в нём невозможно.

   На конференции обсуждалось несколько вариантов космического удаления РАО:
   – удаление на Юпитер,
   – вывод за пределы Солнечной системы,
   – удаление на Солнце (в том числе полеты с гравитационным маневром около Юпитера).
   Заметим, что все эти варианты из-за неприемлемых в настоящее время энергетических затрат, которые требуются для разгона до необходимой скорости, возможно, будут применены лишь в отдалённой перспективе. А сейчас самый реальный вариант – это удаление РАО на гелиоцентрическую орбиту (на расстояние от Земли в 1,2 а. е., между орбитами Земли и Марса).
   Для этого предполагается создать сборочно-эксплуатационный центр на околоземной орбите. В этом центре орбитальные отходы будут демонтироваться и подготавливаться к транспортировке. Возможные варианты избавления от радиоактивных орбитальных отходов приводятся на схемах рисунка 2.3.4.
   Большое внимание на конференции привлекли вопросы надёжности и безопасности удаления РАО в Космос. Выступающие доказывали, что современное развитие космической техники обеспечивает приемлемый уровень риска – в основном за счёт высокой надежности капсулы и контейнера с РАО. Выступавшие согласились, что космическая изоляция РАО – это не альтернативный способ, а дополняющий захоронение в геологических формациях. Удалять необходимо лишь самые опасные и долгоживущие изотопы (с периодом полураспада в тысячи и миллионы лет): нептуний, америций, кюрий, цирконий, технеций и йод. Эти изотопы составляют меньше 1 % от всей массы высокоактивных РАО, полученных в результате деятельности атомных электростанций.

   Рис. 2.3.4. Схемы возможных вариантов удаления РАО в космическое пространство, включая вывод за пределы Солнечной системы

   Конференция постановила, что космическую изоляцию РАО необходимо проводить в международных рамках. Россия даёт около 10 % всех полученных в мире долгоживущих и особо опасных РАО, поэтому и финансирование проекта должно быть пропорциональным. Понятно, что одно государство не в состоянии финансировать весь комплекс мероприятий по удалению РАО в Космос. И наконец, космодром для проведения таких работ целесообразнее размещать не на территории России, а как можно ближе к экватору (в связи с энергетическими выгодами вывода на орбиту), например, на островах Гильберта, в Австралии или на плавучей платформе в приэкваториальных водах.
   Напомним, что космическая изоляция РАО в России в настоящее время запрещена. Пунктом 3 статьи 50 Закона РСФСР «Об охране окружающей природной среды» от 19 декабря 1991 г. прямо запрещена отправка радиоактивных отходов и материалов в космическое пространство в целях захоронения. Только международный договор может устранить это законодательное препятствие, потому что, согласно ст. 93 упомянутого Закона РСФСР, при несовпадении положений законодательства Российской Федерации и международного договора применяются положения международного договора. Однако, думая о ближайшей перспективе удаления радиоактивных отходов в ОКП и в Космос, нельзя не предвидеть, что со временем они могут стать реальной угрозой для космонавтов и космических аппаратов. Необходимо выяснить, какие могут быть последствия от контакта РАО с находящейся в околоземном пространстве плазмой, а также проанализировать, останутся ли удалённые в Космос РАО локализованными или они будут распространяться дальше. Есть и другие вопросы: не слишком ли опасен процесс вывода РАО с поверхности Земли и не окажут ли отходы вредное воздействие на околоземное пространство, планеты и Солнце. Наконец, в состоянии ли потоки солнечного ветра вынести на периферию Солнечной системы распыленные РАО.
   Орбиты захоронения – отдельный класс орбит ИСЗ, специально предназначенный для увода на них спутников, вышедших из строя для уменьшения вероятности столкновения с работающими спутниками и для освобождения места новым ИСЗ. Для геостационарных спутников (ГСС) орбитой захоронения считается орбита, на 200 км выше самой орбиты ГСС.
   Для каждого геостационарного спутника орбита захоронения рассчитывается отдельно, причём минимальный перигей ΔH(км) равен [80]:

   ΔH = 235 + 1000. C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


. S/m,

   где
   C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– коэффициент давления света;
   S – площадь эффективного сечения ИСЗ, м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


;
   m – его масса, кг.

   Низкоорбитальные спутники с ядерными реакторами на борту имеют высоты орбит захоронения порядка 1000 км, куда переводится активная зона ядерного реактора после окончания его работы [81].
   Повышенная опасность орбитального и космического мусора связана с тем, что он перемещается в околоземном пространстве с огромной скоростью – в среднем 10 ÷ 15 километров в секунду. Поэтому даже частица, линейные размеры которой составляют лишь 1 сантиметр, может серьёзно повредить космический аппарат. Такая частица обычно летит в 20 раз быстрее пули. Для космического аппарата встретиться с такой частицей – всё равно что столкнуться с легковым автомобилем среднего класса, движущимся со скоростью 80 километров в час. И такие аварии случаются, хоть пока и нечасто. Зато «встречи» с более мелкими частицами происходят уже регулярно.
   Обшивка возвратившихся из космоса летательных аппаратов оказывалась усеяна выбоинами и царапинами до сантиметра глубиной. 80 раз на «шаттлах» приходилось менять иллюминаторы. На доставленных на Землю солнечных батареях орбитального телескопа «Хаббл» было обнаружено немало царапин, вмятин и пробоин.
   Особенно остро проблема безопасности стоит перед пилотируемыми космонавтами космическими станциями, поскольку сквозное повреждение КА может привести к гибели экипажа. Опыт эксплуатации международных космических станций (МКС) показал необходимость не реже раза в год совершать маневрирование, чтобы избежать опасного сближения с крупными объектами. Повышение безопасности станции можно при её компоновке, размещая жизненно-важные агрегаты за второстепенными.
   Наиболее эффективным средством защиты космонавтов считаются [60] защитные экранные конструкции. Один из таких экранов, изготовленный во Фрайбурге по заказу Европейского космического агентства для научно-исследовательского лабораторного модуля «Колумбус», показал свою эффективность.
   Экраны разрабатываются, чтобы обеспечить безопасность космонавтов в ОКП, задерживая или отбрасывая частицы с линейными размерами до 2-х сантиметров и скоростями до 7 километров в секунду [38]. Они мыслятся состоящими из нескольких слоёв: снаружи – листовой алюминий, под ним – керамические и полиамидные волокна. Конечно, более массивный экран смог бы задерживать более крупные частицы и даже фрагменты мусора, но он должен удовлетворять довольно жёстким финансовым и геометрическим требованиям. Стоимость его доставки в космос не должна выходить за разумные пределы.
   Рассматриваются и другие методы защиты от орбитального мусора: например, передвижной экран, который реагирует на сигнал, подаваемый системой автоматического обнаружения, и тотчас занимает «оборонительную» позицию.
   Наиболее приемлемым с экономической и технической точек зрения, по нашему мнению, является разработка вариантов защитных экранов из «орбитального утиля». Речь идёт об использовании узлов и агрегатов орбитальных отходов – в первую очередь солнечных батарей спутников и орбитальных космических станций. Более подробно это предложение обсуждается в разделе 2.3.2. нашей книги.
   Понятно, что использование экранов – это лишь частичное решение проблемы безопасности космических полётов. Однако, по мнению экспертов, технические средства радикальной очистки ОКП от хлама в обозримой перспективе созданы не будут. Более того, даже если с сегодняшнего дня вообще прекратить запуски в Космос каких бы то ни было новых аппаратов, всё равно мусора там год от года будет прибывать. Главный источник загрязнения – это случайные взрывы ракет-носителей и космических аппаратов: они дают до 80 % всех объектов орбитального мусора размером более 5-ти сантиметров [38]. Каждый год происходит в среднем 4 таких взрыва. Они объясняются наличием на борту источников и накопителей энергии – таких как компоненты топлива, аккумуляторные батареи, газовые баллоны и прочее. Между тем, каждый такой взрыв приводит к более значительному увеличению числа только наблюдаемых элементов космического мусора (а сколько ненаблюдаемых!), чем все запуски космических аппаратов за год.
   Приведём по литературным данным наиболее перспективные методы очищения околоземного космического пространства от мусорных экскретов.
 //-- Аэрогелиевая тормозящая сфера --// 
   Сфера NERF диаметром 1,6 км, состоящая из сверхлегкого пористого материала (аэрогеля), по замыслу её создателей, должна принимать на себя удары частиц орбитального мусора и замедлять их. Таким образом происходит постепенное снижение скорости движения мусора, снижение его и очистка орбиты.
   Достоинством этого проекта является возможность борьбы даже с самыми мелкими (менее 1 мм) частицами мусора. К тому же, аэрогель настолько лёгок, что отколовшиеся куски самого шара не способны повредить космические аппараты. Стоимость такого "мусоросборщика" относительно невелика – кусок аэрогеля, помещающийся на ладонь, стоит около 100 долл. Вся сфера NERF будет стоить всего около 1 млн долл.
   Недостатком этого проекта признана малая эффективность сферы. Прежде всего, очистка с помощью аэрогеля займет много времени, поскольку крупные, – более 1 см, частицы будут «прошивать» шар насквозь, лишь незначительно снижая свою скорость. Крупные фрагменты орбитального мусора будут вырывать сквозные «туннели» в нём. Кроме того, сам шар сможет стать препятствием для движения спутников и орбитальных станций. Возникнет проблема его демонтажа и удаления из ОКП по окончании срока эксплуатации.
 //-- Лазерная «метла» --// 
   Перспективная технология очистки околоземного пространства от мелкой пыли открывается с использованием высокоэнергетических лазеров. Суть такой «уборки» заключается в нагреве частиц мусора лазерным лучом, в результате чего испаряется поверхностный слой вещества частицы и создаётся реактивная сила в направлении противоположном испарению. Современные лазеры производят от 100 импульсов в секунду, что позволяет создать достаточно большую совокупную тягу. Оценки показывают, что таким способом можно снизить высоты орбит частиц мусора до 200 км, после чего он начнёт активно снижаться.
   Специалисты ВВС США рассчитали, что лазерная установка стоимостью около 200 млн долларов, размещённая в районе экватора, способна за два года очистить ОКП на высоту до 800 км. Ученые НАСА в настоящее время активно работают над лазерной "метлой", защищающей орбитальные космические станции от частиц космического мусора диаметром от 1 до 10 сантиметров. Как ранее говорилось, сегодня обшивка МКС способна выдержать удар мусора диаметром менее 1 см, а станции наблюдения на поверхности Земли могут предупредить космонавтов об опасности столкновения с мусором крупнее 10 см. Орбитальные объекты с размерами в этом интервале представляет смертельную опасность для обитателей станции. Разрабатываемый лазер должен закрыть эту брешь в защите. Предполагается, что лазерный испаритель будет автоматически наводиться на цель, разогревать частицу мусора и придавать ей импульс схода с орбиты станции.
   Достоинством этого проекта является, пока чисто теоретически, возможности создания активной системы защиты космических аппаратов и высокой эффективности работы по очистке ОКП с поверхности Земли. Существуют и серьёзные технические проблемы, связанные со сложностью систем обнаружения, наведения и сопровождения малых объектов, движущихся с огромными скоростями.
   Кроме того практическое воплощение этой идеи входит в противоречие с существующими международными договорами о запрещении размещения в космосе какого-либо оружия, включая лазерное. Проект наземного очищающего лазера формально может рассматриваться как противоспутниковое оружие.
 //-- Торможение орбитального объекта надувным шаром --// 
   Одним из стандартных элементов оборудования спутников в будущем может стать надувной шар GOLD. Это простое устройство представляет собой наполняемую газом оболочку и небольшой баллон с газом. В нерабочем состоянии GOLD занимает мало места, а в случае необходимости газ наполняет оболочку, и рядом со спутником надувается шар диаметром до нескольких сотен метров. Благодаря трению об атмосферу нашей планеты эта конструкция эффективно тормозит спутник, заставляет его снизиться и в конечном итоге сгореть в плотных слоях атмосферы.
   Достоинство данной идеи в дешевизне и простоте реализации на любых космических аппаратах. Проект GOLD обладает рядом неоспоримых преимуществ перед другими аналогичными предложениями. Изготовление таких устройств недорого, эти устройства могут сразу встраиваться в верхние ступени ракет, препятствуя появлению новых единиц орбитального мусора. И, даже если оболочка воздушного шара будет повреждена осколками или частицами мусора, то её жесткости, по словам проектантов, должно хватить для успешного завершения основной функции устройства.
   Однако есть и серьёзные недостатки в том, что воздушный шар уязвим для микрометеоритов и частиц пыли, не говоря уже об объектах большего размера. Кроме того, шар может представлять препятствия в нормальном функционировании КА.
 //-- Солнечный парус как тормозная система --// 
   Идея использования механического давления света была реализована НАСА посредством запуска на орбиту небольшого спутника NanoSail-D, оснащенного солнечным парусом. Спутник успешно испытал оборудование для развертывания тончайшего полимерного паруса, который продемонстрировал эффективность аэродинамического торможения в разреженной атмосфере на высоте 650 км. Инженерам НАСА удалось поместить парус площадью более 9 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и устройство для его развертывания в коробку размером с батон хлеба. Это достижение позволит в дальнейшем оснащать подобным тормозным «парашютом» практически любые спутники. Преимущества паруса заключаются в малом весе оборудования и возможности замедлять и улавливать микроскопические частицы мусора без особого ущерба для главной задачи – увода старого спутника с орбиты. Недостаток видится в невысокой надежности систем, разворачивающих парус; история космонавтики знает слишком много неудач в этой области.
 //-- Индукционное торможение магнитным полем Земли --// 
   Одним из самых перспективных способов увода отработавших спутников с орбиты признана система EDT, разработанная НАСА. Её работа базируется на принципе закона Ампера, утверждающего что на движущийся проводник с током в магнитном поле действует некоторая сила. Устройство EDT представляет собой длинный гибкий электропроводящий кабель, на одном конце которого размещается груз, а на другом – спутник. При орбитальном движении система пересекает силовые линии магнитного поля Земли и испытывает воздействие силы, противоположной направлению движения электрического кабеля. Таким образом должно происходить торможение аппарата. С помощью EDT разработчики проекта обещают спустить спутник с высоты 1390 км до плотной атмосферы всего за 37 дней, тогда как без подобного вмешательства он провел бы на орбите Земли 9000 лет.
   Полезным "побочным эффектом" использования EDT является генерация электрического тока, который может использоваться бортовой аппаратурой спутника, в том числе для сматывания и разматывания кабеля. Если космический аппарат с помощью собственного генератора (например солнечной панели) преодолеет наведенные токи в кабеле, то орбиту можно наоборот поднять. Таким образом, EDT может успешно заменить ракетный двигатель, в том числе на зондах, работающих на орбитах других планет. По расчётам специалистов НАСА, 20– км кабель сможет вырабатывать до 40 кВт электроэнергии, что достаточно даже для пилотируемых полётов.
   Следует заметить, что широкое применение EDT осложняется отсутствием достаточной экспериментальной базы и некоторыми проблемами, связанными с колебаниями двух масс, которые порождают на электрическом кабеле механические вибрационные силы.
 //-- Орбитальная мусорная сеть для крупного мусора --// 
   Оборонное агентство DARPA работает над проектом большой электродинамической сети EDDE, способной собирать на низкой околоземной орбите фрагменты мусора тяжелее 2 кг. Осуществлять эту идею призван орбитальный «тральщик», представляющий собой группу небольших аппаратов и солнечных панелей общим весом около 100 кг. Каждый модуль EDDE имеет небольшую сеть весом 50 г. Она с помощью специального устройства способна захватывать небольшие объекты, движущиеся со скоростями 2–3 м/с относительно модуля. Планируется, что сеть EDDE будет запускаться в направлении скопления космического металлолома, разворачиваться и спускаться в направлении Земли.
   Разработчики сети EDDE планируют её возможность активно маневрировать, обходя спутники и наводясь на новые цели, а захваченный орбитальный мусор в это время продолжит падение в плотную атмосферу.
   Расчёты показали, что для удаления с низкой околоземной орбиты более чем 2400 объектов орбитального мусора или орбитальных отходов весом более 2 кг каждый, понадобится 12 сетей EDDE общим весом около 1 т.
   По мнению разработчиков, за 7 лет 12 аппаратов EDDE способны полностью очистить ОКП от крупных кусков орбитального хлама. Первый полёт аппарата EDDE запланирован на 2013 год, а разворачивание всей группы должно начаться в 2017 году.
   Безусловно, заявленный агентством DARPA проект поражает масштабом и размахом, однако его реализация в заявленные сроки, по нашему мнению, не реальна. При воплощении этого амбициозного проекта «в металл» и натурных экспериментах разработчиков ждут непреодолимые технические и финансовые трудности…
   Более реалистичен и сравнительно дёшев проект запуска на орбиты ОКП пыли, тормозящей движение мусора. Американские учёные из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США предложили оригинальный способ удаления орбитального мусора [27]. Этот метод ориентирован на устранение обломков и частиц небольших размеров (до 10 см). Многочисленные частицы такого диаметра не менее опасны, чем крупные объекты: за маленькими фрагментами невозможно следить, а повреждения, наносимые ими, могут оказаться весьма серьёзными. Расчётное пространственное распределение этих обломков напоминает распределение 19 тысяч занесённых в каталоги массивных объектов, которые находятся на орбите Земли, но смещено на бóльшую высоту.
   Время жизни орбитального мусора растёт вместе с так называемым баллистическим коэффициентом B, определяемым как отношение массы объекта М к площади его эффективного сечения S и коэффициенту аэродинамического сопротивления движению C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


:

   В = М/ C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


S,

   где S = (l.d) -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


– среднегеометрическое значение площади неориентированного осколка;
   l, d – длина и ширина мусорного фрагмента.
   Известно, что фрагменты и частицы орбитального мусора со значениями баллистического коэффициента B от 3 кг/м² до 5 кг/м² скапливаются на высотах около 1000 км над Землёй и могут находиться там веками. Если эти объекты находятся ниже 900 км, где сопротивление среды заметно возрастает, максимальное время их жизни сокращается до 25 лет [27].
   Таким образом, суть задачи освобождения от орбитального мелкофракционного мусора сводится к уменьшению высот его полёта до 900 км и ниже. Дальнейшее его «провисание» будет происходить естественным путём ускоренным темпом. Проблема может быть решена путём увеличения сопротивления движению этих частиц на орбитах.
   Авторы предлагают использовать для этого вольфрамовые пылевые частицы диаметром 20÷50 мкм, доставленные на квазикруговую полярную орбиту, которая также будет сокращаться за счёт сопротивления среды. Скорость этого процесса зависит от размеров и плотности частиц. Её можно контролировать, если тщательно спланировать траектории орбитального мусора и траектории воздействующей на него металлической пыли. При использовании вольфрамовых мелкодисперсных частиц, по расчётам авторов предложения, эти объекты будут снижаться синхронно. Синхронизация даст возможность уменьшить толщину пылевого слоя ΔR (см. рис. ….), которая необходима для очистки требуемого интервала высот δR.
   По расчётам исследователей, для перевода небольших обломков с орбиты высотой 1100 км на 900-километровую понадобится слой 30-микрометровой вольфрамовой пыли толщиной в 30 км и общей массой "всего" в 20 тонн. Процесс искусственного снижения мусора при этом растянется на 10 лет.
   Микроскопические пылевые частицы, как уверяют авторы проекта, не будут угрожать работе спутников. Поскольку микрометеориты космического мусора ежедневно доставляют огромные объёмы пыли к Земле, дополнительные 20 тонн вольфрамовой пыли не нарушат установившегося природного равновесия.
   Предложенный способ очищения ОКП от мусорных орбитальных экскретов достоин внимания, однако он совершенно не проработан технически и имеет немало «подводных камней». В качестве замечаний к нему следует указать на неопределённость вопросов доставки и распыления металлической пыли на заданных высотах. Как можно сформировать в условиях невесомости равномерный пылевой слой? Не возникнет ли при распылении частиц облако неопределённой конфигурации и нерегулируемых размеров? Как привнесённая в ОКП пыль может повлиять на прохождение солнечной радиации к Земле и не окажет ли она негативного экранирующего воздействия на теплообмен, а значит и на климат планеты?

   Схема очистки околоземного космического пространства от мусорных экскретов. Небольшие обломки, подлежащие удалению, находятся в интервале X1-X2 и обозначены синим цветом. Облако вольфрамовой пыли на полярной орбите отмечено серым цветом (Иллюстрация авторов работы [27]).

   Кроме технических проблем и вопросов следует иметь в виду международный характер такой акции, затрагивающей интересы всего человечества. Поэтому необходимо проведение обсуждения этой проблемы научным международным сообществом.
   Кстати, такие обсуждения должны предварять и любые другие активные вмешательства в ОКП, которые могут иметь непредсказуемые последствия для биосферы планеты.
 //-- Буксировка орбитальных экскретов на «космическое кладбище» и за пределы ОКП --// 
   Ни в околоземном космическом пространстве, ни в Космосе нет межгосударственных границ, поэтому долгое время космические державы размещали свои спутники там, где считали нужным. В результате «ёмкость» удобных орбит уже сегодня практически исчерпана. На низких околоземных орбитах, то есть на высотах до двух тысяч километров, сегодня находятся несколько сотен активных и более двух с половиной тысяч уже не действующих спутников, и численность этой летающей орбитальной свалки стремительно растёт. Ещё хуже обстоят дела на геостационарной орбите, расположенной на высоте ~ 36 тысяч километров. Её главное достоинство в том, что находящиеся на ней спутники неподвижны относительно Земли. Это позволяет вести с них наблюдение и обеспечивать надёжную связь на территории, превышающей 90 % земной поверхности.
   Обычно спутник – например, спутник связи, – используется от пяти до десяти лет. Потом он технологически и физически устаревает, и ему на смену запускают новый. Сегодня 95 % спутников – попросту металлолом, и этот хлам способен захламлять ОКП веками. Время орбитального существования экскретных объектов Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


в космическом пространстве очень велико. На геостационарной орбите Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


может достигать миллионов лет, на низких околоземных орбитах Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


оценивается от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.
   Из-за «перенаселённости» некоторых орбит возникают аварийные ситуации. По расчётам специалистов, при такой тесноте на геостационарной орбите высока вероятность возникновения так называемого «каскадного эффекта», то есть цепи последовательных столкновений, способных привести не только к разрушению действующих космических аппаратов, но и к образованию огромного количества мелкого мусора. Чтобы предотвратить перенасыщение геостационарной орбиты орбитальными экскретами, ООН объявила её «ограниченным природным ресурсом». Теперь места там «выдаются» строго по заявкам претендующих на это стран.
   Чтобы решить проблему дефицита места на геостационарной орбите, на международном уровне было предложено уводить вышедшие из строя спутники на так называемую «орбиту захоронения», расположенную на высотах в 200÷300 километров выше рабочей орбиты.
   Проблема такого очищения загруженной орбиты в необходимости дополнительного топлива для транспортировки спутника на «орбиту захоронения».
   Это дорогое «удовольствие» – доставка каждого килограмма груза в ОКП обходится в десятки тысяч долларов. Никакое государство не хочет нести эти дополнительные расходы. Поэтому сегодня лишь треть отслуживших свой срок спутников уводятся на «орбиту захоронения», весь прочий металлолом остаётся на геостационарной орбите, угрожая безопасности исправных спутников.
   Что же касается более низких орбит, то очистить их от вышедших из строя космических аппаратов в принципе возможно путём использования остатков неизрасходованного топлива для перевода спутников на траекторию снижения. Можно применить другие устройства и методы для торможения космических аппаратов и их скорейшего вхождения в плотные слои атмосферы. Вот только сгорают они там, к сожалению, не всегда.
   Опыт последних лет показал, что крупные объекты вроде орбитальных станций сгорали при входе в атмосферу лишь на 60–90 процентов. Остальная часть их конструкций развалилось на множество фрагментов, которые рассеивались на площадях в несколько тысяч квадратных километров. Несколько раз дело чуть было не дошло до радиоактивного заражения местности. Случаи падения космических аппаратов с ядерными источниками энергии – двух советских и одного американского – имели место в период выполнения соответствующих программ и были связаны с аварийными ситуациями.
   Наиболее радикальным средством освобождения ОКП от орбитальных отходов и мусора, безусловно, было бы удаление этих экскретов за пределы околоземного пространства. Такие способы активно обсуждаются мировым научным сообществом, но практическое их воплощение, по-видимому, дело далёкого будущего. Более подробно о возможности удаления орбитальных экскретов, в том числе и содержащих радиоактивные отходы, за пределы ОКП, обсуждается в разделе 2.3.3. нашей книги.
   В заключение этого раздела книги отметим, что дорогостоящая уборка орбитального мусора потеряет смысл, если Человечество продолжит бездумно загрязнять ОКП. Осознание этого факта постепенно овладевает умами. В частности, поэтому космические державы подписали соглашения, согласно которым они обязуются принять меры по уводу отработавших свой срок КА с околоземных орбит. Однако сход с орбиты требует большого количества топлива, которое могло бы использоваться для продления срока службы спутников. В связи с этим учёные активно ищут доступные способы освобождения ОКП от отработавших спутников и космических станций.
   Анализ существующих на сегодняшний день проектов показал, что эффективное и малозатратное очищение околоземного космического пространства в настоящее время не представляется возможным ни технически, ни экономически. Все совместные усилия стран– разработчиков РКТ должны быть направлены на то, чтобы меньше мусорить. Для этого необходимо:
   – предотвращать самопроизвольные взрывы в космосе, то есть избавляться от остатков топлива при завершении работы космического аппарата;
   – сократить срок пребывания в ОКП отработавших орбитальных объектов до 25 лет;
   – запретить преднамеренные разрушения космических объектов, находящихся на орбите (такие работы производятся иногда для предотвращения падений крупных несгоревших частей космического объекта на населённые районы планеты);
   – в обязательном порядке уводить отработавшие свой срок спутники с широко используемых заселённых орбит на более высокие или мало используемые орбиты (на «кладбища орбитальных отходов»).
   Процесс цивилизованного становления космической отрасли весьма проблематичен и связан с огромными материальными затратами, но ему не существует альтернативы. Благодаря совместным усилиям ведущих космических держав проблема орбитального мусора будет успешно решаться, а безопасность космических полетов – неуклонно повышаться.
   Что же касается проблемы орбитального мусора в целом, то бороться с ним надо так же, как и с мусором на Земле: не допускать его возникновения. И так же, как на Земле, это связано со значительными расходами. Но другого пути нет – в этом все участники ракетно-космической деятельности единодушны.



   2.4. Мусорные экскреты инопланетного происхождения

   В настоящее время абсолютное большинство эрудированных жителей нашей планеты считают доказанным факт существования живых существ на множестве планет Большого Космоса. Очевидно, представители внеземного разума неоднократно посещали Землю и оставили на ней материальные следы своего пребывания в виде сотен пирамид, стел, обелисков и других грандиозных сооружений. Некоторая часть сооружений инопланетян сохранилась и, очевидно, способно выполнять свои предназначения: энергетические, навигационные, религиозные и возможно иные. Другие сооружения под воздействием времени и метеорологических и катаклизменных процессов безвозвратно утеряны для их создателей и превратились в экскреты.
   Всё многообразие возможных инопланетных экскретов может быть сведено к инопланетному мусору, а также в зависимости от дружелюбного или враждебного отношения к ним – к отбросам или виктимам (жертвам). При этом разрушившиеся сооружения, механизмы и устройства инопланетян, очевидно, следует отнести к категории мусора, а тела, фрагменты тел и «генетический материал», включая микроорганизмы и простейшие организмы неземной природы, – отнести к отбросам (виктимам).
   Древние египтяне и аборигены Старого и Нового света, на териториях которых происходили их контакты с инопланетянами и воздвигались грандиозные сооружения, считали прилетавших к ним существ богами. Очевидно, богов почитали, беспрекословно подчинялись и перенимали у них неведомые в ту пору на Земле технологии и знания. Поэтому гибель инопланетян-богов воспринималась землянами как невосполнимое горе, а их останки как экскреты потерь [1]. В нашей книге рассматриваются только мусорные экскреты, поэтому мы не будем углубляться в эту тему.
   Большой интерес учёных и любознательных людей привлекают мусорные экскреты в виде мегалитов – огромных каменных сооружений, построенных некогда неизвестно кем (предположительно – инопланетянинами), частично разрушенных временем и пришедшими в упадок [87,88].

   Всемирно известный созданный предположительно инопланетянинами архитектурный комплекс в Египте, превратившийся вмусорный экскрет

   Характерным примером таких сооружений, безусловно, является Стоунхендж – гигантская каменная загадка в самом центре Европы. Сегодня мы знаем очень немного о его возникновении, истории и назначении, но даже этой информации хватает, чтобы понять: обычные люди никак не могли рассчитать и построить такую громадину…
   В целом Стоунхендж представляет собой сооружение из 82 пятитонных мегалитов, 30 каменных блоков, весом по 25 тонн и 5 огромных, так называемых трилитов, камней, вес которых достигает 50 тонн. Сложенные каменные блоки образуют арки, которые служили когда-то безупречным указателем сторон света.
   До недавнего времени учёные предполагали, что этот монумент сооружен во втором тысячелетии до нашей эры жившими на Британских островах племенами для наблюдения за Солнцем и Луной. Но последние данные современной науки заставляют пересмотреть многие выводы исследователей [87]. Сейчас археологи сошлись во мнении, что этот архитектурный памятник возведен в три этапа между 2300 и 1900 гг. до н. э. А недавние исследования этой территории показали, что люди жили здесь ещё в 7200 году до н. э.
   Еще в 20-х годах минувшего века известный геолог X. Томас установил, что камни для возведения комплекса доставлялись из
   каменоломен, которые находились более чем за 300 километров от места строительства! Не нужно говорить, что транспортировка гигантских каменных блоков требовала невероятных усилий.
   В конце 1994 года профессор Уэльского университета Дэвид Боуэн с помощью новейшего метода определил возраст Стоунхенджа. Оказалось, что он составляет 140 000 лет. Зачем же древним людям понадобилось прилагать огромные усилия на вырубку, сложнейшую транспортировку, обработку прочнейших глыб и их невероятную по точности установку в строгом порядке? Ответа на этот вопрос пока нет…
   Известный астроном Фред Хойл, изучив все геометрические особенности Стоунхенджа, определил, что создатели этого сооружения знали точный орбитальный период Луны и продолжительность солнечного года. По выводам других исследователей, лунки, находящиеся внутри круга, образуемого каменными блоками, в точности обозначают траекторию Полюса мира 12–30 тысяч лет назад. В 1998 году ученые-астрономы воссоздали с помощью компьютера первоначальный вид Стоунхенджа и провели различные исследование Их выводы явились для многих шокирующими. Оказывается, этот древний монолит является не только солнечным и лунным календарём, как предполагалось ранее, но и представляет собой точную модель солнечной системы в поперечном разрезе. Согласно этой модели, солнечная система состоит не из девяти, а из двенадцати планет, две из которых находятся за орбитой Плутона, а еще одна – между орбитой Марса и Юпитера, где сейчас располагается пояс астероидов. В принципе, эта модель подтверждает предположения современной астрономической науки и полностью согласуется с представлениями многих древних народов, которые также полагали, что число планет в нашей солнечной системе равно двенадцати.

   Стоунхендж

   Учёным не известно, кто и для чего воздвиг во времена каменного века эту грандиозную астрономическую обсерваторию. По этому поводу до сих пор кипят дискуссии и споры, которые вряд ли стихнут в ближайшее время – слишком уж колоритное сооружение является предметом этих дебатов. Не менее величественными, грандиозными и непонятными представляются постройки инопланетянами многочисленных пирамид и других каменных сооружений на разных континентах Земли.
   Несомненно одно, кем бы ни были древние строители, они обладали просто колоссальными познаниями в астрономии, математике, геологии и архитектуре! И если учесть, что грандиозные монументы и сооружения в доисторические времена воздвигались практически по всему миру, то можно сделать вывод, что мы, современные люди, практически ничего не знаем о собственной истории. Остаётся полагаться только на сохранившиеся экскреты в виде захороненных останков и сооружений пришельцев.
   Прежде, чем исследовать эту весьма неоднозначно воспринимаемую обществом тему, необходимо определиться с терминами и названиями. Как и в работе [88], будем считать, что инопланетянин – это культурный феномен, гипотетический или вымышленный представитель разумной внеземной цивилизации, обитатель иных планет (нечеловек).
   Понятие «инопланетянин» может заменяться также словом «пришелец», но это не всегда корректно. Точнее пришельцами можно назвать лишь инопланетян, прибывших на Землю. Тогда Земляне, прибывшие на населённую иной разумной расой планету, будут считаться космическими пришельцами по отношению к населению посещаемой ими планеты. В подавляющем большинстве случаев в представлении людей инопланетяне – представители цивилизации, которая значительно превосходит землян в технологическом плане. По этим представлениям, инопланетяне, как правило, являются на Землю как пилоты космических кораблей НЛО. Предполагается, что именно они возвели грандиозные навигационные и ритуальные сооружения, часто похищают людей, а также общаются с земными контактёрами. Что касается НЛО – неопознанного летающего объекта (англ. unidentified flying object, UFO), то у разных людей есть различное его понимание. Наиболее полное определение НЛО дал исследователь непознанного Джозеф Аллен Хайнек [88].
   Он считает, что НЛО – это …«восприятие объекта или света, видимого в небе или космосе, либо над земной поверхностью; феномен, призрак, траектория, общая динамика и характер свечения которого не находит логического, общепринятого объяснения, является тайной не только для очевидцев, но и остаётся необъяснённым даже после пристального изучения всех доступных свидетельств специалистами, способными, если это возможно, идентифицировать явление с точки зрения здравого смысла». В массовой культуре под НЛО чаще всего подразумевается неопознанный летающий объект, появление которого ассоциируется с визитом на Землю разумных существ. Многие люди, в том числе официальные лица и учёные, скептически относятся к возможности данных визитов и убеждены (или, по мнению уфологов, делают вид, что убеждены) в том, что явление НЛО является аномальным природным явлением. Напротив, некоторые бывшие официальные лица, военные и космонавты (в том числе лунный астронавт Эдгар Митчелл, увлёкшийся затем парапсихологией), после ухода со службы становятся публичными приверженцами инопланетного происхождения НЛО (в их числе космонавты Леонов и Марина Попович). Отметим, что все сведения о жителях других миров в советское время считались антинаучными и даже вредными, что не мешало их собирать, систематизировать и анализировать. Обывателям и отдельным любознательным сообщалось, что неопознанные летательные объекты связаны с метеорологическими явлениями и к внеземной жизни ни какого отношения не имеют.
   Информация о «пришельцах», «инопланетянах» или «летающих тарелках» многие годы засекречивалась и в новой – капиталистической России. Однако в последнее время из-за мощного потока в средствах массовой информации этот информационный поток стал неуправляемым и выбился «на свет божий».
   В книге [1] появляющиеся объекты внеземного (космического) происхождения в околоземном пространстве и на поверхности Земли предлагается отнести к природному мусору, а именно к внеземным экскретам. Они определяются так.
   Внеземные (космические) экскреты – тела, предметы, вещества внеземного происхождения, появившиеся в природных средах нашей планеты после вторжений в околоземное космическое пространство (ОКП) космических объектов (НЛО, комет, метеорных тел). В частности, с внеземными экскретами связывают появление новых вирусных болезней. Внеземные (космические) экскреты – являются разновидностью природного мусора и природных отбросов (за исключением виктимов).
   Потерпевшие бедствие летательные аппараты инопланетян после их приземления или приводнения на поверхности нашей планеты могли служить источниками биологической «рассады» [1]. Известно, что некоторые биологические объекты способны сохранять свою жизнеспособность после длительных воздействий негативных факторов – таких как холод и высокоэнергетическое излучение. Например, сперматозоиды не теряют своей оплодотворяющей способности после пребывания в атмосфере жидкого азота (-143 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


С) в течение многих десятилетий.
   Засорением околоземного пространства и возникающими угрозами для населения Земли озаботилась Организация объединённых наций (ООН). Управление этой организации по вопросам космического пространства подтвердило важность для всех стран «Руководящих принципов предупреждения образования космического мусора». Этот документ был одобрен резолюцией Генассамблеей ООН в декабре 2007 г.
   На сегодняшний день наиболее достоверными и зримыми можно считать документально подтверждённые сообщения о внеземных формах генетических фрагментов внеземного происхождения, прилетевших на Землю. Более спорной и не полностью доказанной, на наш взгляд, является информация о летательных аппаратах инопланетян, потерпевших бедствие, а также о сохранившихся их телах или фрагментах тел.
   Рассмотрим наиболее многочисленных на нашей планете представителей внеземных мусорных экскретов, прочно обосновавшихся на Земле и, вероятно, породивших на ней жизнь.
   Такой довольно убедительный сценарий предлагает теория привнесения жизни извне – из Космоса, где жизнь является неотъемлемым свойством материи подобно гравитации, излучениям, вибрациям [1]. Что касается возникновения жизни на нашей планете, то её можно связать с экскретами – выделенными и отторгнутыми природой организмами, структурами или образованиями, способными после пребывания в неблагоприятных условиях Космоса вновь породить живую материю. Согласно космогонической теории (гипотеза о вечности жизни или “панспермии”), зародыши жизни в виде спор растений и микроорганизмов рассеяны в космическом пространстве и переносятся с планеты на планету, а на Землю попадают с метеоритами и пылью. Горячим сторонником этой гипотезы был выдающийся ученый конца XIX века физик и химик С.Аррениус. Эту же точку зрения разделял виднейший биогеохимик академик В.И.Вернадский.
   Поскольку считается [106], что споры микроорганизмов рассеяны в пространстве по всей Вселенной, то можно сделать вывод, что не только Земля, но и вообще любая планета, где бы она ни находилась, обязательно должна быть обитаемой. Теория эта любопытна ещё и тем, что споры микроорганизмов (экскреты), подобно квантам света, присутствуют везде, а значит, можно назвать Вселенную просто живой и насыщенной экскретами.
   На сегодняшний день у этого утверждения нашлись ярые сторонники из числа учёных, придерживающихся нетрадиционных взглядов на вещи. Знаменитый Ф.Крик, лауреат Нобелевской премии, расшифровавший генетический код живых организмов и показавший, что ДНК имеет форму двойной спирали, не только поддерживает, но и развивает теорию космического «заражения» Земли жизнью.
   Некий разум, – считает Ф.Крик, – «рассылает» по всей Вселенной «посылки» в виде капсул, начинённых определёнными сортами микроорганизмов. Попадая по адресу, эта «посылка» включает механизм «распаковывания», и её содержимое начинает действовать в соответствии с теми условиями, для которых предназначено. «Самыми подходящими для этого, – пишет Крик, – оказались бы бактерии. Их размеры очень малы, поэтому рассеивать их можно в огромных количествах. Бактерии остаются жизнеспособными при очень низких температурах, значит, имеют шанс сохраниться и размножиться в „бульоне“ первичного океана. И видимо, не случайно самые древние ископаемые организмы, которые мы обнаруживаем до сих пор, принадлежат именно к этой разновидности».
   Основная идея панспермии состоит в предположении, что рассеянные в мировом пространстве зародыши жизни (например, споры микроорганизмов) переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами [37] или под действием давления света. С помощью панспермии объясняется и возможное появление жизни на Земле. Полученные в 2006 году результаты миссии Deep Impact по исследованию кометного вещества неопровержимо доказывают наличие в кометном веществе воды и простейших органических соединений. Это указывает на кометы как на один из возможных переносчиков жизни во Вселенной.
   Приверженцы этой гипотезы предполагают наличие жизни на многих других планетах, причём живые организмы способны переместиться на них и на Землю без повреждений. Конечно же, эти экскреты могут быть убиты из-за воздействия ультрафиолетовых лучей, интенсивность которых в Космосе очень велика, и низкой температурой космического пространства, и наконец, сгореть в верхних слоях атмосферы.

   В древнем метеорите найдены тысячи органических соединений. Фрагмент метеорита Мурчисон. Фото из метеоритной коллекции РАН [Лента. ру от 16.02.2010 г.]

   Однако при огромном количестве таких «путешествий» «зародыши и фрагменты жизни» в вид экскретов имеют шанс на благополучное приземление. Проверить эту гипотезу очень трудно, но она не противоречит ни каким физическим законам и поэтому имеет право на существование. В печати активно обсуждается эта тема, пока не получившая убедительного научного подтверждения [101–104], но и не опровергнутая. Так в научном мире известен Мурчисонский метеорит; в составе этого камня, упавшего на Землю в 1969 году, нашли около 14 тысяч органических соединений. Статья учёных об этом опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences [ссылка в издании].
   Исследования Мурчисонского метеорита, названного так по имени австралийского городка, рядом с которым он упал, ведутся с момента падения. Однако до сих пор учёные искали в составе камня только интересующие их соединения. Авторы новой работы провели крупномасштабный поиск, позволяющий выявить огромное число органических веществ. Основным методом, который использовали учёные, была масс-спектрометрия.
   Среди идентифицированных органических веществ авторы обнаружили 70 аминокислот – молекул, часть из которых входит в состав земных белков. Исследователи не исключают, что в будущем в составе этого «небесного камня» будет найдено в сотни раз больше химических компонентов. Обнаружить их все в ходе проведенного исследования не позволили ограничения метода. В 2008 году учёные показали, что нуклеиновые кислоты метеорита имеют внеземное происхождение.
   По оценкам специалистов, возраст Мурчисонского метеорита составляет приблизительно 4,65 миллиарда лет. Считается, что Солнце сформировалось на 150 миллионов лет позже. Учёные предполагают, что это небесное тело пролетело сквозь формирующуюся Солнечную систему и "собрало на себя" содержавшиеся в ней вещества. Анализ химического состава Мурчисонского метеорита дал учёным весомые данные для обоснования теории панспермии.
   Жизнь на Земле могла образоваться также благодаря попавшим на неё из Космоса погибшим организмам с других планет. Такую идею, получившую название гипотезы некропанспермии, разработал канадский астроном [100], статья которого опубликована в журнале Space Science Reviews.
   По мнению автора этой работы для появления жизни на Земле не требовалось, чтобы на неё были занесены живые микроорганизмы. Для развития живых существ достаточно, чтобы на планету попало некоторое количество наследственной информации; в случае земных организмов она закодирована в форме дизорибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновой кислоты (РНК). Живые существа содержат в своих генах огромное количество информации – по оценкам автора, в клетке кишечной палочки хранится 6 миллионов бит информации. В то же время случайное перемешивание молекул даст только 194 бита за 500 миллионов лет (в случае появления жизни в ходе постепенного синтеза всё более и более сложных молекул по сценарию наиболее популярной на сегодняшний день гипотезы) [100].
   Мёртвые организмы (экскреты) также несут в себе информацию, несмотря на то, что она не может быть непосредственно реализована. Кроме того, "спрятанные" внутри клеток молекулы нуклеиновых кислот будут меньше повреждаться неблагоприятными воздействиями. Учёный полагает, что оптимальными "перевозчиками" информации могут выступать вирусы, которые состоят из ДНК или РНК, упакованные в оболочки из белков, иногда дополненные липидами или полисахаридами.
   Канадский астроном Пол Уэссон (Paul S. Wesson) полагает, что с заселением Земли живыми организмами вполне справилась бы и некая "космическая падаль" – то есть, мёртвые организмы [206]. Учёный доказывает, что для этого достаточно было занести, например, на Землю наследственную информацию, а именно наборы ДНК или РНК.
   Эта новая гипотеза вызвала неоднозначную реакцию в научном мире. Скептики отмечают, что во время пребывания в Космосе нуклеиновые кислоты могут заметно разрушиться несмотря на защиту оболочек. Кроме того, положения некропанспермии (впрочем, как и остальных гипотез, объясняющих происхождение жизни) затруднительно проверить экспериментально.
   В отличие от недоказанных теорий происхождения и развития жизни на Земле существует вполне реальная идея о возможности занесения представителей земной жизни в другие миры и планеты. На основе этой теории зародилось понятие «техногенной (земной) панспермии». Её суть в возможности занесения с космическими аппаратами, отправляемыми с Земли к другим космическим объектам, экскретов – погибших при катастрофах тел или их фрагментов, а также земных микроорганизмов. Земные микроорганизмы могут представлять смертельную опасность для местной флоры и фауны. Ранее считавшиеся совершенно безобидными бактерии под действием космической радиации могут претерпеть непредвиденные изменения и стать опасными в результате мутаций.
   Кроме того, доставляя с других космических объектов на Землю частицы грунта и пробы газовой оболочки, можно занести на Землю опасные для земных существ микроорганизмы.



   Глава III
   Некоторые положения экскретологии

   Как ранее отмечалось, экскретология как наука или научное направление находится в стадии развития и становления, поэтому многие её понятия и положения не являются ещё полностью оформившимися и устоявшимися. Некоторые положения экскретологии сформулированы в наших работах [1,24], более расширенная, исправленная и уточнённая их трактовка представлена ниже.

   1. Экскреты – тела, продукты, изделия, появляющиеся в природе и в человеческом обществе как объекты конечного выделения и отторжения.
   Отторжение для живых организмов подразумевает их изоляцию от биоценозов, лишение жизни или уничтожение. Для объектов неорганического мира отторжение означает их потерю или выбрасывание, разрушение (деструкцию), отделение или изоляцию от первоначального физического тела, уничтожение.
   Таким образом, экскретами являются конечные продукты деятельности человека и других живых организмов, а также тела, вещества и продукты, возникающие при различных – как правило, экстремальных – естественных процессах.
   В широком смысле экскретами являются любые естественно-природные и антропогенные объекты, закончившие свой жизненный цикл, выделенные и отторгнутые организмами (в том числе и общественными), выбрасываемые за ненадобностью или уничтожаемые каким-нибудь способом.
   Примеры антропогенных экскретов:
   – любые конечные выделения человеческого тела и само тело после его смерти;
   – отторгнутые человеком живые организмы;
   – любые конечные выделения культивируемых человеком объектов растительного и животного мира, а также сами эти объекты после их гибели или завершения жизненного цикла;
   – любые вещества, продукты, изделия, произведённые человеком, после утраты ими потребительских качеств, ставшие ненужными и невостребованными.
   Примеры природных экскретов:
   – любые конечные выделения объектов флоры и фауны, а также сами эти объекты после их гибели или завершения жизненного цикла;
   – объекты, возникающие при катастрофических проявлениях природы в качестве отторгнутых тел;
   – объекты космического происхождения после их появления в природных средах Земли (в воздухе или околоземном пространстве, в грунте или на поверхности земли или в водных объектах).

   2. Экскретология– наука об антропогенных (связанных с человеком и его деятельностью) и природных (естественных) экскретах, их возникновении, трансформации, возможной утилизации, использовании и уничтожении.
   Целью экскретологии является восстановление природного равновесия и баланса «отработанных» или уже использованных веществ, материалов, продуктов, тел в соответствии с очищающими возможностями природных сред или искусственных устройств на основе прямой или косвенной информации о физических свойствах и поведении изучаемых объектов.
   Основными задачами экскретологических исследований являются:
   – изучение состава, строения и состояния экскретов как конечных продуктов отторжения антропогенных и естественных объектов в разных природных средах;
   – их динамика, химическое взаимодействие, негативное влияние на живые организмы;
   – возможности утилизации и безопасного уничтожения.
   Кроме того, исследуются возможные социальные, этические и моральные вопросы и проблемы, порождаемые неуправляемыми потоками природных и антропогенных экскретов, а также транспортные и хозяйственные, судоходству и рыболовству, эколого-гигиенические и климатические.
   В соответствии с решаемыми задачами основными прикладными направлениями и методами экскретологических исследований являются:
   археологическая (глубинная, региональная, разведочная), инженерная (инженерно-геологическая, гидрогеологическая, почвенно-мелиоративная), космическая и морально-этическая экскретология. Другие прикладные направления и методы экскретологии могут возникнуть по мере развития основного научного направления.
   Экскретология – комплексная наука, связанная с другими естественными науками. Наиболее тесно круг изучаемых ею дисциплин соприкасается со следующими науками: биология, экология, геология, археология, охрана природы, космонавтика, геофизика, социология, эстетика и с некоторыми другими.
   На базе экскретологии ожидается появление дочерних научных направлений или самостоятельных наук – таких как «Космическая экскретология», «Нематериальная экскретология» и др.

   3. Все материальные объекты природы – это экскреты– реальные или потенциальные. Живые организмы постоянно продуцируют экскреты и, в конечном счёте, сами становятся экскретами. Объекты неорганического мира также проходят стадию экскретов посредством механизмов изменения фазовой или кристаллической структуры, разрушения или уничтожения.
   Материальные объекты природы включают в себя бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. Они включают в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента [20]. Весь окружающий нас мир представляет собой движущуюся материю в её бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми её свойствами, связями и отношениями. Сама материя существует лишь в виде бесконечного многообразия конкретных образований и систем.
   Неорганические тела как объекты природы представлены огромным количеством материальных тел, последовательно проходящих стадию возникновения, развития и разрушения. Материальным неорганическим объектам присущи движение и изменение, закономерное саморазвитие, проявляющиеся в различных формах, превращение одних экскретных состояний или форм в другие.
   Материальную основу живых тел составляют органические соединения углерода, которые в процессе жизнедеятельности организма претерпевают биохимические превращения. Сущность этих превращений – процессы ассимиляции и диссимиляции, т. е. в конечном счёте, построение живого тела из поступающих извне питательных веществ и разложение органических веществ с выделением энергии, используемой в процессах жизнедеятельности. Совокупность ассимиляции и диссимиляции составляет обмен веществ организма, или его метаболизм.
   Каждый многоклеточный организм начинает свою жизнь с одной зародышевой клетки. После многократных делений клеток формируется взрослая особь, содержащая миллиарды их. Естественно, что эти миллиарды клеток создаются в результате непрерывно идущих в живых клетках процессов синтеза новых молекул, их соединения во внутриклеточные структуры и обеспечения работы этих структур. На протяжении жизни клеток происходит распад части этих структур и замена их новыми клетками.
   Поступательное движение организма к естественной смерти, к прекращению индивидуального существования обусловлено его старением, проявляющимся в ослаблении и угасании жизнедеятельности, в конечном счёте, в гибели, то есть в становлении экскретом. Эти процессы объясняются исходя из диалектико-материалистического понимания развития как непрерывного отмирания старого и возникновения нового.

   4. Жизнь с позиций экскретологии – это поглощение или замещение экскретов сегодняшних экскретами завтрашними. Экскреты – звенья пищевых (трофических) цепочек. Биосфера – целостная организованная система живого вещества – включает в себя экскреты как необходимые элементы.
   На протяжении жизни любого из организмов, населяющих нашу планету, в его органах и тканях осуществляется бесконечно сложная цепь разнообразных химических превращений. Ни один организм не может существовать без тесного взаимодействия с окружающей его внешней средой, из которой он получает необходимые питательные вещества. Организм перерабатывает эти вещества и выделяет те, которые ему не нужны. Не остаются постоянными и вещества, входящие в состав тела растения, животного или микроорганизма. В каждой его клетке непрестанно происходит сложный комплекс химических процессов – обмен веществ. Питательные вещества, воспринимаемые организмом из внешней среды, подвергаются процессам распада (диссимиляции) и в результате сложных изменений, протекающих внутри клеток, превращаются в вещества организма, необходимые для жизнедеятельности (процессы ассимиляции). Одновременно в организме непрерывно осуществляются процессы разложения (диссимиляции) веществ, входящих в состав его клеток.
   Живые организмы, входящие в состав биоценоза, неодинаковы с точки зрения специфики ассимиляции ими вещества и энергии из окружающей среды. Растения не нуждаются в других живых посредниках для строительства своего организма (их называют автотрофами, производителями или продуцентами). Они, используя энергию солнечного света, создают органическое вещество из неорганического.
   Организмы, которые не могут создавать собственное вещество из минеральных компонентов, вынуждены использовать вещества, созданные автотрофами, употребляя их (автотрофов) в пищу. Такие организмы называют гетеротрофами, что означает «питаемый другими», или консументами.
   Жизнь, как биологический процесс, представляется так. Травоядные животные – консументы 1-го порядка поедают растения – продуценты, первичные хищники – консументы 2-го порядка поедают травоядных, вторичные хищники – консументы 3-го порядка поедают хищников – консументов 2-го порядка и консументов 1-го порядка. Таким образом, создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов. Эти цепи могут быть довольно длинными, однако почти всегда они заканчиваются человеком – консументом наивысшего порядка.
   Функционирование каждой пищевой цепочки предполагает наличие жертв, то есть экскретов. Человек как «венец природы» ест всех, а его съесть не может никто! Однако это не совсем верно, когда дело касается конечного этапа жизни человека.
   Дело в том, что и продуценты и консументы на разных этапах своего жизненного цикла встречаются и входят в пищевой контакт с редуцентами, или деструкторами (разрушителями) – простейшими организмами, микроорганизмами, водорослями, грибами. Эта же участь уготована и для человека. На конечном этапе своего существования консументы (в том числе и человек) становятся экскретами и должны освободить жизненное пространство для новой жизни.
   Микроорганизменные и простейшие редуценты биологически разлагают экскретов (мёртвые организмы и конечные выделения живых организмов), минерализуют их до воды, СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|  
 -------


и минеральных веществ – составных частей гумуса. Твёрдые останки ископаемых животных входят в состав осадочных пород. Таким образом, в сообществах живых организмов, проходя этап превращения в экскреты, от звена к звену циркулируют питательные вещества и энергия. Все формы жизни на Земле составляют одну всеобъемлющую и взаимосвязанную систему, в которой живое превращается в живое, пройдя стадию экскретов.

   5. Ни один живой организм не способен жить в среде (окружении) собственных экскретов.
   Изучение жизнедеятельности живых организмов показало, что они способны существенно воздействовать на среду своего обитания. Их жизнедеятельность может значительно влиять на жидкостный, твёрдофазный и газовый состав природных сред, в которых они живут. Например, при фотосинтезе зелёных растений в атмосферу поступает кислород. Диоксид углерода, напротив, извлекается из атмосферного воздуха растениями и вновь поступает туда в процессе разложения остатков погибших организмов. Аналогичная ситуация наблюдается и в водоёмах и с объектами флоры и фауны.
   Следует отметить, что в естественных условиях живые организмы обитают в достаточно «просторных» средах, так что их выделения, как правило, не способны заметно повлиять на состав этих сред. Однако иногда возникают ситуации ограничения жизненного пространства популяции, и тогда может возникнуть негативное влияние выделяемых веществ на качество окружающей особь среды. Это особенно актуально не только для обитателей небольших водоёмов, но и для человека, практически вся производственная деятельность которого протекает в замкнутых помещениях с плохой вентиляцией. Выделяемые человеком антропотоксины (экскреты) в прямом смысле отравляют его жизнь.
   Обобщая указанную закономерность на биосферу, можно утверждать, что живые организмы, потребляя из окружающей среды необходимые им вещества и выделяя в неё экскреты (продукты своей жизнедеятельности), делают её в замкнутом пространстве непригодной для жизни.
   Это положение экскретологии может быть проиллюстрировано на примере быстро размножающихся бактерий [156], все процессы жизнедеятельности которых легко изучать в лабораторных условиях на питательной среде. Размножение бактерий определяется временем генерации – периодом, в течение которого осуществляется деление клетки. Несмотря на то, что продолжительность генерации зависит от вида бактерий, возраста, состава питательной среды, температуры и многих других факторов, во всех экспериментах исследователи наблюдают одно и то же поведение популяции микроорганизмов. Отмечаются следующие фазы размножения бактериальных клеток на жидкой питательной среде [156]:
   1) начальная стационарная фаза; она характеризуется тем количеством бактерий, которое попало в питательную среду и в ней находится;
   2) лаг-фаза (фаза покоя) её продолжительность – 3÷4 ч, во время которого происходит адаптация бактерий к питательной среде, начинается активный рост клеток, но активного размножения ещё нет. В этом временном интервале увеличивается количество белка, РНК;
   3) фаза логарифмического размножения, в этой фазе активно идут процессы размножения клеток в популяции, размножение клеток преобладает над их гибелью;
   4) максимальная стационарная фаза, во время которой бактерии достигают максимальной концентрации, т. е. максимального количества жизнеспособных особей в популяции. При этом количество погибших бактерий равно количеству образующихся; дальнейшего увеличения числа особей не происходит;
   5) фаза ускоренной гибели; процессы гибели преобладают над процессом размножения, так как истощаются питательные субстраты в среде и накапливаются токсические продукты жизнедеятельности клеток (экскреты), продукты метаболизма.
   Этой фазы развития популяции можно избежать, если использовать метод проточного культивирования. Его сущность в постоянном удалении из питательной среды продуктов выделения бактерий и восполнении питательных веществ. Одним восполнением питательного раствора фазу ускоренной гибели клеток остановить невозможно. Клетки испытывают дискомфорт и угнетение и вяло размножаются. Если периодически не удалять экскреты из сосуда, то через некоторое время бактерии погибают из-за самоотравления продуктами собственных выделений – экскретами.
   Такие же закономерности наблюдаются и в отношении других живых организмов.

   6. Основным конечным продуктом разложения органических экскретов является гумус. Таким образом, выделяемый микроорганизмами и простейшими организмами гумус – это экскрет экскретов.
   Гумус (в переводе с латинского – «земля», «почва») – это совокупность темноокрашенных органических веществ почвы. Он состоит из гумусовых кислот (гуминовых и фульвокислот), гумина и ульмина. Гумус образуется из перегноя – органических остатков растений и животных в результате сложных биохимических превращений. Интенсивность этих превращений, следовательно, и накопление в почве гумуса зависят от теплоёмкости почвы, её увлажнения и аэрации, реакции почвенного раствора.
   Перегной содержит основные элементы питания растений: азот, фосфор, калий, серу и др., но в труднодоступной для растений форме. Под воздействием почвенных микроорганизмов и простейших организмов перегной разлагается (происходит его минерализация), и питательные элементы становятся доступными растениям. Поэтому он является «кладовой питательных веществ» почвы и во многом определяет её плодородие. От содержания гумуса зависят также водный, воздушный и тепловой режимы почвы, её структура и биологическая активность.
   Продуктами конечного выделения простейших водных организмов и микроорганизмов, очищающих водные объекты от различных загрязнителей, является так называемый «водный гумус».
   Гумус, как конечный продукт выделения живых организмов, можно назвать экскретом экскретов. Он является наиболее массовым и универсальным экскретом, завершающим «бренное существование» всех наземных живых организмов. Благодаря гумусу жизнь начинается, гумусом – фактически прахом, заканчивается.

   Схема формирования и трансформации экскретов из объектов органического мира

   Процесс гуминизации экскретологически реализуется наиболее простейшими и примитивными земными существами, включая бактерии, одноклеточные организмы, черви и грибы.

   7. Почвенный слой Земли и осадочные породы являются местами массового накопления, биохимического превращения и хранения элементарных экскретов – окончательно выделенных и отторгнутых Природой и Человеком тел и веществ. Их скопления или залежи являются природными глобальными экскретами. Эти геологические структуры посредством простейших организмов и микроорганизмов очищают биоценозы от загрязнений, являясь естественными биологическими фильтрами, а также залежами полезных ископаемых.
   На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом. Торфяники, глины, известняки, доломиты, бурые железняки, бокситы – все эти породы органогенного (т. е. с участием живых организмов) происхождения. Наконец, свойства природных вод, солёность Мирового океана и газовый состав атмосферы также определяются жизнедеятельностью населяющих планету существ. Чистота морских вод – во многом результат фильтрации, осуществляемой разнообразными водными и донными организмами (бентос, зоопланктон и др.). Большинство из них добывает пищу, отцеживая из воды мелкие частицы. Работа их настолько интенсивна, что океан очищается от взвеси за 4 года.
   Что касается почвы, то она, как глобальный экскрет планеты, является не только продуктом жизнедеятельности и областью наивысшей активности живого вещества, но также и мощным биологическим фильтром. «Действующим веществом» этого фильтра служит гумус почвы, определяемый как комплекс различных органических соединений (углерода). Это запас питательных веществ, образованный в почве в процессе жизнедеятельности почвенных организмов: микробов, грибов и животных (в большей степени червей, жуков и др.) [21]. Глобальная роль микроорганизмов проявляется в таких процессах, как минерализация органических веществ, образование ряда горных пород, почвообразование, а также в патогенном действии на другие организмы.
   Но более важная роль микроорганизмов и простейших организмов заключается в их очистительном значении для всего живого мира, и это значение связано с почвообразованием – созданием плодородного слоя почвы, дающего пищу множеству живых организмов. Причём, микробы не только разрушают минералы, но и способствуют созданию многих новых, особенно содержащих кальций, фосфор, кремний, железо и алюминий. На их основе возникают залежи полезных ископаемых в виде естественных глобальных экскретов. Например, плесневые грибы в опытах за неделю извлекали из размельченного базальта 54 % железа, 59 % – магния, 11 % – алюминия, немало кремния.
   Научные исследования обнаружили уникальные свойства составляющих гумуса связывать соли тяжёлых металлов, радионуклидов и ароматических углеводородов, которыми насыщены выбросы современных производств (химических заводов, котельных, выхлопы автомобилей, и т. п.). Без этого природного фильтра мы, люди, и весь живой мир планеты давно должны были бы задохнуться и отравиться. Катастрофа пока не происходит благодаря самому мощному "буферу" планеты – гумусу почв, который, как губка, впитывает всё это, а затем связывает столь прочно, что не даёт этой "техногенной грязи" проявить пагубное воздействие на живой мир.
   Считается [21], что «в гумусе почвы заключена наша собственная жизнь, и жизнь наших детей, и далеких потомков. Поэтому всячески оберегайте "создателей" гумуса: почвенных аэробных микробов, грибы и почвенных животных, особенно дождевых червей. Они дарят нам здоровую жизнь – в прямом смысле этого слова. Задумайтесь над этим. Это не чья-то отдельная забота, а наша общая. Верните им "дом" на планете, не разрушайте его. Разрушив их "дом", вы убьёте себя и всё живое на планете, потому что их силы по "производству" гумуса не беспредельны. А произведенный ими за миллиарды лет гумус находится на грани истощения; в районах экологических бедствий он уже не способен "связать" и нейтрализовать всю отраву техногенного происхождения, созданную человеком».
   Подводя итог обсуждению вопроса о роли почвы в жизни планеты, можно заключить, что она – важнейший элемент биосферы и глобальный экскрет, без которого ничто живое на Земле не могло бы существовать. В конечном счёте, именно почва и микроорганизмы, обитающие в ней, обеспечивают и поддерживают жизнь, создавая биологически чистую воду, оптимальный состав воздуха и разнообразие пищи. В почве сосредоточена примерно половина растительного вещества суши [123]. А в пустынях, на высокогорных плато, на крутых склонах и в тундре почва – это почти единственное обиталище живого вещества, основную массу которого здесь представляют корни растений (на их долю приходится здесь до 97 процентов всей растительной массы). Почвенная оболочка Земли – общепланетарная сокровищница, хранящая ту часть энергии, уловленной растениями с помощью фотосинтеза, которая перешла в перегной.
   Вместе с перегноем в почве накапливаются и такие элементы, как углерод, фосфор, азот, кальций, магний, медь, вторичные алюмосиликатные минералы – необходимые элементы питания растений. Почвенная оболочка Земли – приёмник дождевой влаги, проливающейся над континентами; поэтому именно почва определяет баланс пресной воды на планете, формирует сток воды и её химический состав. Почвенный покров и населяющие его микроорганизмы выполняют роль универсального биологического адсорбента – вечного чистильщика и нейтрализатора загрязнений. И ещё одна важнейшая роль системы «почва – растения»: она – источник продуктов питания и во многих случаях – единственный источник разнообразного биологического сырья, материалов, топлива. Итак, почва и микроорганизмы, обитающие в ней, обеспечивают самое существование жизни.

   8. Естественно-природные мусорные экскреты в виде отбросов, мусора, газообразных и жидких выбросов представляют собой наиболее массовую часть конечных продуктов выделений природных объектов в процессе их жизнедеятельности и при катастрофических явлениях
   Природные мусорные экскреты – такие как отбросы, мусор и выбросы жидкостей и газов вместе с природными виктимами составляют необходимую и достаточную основу жизни биоценозов планеты. Их вклад в существование биоценозов, как правило, является определяющим, и они способны в глобальном масштабе влиять на жизнь планеты.

   Схема подразделения природных мусорных экскретов на отдельные составляющие и их определения

   9. Человечество в процессе хозяйственной деятельности выделяет большое количество мусорных (антропогенных) экскретов: мусора, отходов, отбросов, жидких и газообразных выбросов. Эти экскреты загрязняют и захламляют природные среды. Отходы рационально использовать как сырьё, а отбросы и мусор – утилизировать. Биологическое воздействие простейшими организмами и микроорганизмами на мусорные экскреты является наиболее эффективным и чистым способом избавления от них.
   Захоронение на свалках – наиболее старый и самый распространённый вид избавления от мусорных экскретов.

   Схема подразделения мусорных экскретов человека на отдельные элементы и их определения

   Большинство стран мира практикуют именно его: 84 % мусора гниёт на мусорных полигонах в США, 90 % – в Великобритании, 57 % – в Японии, то есть в среднем – 74 % от общемирового количества отходов, отбросов и мусора. В то же время большинство мусорных экскретов – в первую очередь отходов – можно отнести к возобновляемым ресурсам, что при правильном их использовании приводит к снижению эксплуатации природных источников. Металлолом, шлаки, стружка, абразивы, огнеупоры – всё это после переработки становится более дешёвым сырьем, чем продукт, полученный из недр.
   Сельскохозяйственные отходы, отбросы и древесину можно переработать в корма или этанол, который является возобновляемым, более дешёвым и экологически более чистым топливом, чем производные нефти.
   Что касается бытового мусора и отбросов, то их утилизация с использованием простейших организмов и микроорганизмов создаёт не только прекрасные удобрения и энергию, но и полноценные продукты питания.
   Гармоничное развитие человеческой цивилизации возможно лишь при условии её «встраивания» в биологическую жизнь планеты при использовании «безмусорных» технологий переработки экскретов. Такие технологии, обезвреживающие, очищающие и нейтрализующие токсичные продукты мусорных экскретов, использующие их материальный и энергетический потенциал, могут быть созданы на основе химических превращений веществ, а также при использовании микроорганизменных процессов.
   Причиной отсутствия должного внимания к переработке разнообразных отбросов и мусора является отсутствие в этой области эффективного технологического оснащения, а самое главное – просветительской работы и политической воли.

   10. Техногенные глобальные экскреты, погребённые на дне водоёмов, на свалках и мусорных полигонах, формируют новую геологическую среду. Эти экскреты могут рассматриваться как перспективный источник сырьевых ресурсов Человечества.
   К началу XXI – го века человечество накопило такое количество мусора, складируемого на свалках и полигонах, захороненного в водных объектах и в грунте, что его можно условно назвать новым месторождением полезных ископаемых. Такие месторождения в форме глобальных мусорных экскретов зачастую содержат больше полезных компонентов, чем природные месторождения. «Рудные тела» мусорных полигонов и свалок, появление которых предсказано задолго до его возникновения, служат примером глобального экскрета.
   Заметим, что в процессах трансформации элементарных экскретов и превращения их в глобальный экскрет проявляется диалектический закон перехода количества элементарных экскретов в качество новообразования.
   Важнейшие химические процессы в почвах регулируются деятельностью живого вещества, особенно микробов и высших растений. Известны природные захоронения углерода на дне океана в виде панцирей микроорганизмов и моллюсков, а также геологические образования, такие как месторождения нефти и угля, возникшие из растительных остатков. Они, очевидно, также являются глобальными экскретами.
   Подобные процессы возникновения глобальных экскретов наблюдаются и в других природных средах. Примером глобального экскрета могут служить залежи полезных ископаемых морского дна, имеющие космическое происхождение. На дне Мирового океана находят разнообразные полезные ископаемые, там наблюдается интенсивный рудогенез (возникновение залежей). Вклад космического материала в океанические осадочные породы (например, накопление таких компонентов, как железо, никель, кобальт) морские геологи и геохимики связывают со значительными поставками на дно океана космической пыли, оседающей на дне в виде ила.
   В отличие от глобальных природных экскретов, представляющих сырьевой интерес для человека и не нарушающих экологию и жизнь биологических объектов планеты, техногенные глобальные экскреты разрушают биогеоценозы, отравляют и захламляют природу. Такой негативный эффект этих объектов объясняется, в первую очередь, их ксенобиотической составляющей. Действительно, техногенные экскреты в своём составе имеют заметную долю веществ, предметов, тел, чужеродных для естественных природных сред. Они «не вписываются» в устоявшиеся экологические отношения и ведут к их нарушениям или коренной ломке.
   Некоторые мусорные (экскретные) объекты – такие как крупные свалки и мусорные полигоны представляют собой многотонные скопления разнородных и разнофазных элементов, спрессованных силой тяжести и приобретающих со временем свойства некоторой осреднённой среды – сродни геологической среде. Современные представления о геологической среде широко используется в настоящее время в науках о Земле. Формулировки этого термина базируется на том, что геологическая среда это сложный объект природы, объективно существующий независимо от человека и его деятельности. Геологическая среда состоит из отдельных элементов – рельефа, горных пород, подземных вод, многолетней мерзлоты, а также природных процессов и т. д.
   Что касается создаваемой на наших глазах геологической среды – экскретной, – то её основное свойство это многокомпонентность и крайняя неоднородность. Она состоит из бесчисленного множества элементов, включая горные породы и почвы, отходы человеческой деятельности, микроорганизмы, растворы, газы, элементы структуры, физические поля и т. д.
   Бесспорно, – техногенные глобальные экскреты – такие как наземные и подводные свалки, а также мусорные полигоны и неорганизованные массовые скопления отходов, отбросов и мусора в природных средах оказывают негативное воздействие на биосферу планеты, загрязняя, отравляя и захламляя природу. При достижении некоторых критических значений они способны необратимо изменить физические свойства природных сред, нарушить устоявшиеся биогеоценозы, включая среду обитания Человека. Однако в будущем техногенные глобальные экскреты могут быть полезны человечеству в качестве уникального источника полезных ископаемых.

   11. Околоземное космическое пространство (ОКП) содержит экскреты естественного и техногенного происхождения в виде орбитальных: мусора, отходов и отбросов и, как составляющая окружающей биосферу среды, может рассматриваться глобальным экскретом. Состояние этого глобального экскрета уже способно влиять на процессы в самой биосфере. Неконтролируемое изменение концентрации компонентов этой динамической системы способно привести к необратимому нарушению естественных процессов в биосфере.
   После выхода человечества в космическое пространство и начала его активного освоения появилась потребность расширения понятия окружающей среды, которая до сих пор определялась в основном как ближайшая среда обитания и производственной деятельности человека: водный и воздушный бассейны, почва, недра, а также создаваемая самим человеком техногенная среда. Обитаемая часть окружающей среды может пониматься как биосфера.
   Биосфера определяется как нижняя часть стратосферы, вся гидросфера и верхняя часть литосферы Земли, населённые живыми организмами. Состав, структура и энергетика биосферы определяется главным образом прошлой и/или современной деятельностью живых организмов. Биосфера является результатом проявления комплекса процессов развития Земли, этапом её планетарного развития. В современном понимании биосферу можно представить как глобальное геологическое тело, играющее определенную роль в эволюции Земли, включающее совокупность всех живых организмов и органического вещества, а также область планеты, находящуюся во взаимодействии с живыми организмами или изменённую ими. Человеческое общество с его производством и созданной им искусственной средой – техносферой также является частью биосферы.
   В учении о биосфере по В.И. Вернадскому, явившемся общей мировоззренческой основой естествознания, биосфера Земли рассматривается как единая глобальная экосистема, окружающей средой для которой является околоземное космическое пространство – ОКП.
   К началу XXI в. околоземное космическое пространство (ОКП) стало заметным фактором научного, общественного и коммерческого освоения и использования Космоса. Присутствие человека в ОКП, как и в других природных средах, привело к негативным последствиям захламления его экскретами – техногенным мусором, отходами и отбросами.
   Современная цивилизация достигла такого уровня антропогенного воздействия на ближний Космос, какого не испытывает ни одна другая среда: ни гидросфера, ни литосфера, ни приземная атмосфера. Освоение этой среды ведётся современными мощными и антиэкологичными средствами, чреватыми возникновение необратимых последствий. Глобальные соотношения по выбросам энергии и вещества здесь значительно превышают подобные соотношения для биосферы. Техногенные воздействия в ОКП в настоящее время имеют мощность на два порядка меньшую мощности естественных воздействий, однако, её рост проходит [145] практически по экспоненциальному закону. При таком законе возрастания техногенные воздействия уже в этом веке могут превзойти естественные, что в значительной мере может сказаться на условии равновесия ОКП. Критическое значение энергетического загрязнения ОКП может составить величину всего ~1 % от величины солнечной постоянной. При этом физические характеристики ОКП и глобальный орбитальный экскрет, представляемый в виде суперпозиции элементарных мусорных экскретов, выйдя из состояния динамического равновесия, уже в него не вернутся. Околоземное космическое просстранство, наполненное орбитальными мусорными экскретами, обладающее новыми параметрами, может иметь совершенно иные свойства, что непредсказуемо скажется на земной природе.
   Наиболее вероятны процессы взаимодействия между различными компонентами околоземного пространства, межпланетной средой, а также естественных космических и техногенных излучений с веществом и полями ОКП. Кроме того, ожидаются процессы, сопровождающие загрязнение ОКП продуктами дезинтеграции астрономических тел (экскретами космического мусора), отходами и отбросами техногенной деятельности (мусорными орбитальными экскретами).
   Несомненно, основным источником процессов в ОКП и биосфере является Солнце, дающее подавляющий вклад энергии в систему, состоящую из биосферы и глобального орбитального мусорного экскрета. Гелиофизические факторы первостепенно влияют на ход важных и широко распространенных физико-химических процессов в биосфере. Они воздействуют на многие стороны биологических явлений, что находит отражение в соответствующих изменениях показателей жизнедеятельности большинства живых организмов. Но в последние годы всё более важным параметром, характеризующим общее состояние ОКП, становится его загрязнённость орбитальным мусором естественного и техногенного происхождения.
   Последствием появления осколков небесных тел в ОКП (космического мусора) является возможность соударения Земли с астероидами, метеороидами или ядром кометы. Воздействия таких экскретов на биосферу после соударения могут иметь глобальные масштабы и оказаться катастрофическими для человеческой цивилизации.
   Однако основной проблемой является в настоящее время, и по-видимому, в ближайшие годы, опасность техногенного загрязнения ОКП. Конкретно это:
   – загрязнение природной среды и ОКП вредными продуктами сгорания ракетного топлива и его несгоревшими остатками;
   – загрязнение ионосферы при запусках космической техники;
   – орбитальный космический мусор и отходы в ОКП;
   – падение орбитального мусора на Землю;
   – электромагнитные излучения различных передатчиков и линий передачи электроэнергии на Землю;
   – взрывы ядерных зарядов, увеличение общей радиоактивности глобального орбитального экскрета;
   – взрывы объектов космических отходов с остатками неизрасходованного топлива на борту;
   – техногенные катастрофы в ОКП;
   – взаимодействие ОКП с собственной атмосферой космических аппаратов;
   – последствия аварий и столкновений космической техники в ОКП.
   В связи с этим околоземное космическое пространство внесено в закон РФ «Об охране окружающей среды» 2002 г. (статья 4. Объекты охраны окружающей среды) как объект охраны.
   С выходом человечества за пределы биосферы вопросы контроля состояния ОКП как глобального экскрета приобретают особое значение. Разработка методов охраны и рационального использования ОКП должна базироваться на исследованиях его экологии и экскретологии. Она может стать одной из важнейших научных, технических и хозяйственных проблем третьего тысячелетия.
   Весьма актуальным становится вопрос об устойчивости ОКП под влиянием естественных и техногенных воздействий. Он тесно связан с наличием в ОКП обратных связей, способных компенсировать эти воздействия и вернуть его в состояние динамического равновесия.

   12. Мусорные экскреты и загрязнение ими природных сред составляют одну из основных угроз современной цивилизации. С позиций экскретологии практически всё, создаваемое человеком в материальной сфере, рано или поздно теряет потребительские свойства, то есть становится мусорным экскретом.
   Всё большую долю мусорных экскретов в последнее время составляет квазимусор – вещества, предметы и изделия, не потерявшие потребительских свойств, но от которых люди избавляются из-за предпочтений моды и престижа.
   К квазимусору относят также частично или полностью работоспособные и исправные директивно уничтожаемые военные объекты. Экскреты антропогенного мусора и квазимусора представляют реальную угрозу развитию Человечества.
   Накопление мусорных техногенных экскретов в последние годы приняло угрожающий характер. Мусор, отходы, отбросы а также газообразные и жидкие выбросы захламляют природные среды, отравляют и умерщвляют живые организмы. Человечеству угрожает экологический кризис. Стремительное накопление в окружающей среде мусорных экскретов человека, в том числе продуктов химического синтеза с выраженными токсическими свойствами становится важным аспектом глобального экологического кризиса.
   Основная масса отходов, и в первую очередь твёрдых, формируется в процесс добычи минерального сырья, которая неуклонно растёт. К началу XIX века его извлекалось и перемещалось около 300 млрд. т в год, причем в эту цифру входят и отходы, образующиеся в ходе вскрышных работ, при строительстве, а также в сельском хозяйстве вследствие эрозии обрабатываемых земель [46].
   Существует представление, что именно мусорные экскреты и загрязнение ими окружающей среды составляют главную угрозу современной цивилизации. Действительно, объём отходов производственной деятельности имеет поистине циклопические масштабы, которые не могут не поражать воображение. Так, в расчёте на одного жителя Земли из её недр ежегодно извлекается и перемещается 50 т сырого вещества, причём лишь 2 т из них превращаются в конечный продукт.
   Следовательно, проводя гигантскую работу, человечество получает в итоге почти столько же (48 т) отходов, из которых 0,1 т опасных, а в развитых странах – даже 0,5 т опасных отходов на душу населения [30,46]. Но и эти 2 тонны конечной продукции, есть, в сущности, тоже отход, только отложенный или перенесённый в будущее, как "подарок" следующим поколениям. Горы рукотворного мусора и отходов скапливаются на свалках и мусорных полигонах, захламляют землю и водные объекты.
   Однако этим не ограничивается губительное воздействие людей на природу. С развитием массового производства и изобретением конвейера, товары, до этого доступные только состоятельным людям, стали потребляться и простыми обывателями. Именно с начала XX века избыточное потребление как явление, процветавшее ранее только в высших слоях общества, охватило почти все слои населения цивилизованного мира. Отмечается, что возникновение сверхпотребления вполне закономерно, оно явилось адекватным ответом на сверхпроизводство товаров и стимулировало потребности людей в благополучии и комфорте на расширение возможностей добиться этого. Потребление в итоге потеряло свою основную функцию; оно перестало быть средством для продолжения жизнедеятельности живых организмов, а стало источником нескончаемого потока квазимусора – отторгаемых потребителями исправных и функционально действующих объектов. Приставка «квази» (мнимый, ненастоящий) подчёркивает виртуальный характер этого определения.
   Квазимусор определяется как вещества, изделия, продукты, обладающие потребительской ценностью, выбрасываемые, разрушаемые или уничтожаемые по воле их обладателя или директивно (по приказу свыше).
   Рассмотрим, откуда и как появляется квазимусор. Наше общество с головой окунулось в изобилие товаров и услуг в надежде получить удовлетворение своих потребностей. Но в существующей системе сверхпотребления полного удовлетворения личности никогда не произойдёт. Дело в том, что Система – создаёт всё новые потребности, она для потребителей, а не созидателей. При этом постоянно нужно что-то «производить», причём в огромных количествах, забивая прилавки магазинов и других торговых точек. Инстинкты накопительства контролируют действия потребителей, «закупоривают» здравые мысли где-то на подходе к аналитическим участкам мозга.
   Рассматривая объективные факторы развития сверхпотребления, пожалуй, стоит заметить, что потребление изначально свойственно человеку. Биологически давно определено, что мы не можем существовать автономно, без контактов с окружающей средой, не потребляя внешние источники вещества и энергии [5]. В этом смысле индивид всегда был зависим – первоначально, от природы, затем, с возникновением разделения труда и сложных производственных отношений, от общества и социально-экономического устройства. Можно сказать, что с возникновением человека потребление служило удовлетворению его основных витальных потребностей в пище, в крыше над головой, в тёплой одежде, в элементарных условиях быта.
   Природа человека такова, что ему всегда хочется чего-то большего, поэтому с развитием производственных возможностей и потребности человека неимоверно возросли. Сначала это проявлялось в приобретении вещей и предметов, не имевших функциональной нагрузки – так называемых безделушек, затем в коллекционировании шляп, костюмов, автомобилей, самолётов и яхт.
   К появлению военного квазимусора приводит мировая гонка вооружений, способствующая превращению исправной и работоспособной продукции в мусорные экскреты. При перевооружениях армии большое количество исправных объектов директивно превращаются в мусор.
   Вещи и изделия, ещё не утратившие своих потребительских свойств, выбрасываются на свалки, разрушаются или уничтожаются. Эти изделия – квазимусор – пополняют и без того переизбыточную категорию мусорных экскретов, представляя реальную угрозу развитию Человечества. Квазимусор ускоряет захламление природных сред мусорными экскретами и исчерпание природных ресурсов планеты.
   Самоограничение людей в потреблении продукции и уменьшение военных затрат могут смягчить последствия планетарного «мусорного кризиса».


   Заключение

   Наша книга посвящена разработке теоретических основ нового научного направления природоохранной тематики – мусорной экскретологии. Её необходимость диктуется потребностями современной цивилизации, буквально утопающей в продуктах собственных выделений.
   В многочисленных современных публицистических и научных изданиях отмечается, что одна из серьёзнейших проблем современности связана с хозяйственно-бытовыми отбросами и промышленными отходами, накапливающимися в результате многообразной деятельности человека. Эта проблема не нова: ещё в древности в крупных агломерациях люди делали попытки наладить избавление от мусорных экскретов. В наши дни, когда деятельность человека стала необыкновенно интенсивной, проблема мусора, отходов и отбросов приобрела совершенно иные масштабы.
   До сравнительно недавнего времени, во всяком случае до промышленной революции, мусорные экскреты были в основном органического происхождения, то есть легко поддавались распаду под действием бактерий, грибков и др. простейших организмов. Но наступил момент, когда промышленность начала загрязнять атмосферный воздух, воду и почву нашей планеты значительно более стойкими веществами – ксенобиотиками. «Продолжительность жизни» этих веществ зачастую весьма велика, и это ещё более усугубляет тот вред, который они наносят природным сообществам и самому человеку.
   Проблема загрязнения окружающей среды мусорными экскретами на современном этапе развития цивилизации выражается в том, что человечество благодаря своей трудовой деятельности превратилось в столь мощную преобразующую природу силу, что её действие стало много интенсивнее и быстрее, чем ход естественной эволюции биосферы. Нынешняя во многом бездумная хозяйственная деятельность человека неминуемо должна привести к экологической катастрофе, если не принять соответствующих мер.
   Дальнейшее развитие нашей цивилизации невозможно, если мы не решим проблему встраивания хозяйственной деятельности в циклы материального круговорота природы. Это касается, в первую очередь, мусорных экскретов. Наша книга фактически является первым исследованием по этой весьма востребованной обществом тематике. Автор надеется, что научное сообщество подхватит и разовьёт исследования мусорных экскретов – их места и роли в жизни современного человека.


   Список использованной литературы

   1. Романов В.И. Начала экскретологии. М.: Ваш полиграфический партнёр, – 2011 г., 162 с.
   2. Ожегов С.И. Словарь русского языка., М.: Русский язык, 1981 г., 816с.
   3. Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1984 г.
   4. Большое тихоокеанское мусорное пятно. Википедия.
   5. Потребление и потребительство. Сообщение сайта www.cgsenpo.ru.
   6. Природа возникновения и классификация обвалов, оползней, селей, снежных лавин. Сайт Академии ГПС МЧС России.
   7. Виды мусора. Сайт «Мусора нет», 2010 г.
   8. Большая Советская Энциклопедия. М., 1975, т. 10, с.21.
   9. Колесников А. А. Рациональное использование и вопросы экономической оценки отходов промышленного производства., Экономика Советской Украины, 1970, № 8, с. 53.
   10. Интернет-сообщение 2005 – 08 Splainex Ecosystems
   11. Методические указания для проведения исследований в отраслях промышленности по планированию использования вторичных материальных ресурсов в промышленности. – Киев, 1973, с. 17.
   12. Мордас Е. Методы утилизации отходов. Сайт www.spilc.ru13 от сентября 2010 г.
   13. Гаврилов В. Мусор в океане. С сайта http://www.rb cdaily.ru от 14.11.2007 г.
   14. Кладбище заброшенной военной авиатехники. Военное обозрение,10 декабря 2010 г.
   15. Мусор. Коллекция фактов. Интернет-издание «Экология в мире» от 22.06.2008 г.
   16. Толковый словарь русского языка под ред. Д. Н. Ушакова, М.:2010 г.
   17. Глоссарий. ру,/www.glossary.ru/cgibin/gl_sch2.cgi?RC: hwux
   18. Дедю. И. И. Экологический энциклопедический словарь, Кишинёв: Главн. ред. МСЭ, 1989 г., 408С.
   19. Кац Я.Г., Комарова Н.Г., Ушакова И.С. Экологические основы природопользования. Словарь-справочник москвича. М.: Издание МГУ, 2000 г.
   20. Информация с сайта «Современные проблемы утилизации мусора».
   21. Кузнецов А. Гумус почвы и его "создатели", Цветоводство: Удовольствие и Польза/ Gardenia.ru.
   22. Громов В.И., Васильев Г.А., Извержение вулкана "Энциклопедия безопасности".Сообщения сайтов lenta.ru; protections.narod.ru\.
   23. За земной пылью наблюдают из космоса. Новости SMI2.ru: Опубликовано 27 ноября 2009 г.
   24. Романов В.И. Мусор преграждает путь в Космос, Информационно-познавательное пособие, М.: Лакшери Принт, 2012 г., 119С.
   25. Химический энциклопедический словарь. М.: «Советская энциклопедия», 1983 г.,792С.
   26. Океанология. Научно-популярный блог о Мировом океане и его обитателях от 11.04.2012 г. По материалам: http://baikal24.ru
   27. Представлен оригинальный способ удаления космического мусора. – Новости / Наука и техника. от 13. Апреля.2011 г. Информация сайта arXiv.Compulenta.ru.
   28. Фёдоров Л.А.Химическое оружие в России: история, экология, политика./ М.:Издание Центра экологической политики России./1994.12 °C.
   29. Источники выброса ртути в России/ Программы по химической безопасности «Эко-Согласия».
   30. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие. М.: Прогресс-традиция., 2000 г., 416С.
   31. Как ходят в туалет на космическом корабле. Техноновости от 15.3.2011 г. Русская версия Invision Power Board (http://www.invisionboard.com) «Планар-сити».
   32. Вольвач А.Е., Румянцев В.В., Молотов И.Е. и др. Исследования фрагментов космического мусора в геостационарной области,"Космическая наука и технология" (НКАУ), 19 сентября 2006 г.
   33. Лескова Н. Космическая деятельность на сегодня антиэкологична". Журнал "Огонёк", № 31 (5190), 08.08.2011 г.
   34. Космический мусор. Материал из Википедии.
   35. Американцы решили разрезать старые спутники в космосе и использовать полученные детали для новых спутников. Сообщение membrana.ru/particle/16998?utm… от 24 окт. 2011 г.
   36. Часть космического мусора послужит на благо человечеству. Mosplanetarium. Сообщение сайта http://innovanews.ru/info/news/hightech/6468/26Oct., 2011.
   37. Кисляков А. Пугало в космосе. Инфо ШОС от 05.06.2009 г. http://infoshos.ru/ru/?idn=4345.
   38. Фрадкин В. Космический мусор – поддаётся ли решению эта проблема? «Немецкая волна» от 29.12.2011 г.
   39. Искусственное мясо – повод не убивать. Журнал «Интересные новости».
   40. Романов В.И. Экологические проблемы устаревшей и сокращаемой ракетно-космической техники. Гл. 10 в Справочном пособии «Экологические проблемы и риски воздействий ракетно-космической техники на окружающую природную среду». М.: Анкил. 2000 г., С. 512–541.
   41. Рыхлова Л.В., Баканас Е.С. Околоземное космическое пространство: Мусор искусственный и мусор естественный.
   42. Муртазов А.К. Экология околоземного космического пространства. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004 г. – 304 с.
   43. Романов В.И., Романова Р.Л. Выбросы вредных веществ и их опасности для живых организмов (Справочно-познавательное пособие). – М.: Физматкнига.– 2009. – 376 С.
   44. Романов В.И. Аварии и инциденты на объектах химического оружия. – Монография, Издание военно-инженерной академии, 2008 г.
   45. Романов В.И. Прикладные аспекты аварийных выбросов в атмосферу. Справочное пособие.-М.: Физматкнига.-2006.-368С.
   46. Арский Ю.М., Данилов-Данильян В.И., Залиханов М.Ч., Кондратьев К.Я., Котляков В.М., Лосев К.С. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? М.: МНЭПУ. 1997. 330 с.
   47. Космический мусор. Росбалт. RU от 05.12.2010 г.
   48. Колесник П. Дончан тысячами косит неизвестный вирус? «День X» от 11 октября 2012 г.
   49. Краснянский А.В. Системный анализ задания по математике "Бытовые отходы" международной программы PISA-2003 г.
   50. Ртуть, Сообщение сайта Wikia Navigation.
   51. Экскреция. Медицинская энциклопедия. Сайт http://znaiu.ru/index.php.
   52. Данные отраслевого сервера «Индустрия упаковки».
   53. Сроки распада материалов/Эко-справочник. Zelife.ru.
   54. Ананичев К.В. Проблемы окружающей среды, энергии и природных ресурсов, М.: МГУ,1975 г.
   55. DARPA сделает космический мусор антенной зомби-сетью. Сообщение CNews от 25 октября 2011 г.
   56. С сайта «Современные проблемы утилизации мусора».
   57. Химия окружающей среды от 25.01.2012 г.
   58. Маргерит Холлоуэй. Окунуться в сточные воды. "В мире науки"№ 8, август 2006 г.
   59. Проценко Л. Три года на отходы. Журнал "Наука и жизнь" № 7 1978 г.
   60. Приехали: мусор закрывает дорогу в Космос. Сообщение сайта expansion.mubb.ru от 17 мая, 2011 г.
   61. На австралийское побережье выбросились 80 китов и дельфинов. Лента. ру от 15.10.1011 г.
   62. Миллионы дохлых рыб всплыли в одной из гаваней в пригороде Лос-Анджелеса Источник РИА Новости,2011 г.
   63. Источник: РИА Новости.
   64. Состав и свойства почв. Сообщение сайта: irkg@narod.ru.
   65. Исидоров В.А. Экологическая химия. Нефть – газ. Электронная библиотека. Сайт www.nglib.ru.
   66. Политехнический словарь, М.: Советская энциклопедия,1989 г.
   69. Иойрыш А. И., Яскин С. А. Позволяет ли закон удалять радиоактивные отходы в Космос? «Земля и Вселенная» № 5, 1993 г.
   70. Кракатау. Сообщение Википедии – свободной энциклопедии.
   71. Сообщение сайта http://survincity.ru/2011/08/vulkany-2/#ixzz2Cw1Ik2FF.
   72. Захаров А.А. Муравей, семья, колония. Издательство «наука» Москва 1978 г.
   73. Гиляров М. Жизнь в почве. Электронная библиотека. Информация сайта ModernLib.Ru.
   74. Романов В.И. Формирование первичного атмосферного выброса при разрушительной аварии на АЭС. Журнал "Атомная энергия",т. 79, вып. 4, окт. 1995 г., 264 – 269 С.
   75. Романов В.И. Метод расчёта характеристик кратковременного испарительного выброса при аварийном проливе токсичного вещества. Журнал "Химическая промышленность", N6, 1992 г, стр. 50(362) – 53(365).
   76. Романов В.И. Расчёт начальных характеристик паровоздушного выброса при гипотетической аварии на АЭС. Журнал "Атомная энергия", т.71, вып.1, 1991 г., ст. 38 – 43.
   77. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник, М.: «Мысль», 1990 г., 639С.
   78. Бедин Т. П., Тряпкин А. И., Чернин Г. Б. Организация и техника заготовки вторичного сырья.—М.: Лёгкая индустрия, 1971 г.
   79. Кальченко В. Н., Педан М. П., Борисенко Н. И. и др. Комплексное использование минерального сырья в перспективном развитии и размещении производительных сил Украинской ССР. – В кн.: Проблемы комплексного использования отходов промышленности в народном хозяйстве. Киев, СОПС, 1972, вып. 3.
   80. Железняков А. "Ядерное созвездие: история создания и эксплуатации отечественных космических аппаратов с ядерными энергетическими установками", Космический Мир. Энциклопедия "Космонавтика", 06.10.2002 г.
   81. Наблюдение искусственных спутников Земли Сообщение сайта http://www.sat.belastro.net/index.php.
   82. Детали Мира, № 2 (4) от 31 января 2012 г.
   83. Материалы из Википедии.
   84. Сообщение сайта http://survincity.ru/2011/08/vulkany-2/#ixzz2Cw1M4oxU
   85. Сообщение сайта http://survincity.ru/2011/08/vulkany-2/#ixzz2Cw1Zr6D3
   86. Учёные обнаружили на Байкале аномальные выбросы природного газа. Информация сайта://www.cybersecurity. ru.
   87. Стоунхендж. Осколки Вечности. Сообщение сайта Tweet от 18 февраля 2010 г.
   88. Кто такие инопланетяне? Сообщ. сайта "НЛО Инфо", 2010 г.
   89. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983 г.,928 С.
   90. Системы жизнеобеспечения космонавтов во время будущих космических полётов. Информация с сайта vbega.ru.
   91. В будущем космические корабли будут летать на топливе из экскрементов. Сайт http:/www.worldview.net.ua/ index.php.
   92. Северный Ледовитый океан начал выбрасывать метановые пузыри. Научно-популярный блог о Мировом океане и его обитателях.
   93. Источник: http://www.cybersecurity.ru/.
   94. Гидрат метана. Материал из Википедии – свободной энциклопедии от 19.08.2009 г.
   95. Археолог выступил в защиту космического мусора. Источник: MEMBRANA/ Космос, авиация/ от 24 мая 2006 г. Сайт http://news.samaratoday.ru/news/85647/.
   96. Спутник «Космос-2421» продолжает разрушаться на орбите, Сообщение сайта rnd.cnews.ru, от 27.03.09 г.
   97. Околоземной орбите нужна уборка – Наука – GZT.RU.
   98. Информация с сайта http://www.popmech.ru/part/
   print.php?rubricid=4&articleid=493.
   99. Названа точная причина поломки спутника "Экспресс АМ11" / ROL.
   100. В возникновении жизни на Земле заподозрили инопланетную падаль. Источник: "Lenta.Ru от 11 ноября 2010 г.
   101. Учёные недовольны внеземными микробами. Lenta.ru от 08.01.2006 г.
   102. Остатки внеземной жизни. Сообщение сайта www.blogs.privet.ru от 07.08.2010 г.
   103. Сообщение сайта Лента. ру от 16.02.2010 г.
   104. Откуда мы? Происхождение человека. Происхождение жизни на земле. Информация с сайта www.inmoment.ru.
   105. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983 г.,928 С.
   106. И на Марсе будут яблони цвести…Тайны НЛО. Ч.3. Чистильщики.
   107. Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Тагилов М.А. Исследование химического состава фильтрата объектов захоронения твёрдых бытовых отходов. Издание Общества с ограниченной ответственностью «СОВЭКО». soveco@mail.ru.
   108. Техногенные геохимические аномалии. Издание ВИНИТИ РАН.
   109. Мусорное море. Огонёк № 11, 2011 г.
   110. Ануфриев Г.С., Болтенков Б.С. Космическая пыль в Океане. Науки о земле.
   111. Котлов Ф.В. Изменение геологической cреды под влиянием деятельности человека. М.: Недра.1978 г., 262с.
   112. Голодковская Г.А., Елисеев Ю.Б. Геологическая среда промышленных регионов. М., Недра, 1981 г.
   113. Куприянова Т.П. Обзор представлений об устойчивости физико-географических систем. Устойчивость геосистем. М.: Недра, 1983. С. 7–13.
   114. Агрохимия под редакцией Б.А. Ягодина – М.: Колос, 1989-655с.
   115. Ефимов В.Н., Донских И.Н., Царенко В.П. Система удобрения – М.: Колос, 2003-320с.
   116. Столкновение спутников над Сибирью Lenta.ru.
   117. ООН: Аппаратам на орбите угрожают 300 тысяч обломков космического мусора / Наука /Лента новостей "РИА Новости".
   118. Большая медицинская энциклопедия. Второе издание в 36 томах (1956–1964 годы) под ред. акад. А.Н. Бакулева.
   119. Электронные отходы захламляют планету и угрожают здоровью людей. Сообщение сайта Newsland.
   120. Чумаков А. Замкнутый цикл ТБО. Интернет-журнал «Сверхновая». Анализ известных способов утилизации ТБО и методов управления отходами.
   121. Федеральное космическое агентство (Роскосмос). Космический мусор: десерт для бактерий. Сообщение от 23.10.2010 г.
   122. Мозжорин А. Доклад на Второй ежегодной международной конференции «Космическая изоляция радиоактивных атомных отходов – очистка биосферы». Калининград,12–14 января 1993 г.
   123. Ковда В.А. Биосфера и человечество, Москва, 1971 г.

   Романов В.И.
   Монография
   Экскретология мусора

   Книга издана в авторской редакции и оформлении

   Автор:
   Романов Вадим Иванович-
   Ведущий научный сотрудник
   Института глобального климата и экологии
   РАН и Росгидромета, доктор технических наук

   Замечания и пожелания о содержании книги
   направлять по E-mail: vadim39@inbox,ru
   По этому же адресу направлять заказы на приобретение книг.

   Подписано в печать ………………………………..
   ……………………………………………………….