5.4.Экстремальные воздействия на атмосферу
Большинство загрязнителей, попадающих в окружающую среду естественным путем (как, например, в результате извержений вулканов), и многие из тех, которые образуются в результате антропогенной деятельности, разлагаются до безопасных химических веществ или до безвредных концентраций за счет естественных процессов и вновь вовлекаются в круговорот. Однако часто превышается способность природы к осуществлению таких процессов. Положение усугубляется тем, что промышленность производит тысячи химических веществ, которые разлагаются очень медленно или не разлагаются вообще в результате природных явлений.
Дестабилизирующими факторами состояния биосферы являются не только антропогенное загрязнение природной среды, но и природные катастрофы, вызванные различными причинами, а также техногенные аварии.
Реакция биосферы на загрязнение наступает относительно быстро, поэтому существует реальная возможность регулирования масштабов воздействия, уменьшая, либо даже предотвращая необратимые изменения в природных системах. Примером может служить регулирование отлова рыбы в водах Мирового океана. Если же сдвиг в экосистеме происходит с большим запозданием, то возможны необратимые, даже глобальные, изменения. В истории Земли такие процессы привели к исчезновению многих видов растений и животных.
Для решения проблем окружающей среды человек должен осознать, что порог ее устойчивости перейден, и его деятельность должна быть направлена на восстановление биосферы с использованием механизмов стабилизации в целях сохранения человеческого общества.
Экстремальные воздействия на биосферу стали играть заметную роль в развитии биогеохимических процессов во второй половине ХХ века, когда в ряде стран прошли испытаниями ядерного, химического и бактериологического оружия.
Ядерные взрывы формируют радиоактивные загрязнители, которые в основном представлены продуктами распада урана (238 U) и плутония (239 Pu), не прореагировавшим ядерным горючим и радионуклидами, возникающими при взаимодействии нейтронов оболочки бомбы, воздуха и грунта.В зависимости от времени, проходящего от момента взрыва до оседания частиц на поверхности Земли, радиоактивные выпадения делятся на три типа: ближние или локальные, промежуточные или тропосферные, глобальные или стратосферные. Из глобальных выпадений в водный раствор переходит около 50% общей активности, в водонерастворимой форме выпадает до 95% стронция (90Sr) и до 70% цезия (137Cs), в растворимой – 30% церия (144Cе ) и 40% циркония (95Zr). Из локальных и тропосферных выпадений от воздушных взрывов, представленных частицами величиной до 20 мкм, в воде растворяются до 30% общей активности, в основном это радионуклиды йода, цезия, стронция, бария.
После испытательных взрывов ядерного и термоядерного оружия, проведенных США на атоллах Бикини и Джонсона (1951 – 1970 гг.), наблюдались заметные отклонения в поведении и ориентационной способности птиц, черепах, многих других гидробионов (беспозвоночных, млекопитающих) даже на значительных расстояниях от места взрыва, не говоря уж о прямом повреждающем действии ядерных взрывов - световом излучении, взрывной волне и радиоактивном заражении территории на те живые организмы, которые находились на атоллах, выбранных в качестве полигонов.
Взрыв атомного реактора на четвертом блоке Чернобыльской АЭС в 1986 г. по своим глобальным последствиям является крупнейшей экологической катастрофой в истории человечества. В результате взрыва и пожара было выброшено из разрушенного реактора 765 т ядерного топлива и продуктов деления с суммарной активностью не менее 50 млн. Кюри. Суммарный выброс радиоактивных продуктов в атмосферу в радиусе 300-400 км от станции составил 77 кг. Для сравнения – при взрыве атомной бомбы над Хиросимой количество радионуклидов не превысило 740 г. В состав радиоактивных осадков вошло около 30 радионуклидов с периодом полураспада от 11 часов (криптон -85) до 24100 (плутоний -239). Чернобыльским выбросом в разной степени загрязнены 80% территории Белоруссии, северная часть правобережной Украины и 17 областей Российской Федерации. Общее загрязнение по площади превысило 100 тыс. км2 , охватив значительную часть европейской территории СНГ .
Техногенные аварии, возникающие на атомных электростанциях, на предприятиях по переработке урановых и плутониевых руд могут привести к чрезвычайно опасным радиационным загрязнениям. Техногенные аварии экологического характера на локальном уровне приводят к экстремальным воздействиям на окружающую среду, причем глубина таких воздействий на процессы в биосфере не столь масштабна изначально, как при катастрофах.
Наиболее опасными по экологическим последствиям являются аварии в угольной, нефте - и газодобывающей, химической, нефтехимической отраслях промышленности и на транспорте.