Учение В.И.Вернадского о биосфере, биота и косные вещества

 
 

     Учение  В.И.Вернадского о  биосфере, биота и  косные вещества. 

     Биосфера  – это среда нашей жизни, это  та природа, которая нас окружает, о которой мы говорим в разговорном языке. Человек – прежде всего – своим дыханием, проявлением своих функций, неразрывно связан с этой «природой», хотя бы он жил в городе или в уединенном домике.

                                                                    В. И. Вернадский. 

     По  современным представлениям, биосфера – это особая оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

     Эти представления базируются на учении В. И. Вернадского(1863 –1945) о биосфере, являющимся крупнейшим из обобщений в области естествознания в ХХ в.

     Важнейшая значимость его учения во весь рост проявилась лишь во второй половине века. Этому способствовало развитие экологии и, прежде всего глобальной экологии, где биосфера является основополагающим понятием.

     Учение  Вернадского о биосфере – это  целостное фундаментальное учение, органично связанное с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни на Земле, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем.

     По  представлениям В. И. Вернадского, биосфера включает в себя живое вещество, образованное совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.); косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (магматические горные породы); биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы); а также радиоактивное вещество, вещество космического происхождения (метеориты и др.) и рассеянные атомы. Все эти семь типов веществ геологически связаны между собой.

     Косное  вещество биосферы.

     Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и ограничена слоем озона, который задерживает губительные для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана - до 10-11 км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и условием проникновения воды в жидком состоянии.

     Атмосфера.

     Газовая оболочка состоит в основном из азота  и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород - в результате фотосинтеза.

     Гидросфера.

     Вода - важнейший компонент биосферы и  один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн. км3. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн. км3, а количество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км3.  Значительные запасы воды (24 млн. км3) содержат ледники. Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их количество широко варьирует от температуры и присутствия живых организмов.

     Диоксида  углерода, содержащегося в воде, в 60 раз больше, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара.

     Литосфера.

     Основная  масса организмов, обитающих в  пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества - продукты жизнедеятельности организмов.

     Живые организмы (живое вещество).

     Хотя  границы биосферы довольно узки, живые  организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х1012т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и 0,8% - животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов - 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03х1012 т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.

     В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается  важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов - беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых десятая часть - млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды.

     Сущность  учения В. И. Вернадского заключена  в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологический период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

     Вторым  главнейшим аспектом учения В. И. Вернадского  является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, - писал В. И. Вернадский, - имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».

     Это взаимодействие сказывается прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.

     Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В. И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

     Исходной  основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер (1814 – 1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.

     Решающее  отличие живого вещества от косного  заключается в следующем:

     *        изменения и процессы в живом  веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах –   геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;

     *        в ходе геологического времени  возрастают мощь живого вещества  и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего «в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно»;

     *        только в живом веществе происходят  качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г.);

     *        живые организмы изменяются в  зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

     В. И. Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды.

     Для подтверждения своей мысли он ссылается на непрерывный рост центральной нервной системы животных и ее значение в биосфере, а также на особую организованность самой биосферы. По его мнению, в упрощенной модели эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы «не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше». В современных терминах это явление можно описать как необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития.

     В. И. Вернадский обосновал также важнейшие  представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов, т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы и др.

     Важнейшей частью учения Вернадского являются представления о ее возникновении и развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотических факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов – цианобактерий и сине-зеленых водорослей (прокариотов), а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что рассматривается как один из важнейших этапов эволюции.

     Параллельно развивались и гетеротрофы, и  прежде всего – животные. Главными датами их развития являются выход на сушу и заселение материков (к началу третичного периода) и, наконец, появления человека.

     В сжатом виде идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:

     1.        Вначале сформировалась литосфера – предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше – биосфера.

     2.   В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

     3.  Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью». (В. Вернадский)

     4.           Грандиозный геологический эффект  деятельности обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

     5.          Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.

     В целом учение Вернадского о биосфере заложило основы современных представлений о взаимосвязи и взаимодействии живой и неживой природы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Мероприятия по охране воздушной  среды. 

     Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды.

     Закон «Об охране атмосферного воздуха» всесторонне охватывает проблему. Он обобщил требования, выработанные в предшествующие годы и оправдавшие себя на практике. Например, введение правил о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданных или реконструированных), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных отрицательных воздействий на атмосферный воздух. Получили дальнейшее развитие правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

     Государственным санитарным законодательством только для атмосферного воздуха были установлены  ПДК для большинства химических веществ при изолированном действии и для их комбинаций.

     Гигиенические нормативы – это государственное  требование к руководителям предприятий. За их выполнением должны следить  органы государственного санитарного  надзора Министерства здравоохранения  и Государственный комитет по экологии.

     Большое значение для санитарной охраны атмосферного воздуха имеет выявление новых  источников загрязнения воздушной  среды, учет проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу, контроль за разработкой  и реализацией генеральных планов городов, поселков и промышленных узлов  в части размещения промышленных предприятий и санитарно-защитных зон.

     В Законе «Об охране атмосферного воздуха» предусматриваются требования об установлении нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такие нормативы устанавливаются  для каждого стационарного источника  загрязнения, для каждой модели транспортных и других передвижных средств  и установок. Они определяются с  таким расчетом, чтобы совокупные вредные выбросы от всех источников загрязнения в данной местности  не превышали нормативов ПДК загрязняющих веществ в воздухе. Предельно  допустимые выбросы устанавливаются  только с учетом предельно допустимых концентраций.

     Очень важны требования Закона, относящиеся  к применению средств защиты растений, минеральных удобрений и других препаратов. Все законодательные  меры составляют систему профилактического  характера, направленную на предупреждение загрязнения воздушного бассейна.

     Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но и ответственность за их нарушение. Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан  в осуществлении мероприятий  по охране воздушной среды, обязывает  их активно содействовать государственным органам в этих вопросах, так как только широкое участие общественности позволит реализовать положения этого закона. Так, в нем сказано, что государство придает большое значение сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению для обеспечения наилучших условий жизни людей – их труда, быта, отдыха и охраны здоровья.

     Предприятия или их отдельные здания и сооружения, технологические процессы которых  являются источником выделения в  атмосферный воздух вредных и  неприятно пахнущих веществ, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными  зонами. Санитарно-защитная зона для  предприятий и объектов может  быть увеличена при необходимости  и надлежащем обосновании не более  чем в 3 раза в зависимости от следующих  причин: а) эффективности предусмотренных  или возможных для осуществления  методов очистки выбросов в атмосферу; б) отсутствия способов очистки выбросов; в) размещения жилой застройки при  необходимости с подветренной стороны  по отношению к предприятию в  зоне возможного загрязнения атмосферы; г) розы ветров и других неблагоприятных  местных условий (например, частые штили  и туманы); д) строительства новых, еще недостаточно изученных вредных  в санитарном отношении производств.

     Размеры санитарно-защитных зон для отдельных  групп или комплексов крупных  предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности, а также тепловых электрических  станций с выбросами, создающими большие концентрации различных  вредных веществ в атмосферном  воздухе и оказывающими особо  неблагоприятное влияние на здоровье и санитарно-гигиенические условия  жизни населения, устанавливают  в каждом конкретном случае по совместному  решению Минздрава и Госстроя России.

     Для повышения эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую  и травянистую растительность, снижающую  концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный  воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и  травы с учетом степени агрессивности  и концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид, сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и  цветной металлургии, угольной и  теплоэнергетической промышленности.

     Средства  защиты атмосферы.

     Контроль  загрязнения атмосферы на территории России осуществляется почти в 350 городах. Система наблюдения включает 1200 станций  и охватывает почти все города с населением более 100 тыс. жителей  и города с крупными промышленными  предприятиями.

     Средства  защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в  воздухе среды обитания человека на уровне не выше ПДК. Во всех случаях  должно соблюдаться условие:

     С+сф £ ПДК      

     по  каждому вредному веществу (сф – фоновая концентрация).

     Соблюдение  этого требования достигается локализацией вредных веществ в месте их образования, отводом из помещения  или от оборудования и рассеиванием в атмосфере. Если при этом концентрации вредных веществ в атмосфере  превышают ПДК, то применяют очистку  выбросов от вредных веществ в  аппаратах очистки, установленных  в выпускной системе. Наиболее распространены вентиляционные, технологические и  транспортные выпускные системы.

     На  практике реализуются следующие  варианты защиты атмосферного воздуха:

     – вывод токсичных веществ из помещений общеобменной вентиляцией;

     – локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к приточному воздуху;

     – локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере;

     – очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере; в ряде случаев перед выбросом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом;

     – очистка отработавших газов энергоустановок, например, двигателей внутреннего сгорания в специальных агрегатах, и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т. п.)

     Для соблюдения ПДК вредных веществ  в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических  и энергетических установок.

     Аппараты  очистки вентиляционных и технологических  выбросов в атмосферу делятся  на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные  и высокоскоростные); аппараты для  улавливания паров и газов (абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы); аппараты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители туманов и твердых примесей, многоступенчатые пылеуловители). Их работа характеризуется рядом параметров. Основными из них являются активность очистки, гидравлическое сопротивление и потребляемая мощность.

     Широкое применение для очистки газов  от частиц получили сухие пылеуловители – циклоны различных типов.

     Электрическая очистка (электрофильтры) – один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Для этого применяют электрофильтры.

     Для высокоэффективной очистки выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки.

     Такие решения находят применение при  высокоэффективной очистке газов  от твердых примесей; при одновременной  очистке от твердых и газообразных примесей; при очистке от твердых  примесей и капельной жидкости и  т. п. Многоступенчатую очистку широко применяют в системах очистки  воздуха с его последующим  возвратом в помещение.

     Способы очистки газовых  выбросов в атмосферу.

     Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую степень очистки, однако требует громоздкого оборудования и очистки поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей суспензией (щелочной раствор: известняк, аммиак, известь). При этом способе на поверхность твердого пористого тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут быть извлечены с помощью десорбции при нагревании водяным паром.

     Способ  окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе заключается в сжигании в пламени и образовании СО2 и воды, способ термического окисления – в подогреве и подаче в огневую горелку.

     Каталитическое  окисление с использованием твердых катализаторов заключается в том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде марганцевых составов или серной кислоты.

     Для очистки газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид  углерода). Нейтрализация оксидов  азота NOx достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.

     Перспективен  сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа.

     Адсорбционно-окислительный  способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.

     В крупных городах для снижения вредного влияния загрязнения воздуха  на человека применяют специальные  градостроительные мероприятия: зональную  застройку жилых массивов, когда  близко к дороге располагают низкие здания, затем – высокие и под  их защитой – детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение

     Охрана  природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова  мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас  считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы еще успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и  продуманные действия. Ответственная  и действенная политика по отношению  к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим  надёжные данные о современном состоянии  среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

     Уже наступает время, когда мир может  задохнуться, если не придет на помощь Природе Человек. Только Человек  владеет экологическим талантом – содержать окружающий мир в  чистоте. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Экологические права и обязанности. 

     Экологические права граждан.

     В ст. 42 Конституции РФ перечислены  главные группы экологических прав граждан и других физических лиц, в том числе их право на:

  • благоприятную окружающую среду;
  • достоверную информацию о состоянии окружающей среды;
  • возмещение вреда, причиненного здоровью либо имуществу экологическим правонарушением.

     Право на благоприятную окружающую среду по собственной сути является естественным правом человека, принадлежащим ему от рождения. При всем этом надлежащая реализация такового права практически не зависит от самой личности, а напрямую связана с финансовыми, материальными организационными и другими способностями органов общественной власти обеспечить подходящее для человека состояние окружающей среды. Хотя прилагать собственные определенные усилия в целях улучшения собственной сферы обитания, к примеру, методом добровольных пожертвований на природоохранные мероприятия или средством роли в таковых мероприятиях, конкретному физическому лицу закон и не запрещает.

     Право на достоверную информацию о состоянии  окружающей среды быть может рассмотрено  с нескольких позиций. С одной  стороны человек может воплотить  это право методом активного  волеизъявления, обращаясь с запросом к уполномоченному на то органу общественной власти. При всем этом нужно верно  конкретизировать объект собственного энтузиазма применительно к месту  собственного жительства либо преимущественного  пребывания, так как на поставленные вопросы общего характера, как указывает  практика, чуть ли можно получить исчерпывающий  ответ.

     В то же время это право, согласно действующему законодательству, может реализоваться  физическим лицом и в «пассивном»  режиме. Речь идет об обязанности государственных  органов по охране окружающей среды  раз в год готовит доклад о  состоянии окружающей среды в  субъектах Российской Федерации  и на базе его федеральный доклад, который потом обнародуется. Совместно  с тем данная процедура дозволяет  только найти общие тенденции (улучшение, ухудшение или стабилизацию экологической  обстановки) в сопоставлении с  подобными периодами. Потому с точки  зрения буквального соблюдения рассматриваемого права принципиальное значение имеет  своевременность доведения уполномоченными  на то органами до населения информации, создающей настоящую опасность жизни и здоровью физических лиц в каждом конкретном случае. В этом смысле не случаем в ст. 237 уголовного кодекса РФ установлена ответственность за сокрытие либо искажение информации о событиях, фактах либо явлениях, создающих опасность для жизни либо здоровья людей или для окружающей среды, совершенные лицом, обязанным обеспечивать население и органы, уполномоченные на принятие мер для устранения таковой угрозы, указанной информацией.

     Право на возмещение вреда, причиненного здоровью либо имуществу экологическим правонарушением, возникает при наличии установленной  экспертными исследованиями и подтвержденной в заключении причинно-следственной связи меж экологическим правонарушением  и причинением вреда. Совместно  с тем и тут не обойтись без  выражения воли физического лица (его представителя) на возмещение ему  вреда средством направления  в трибунал соответственного искового заявления.

     В ст. 11 Федерального закона «Об охране окружающей среды» в несколько другой интерпретации повторяются закрепленные в конституции РФ экологические  права, также перечисляются вероятные  методы реализации гражданами собственных  экологических прав. Так, кроме права  на благоприятную окружающую среду, гражданин имеет право на защиту данной среды от негативного действия, вызванного хозяйственной либо другой деятельностью, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера, также на возмещение вреда причиненного окружающей среде.

     Реализуя  свои экологические права граждане могут:

  • создавать публичные объединения, фонды и другие некоммерческие организации, осуществляющие деятельность в области охраны окружающей среды;
  • направлять обращения в органы государственной власти Российской Федерации, органы государственной власти субъектов Российской Федерации, органы местного самоуправления, другие организации и должностным лицам о получении своевременной, полной и достоверной информации о состоянии окружающей среды в местах собственного проживания, мерах по ее охране;
  • принимать роль в собраниях, митингах, демонстрациях, шествиях и пикетировании, сборе подписей под петициями, референдумах по вопросам охраны окружающей среды и в других не противоречащей законодательству Российской Федерации акциях;
  • выдвигать предложения о проведении публичной экологической экспертизы и участвовать в ее проведении в установленном порядке;
  • оказывать содействие органам государственной власти Российской Федерации, органам государственной власти субъектов Российской Федерации, органам местного самоуправления в решении вопросов охраны окружающей среды;
  • обращаться в органы государственной власти Российской Федерации, органы государственной власти субъектов Российской Федерации, органы местного самоуправления и другие организации с жалобами, заявлениями и предложениями по вопросам, касающимся охраны окружающей среды, негативного действия на окружающую среду, и получать своевременные и обоснованные ответы;
  • предъявлять иски в трибунал о возмещении вреда окружающей среде;
  • осуществлять остальные предусмотренные законодательством права.

     В тоже время нужно говорить и об отдельных правах граждан и других лиц, осуществляемых в процессе природопользования, которые относятся к категории  особых прав. Такие права закреплены в природоресурсных законодательных  актах и их реализация в полном объеме также зависит от волеизъявления соответственного субъекта. К примеру, согласно ст. 22 Закона РФ «О недрах» пользователь недр, а это быть может и физическое лицо, осуществляющее предпринимательскую деятельность, вправе:

  • применять предоставленный ему участок недр для хоть какой формы предпринимательской либо другой деятельности, соответственной обозначенной в лицензии цели;
  • без помощи других выбирать формы данной деятельности, не противоречащие действующему законодательству;
  • применять отходы собственного горнодобывающего и связанного с ним перерабатывающего производств, ежели другое не оговорено в лицензии;
  • проводить без дополнительных разрешений геологическое исследование недр за счет собственных средств в границах горного отвода, предоставленного ему в согласовании с лицензией и т. д.

     Возможность осуществления правомочий в определенных законом вариантах обусловлена наличием особых разрешений (лицензий). Так, согласно ст. 35 Федерального законно «О животном мире» использование животным миром осуществляется гражданами на основании именных разовых лицензий на добычу определенного количества объектов животного мира в определенном месте либо на конкретный срок. В ст. 46 Аква кодекса Российской Федерации закреплено, что права использования аква объектами приобретаются на основании лицензии на водопользование и заключенного в согласовании с ней контракта использования аква объектом. Содержание самих особых прав водопользователя раскрывается в нормах названного Кодекса и заключается в способности:

  • применять водные объекты для собственных нужд, или для осуществления предпринимательской деятельности (ст. 27);
  • получать в установленном порядке информацию о состоянии аква объектов, нужную для осуществления собственной деятельности (ст. 92);
  • отрешаться от использования аква объектом (ст. 60) и др.

     Наконец, участники публичных отношений, которые относятся к сфере обеспечения экологической сохранности, наделяются самостоятельной группой прав. Эти права можно классифицировать как особенные экологические права.

     Например, ст. 18 Федерального закона «О защите населения  и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» устанавливает, что граждане имеют право:

  • на защиту жизни, здоровья, их личного имущества в случае возникновения чрезвычайных ситуаций;
  • в согласовании с планами ликвидации чрезвычайных ситуаций применять средства коллективной и индивидуальной защиты и другое имущество органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления и организаций, предназначенное для защиты населения от чрезвычайных ситуаций;
  • быть информированными о риске, которому они могут подвергнуться в определенных местах пребывания на местности страны, и о мерах нужной сохранности;
  • обращаться лично, также направлять в государственные органы и органы местного самоуправления, личные и коллективные обращения по вопросам защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
  • участвовать в установленном законом порядке в мероприятиях по предупреждению чрезвычайных ситуаций;
  • на возмещение вреда, причиненного их здоровью и имуществу вследствие чрезвычайных ситуаций.

     Приведенный выше список дозволяет говорить об определенной схожести прав граждан  в сферах обеспечения экологической  сохранности и охраны окружающей среды, но индивидуальная специфика  особенных и общих экологических прав все же очевидна и их разделение предопределено ст. 42 конституции Российской Федерации.

     Экологические обязанности граждан.

     Экологические обязанности граждан в общем  виде закреплены в ст. 58 Конституции  РФ, которая обязует каждого сохранять  природу и окружающую среду, бережно  относиться к природным богатствам.

     Статья 11 Федерального закона «Об охране окружающей среды», фактически дословно дублируя конституционную норму, вменяет  обязанность гражданам соблюдение других требований законодательства.

     В перечисленных нормах правомерно классифицировать экологические обязанности как  общие, так как приведенные формулировки не открывают методы осуществления  обязанностей, что по сути собственной  исключает возможность привлечения  физического лица к ответственности  за их неисполнение.

     В самом деле, сохранять природу  можно методом активного волеизъявления, к примеру, делая добровольные взносы на реализацию природоохранных мероприятий. Но такие деяния, как указывалось  выше, относятся к правам граждан. В тоже время непринятие гражданином  никаких мер для сохранения окружающей среды в собственной повседневной жизни тоже нельзя вменять ему  в вину в случае фактического отсутствия вреда окружающей среде от его  бездействия.

     А ведь смысл установления всех обязанностей заключается в том, что неисполнение их субъектами, на которых возложены такие обязанности, обязано манить за собой нехорошие последствия для нарушителей.

     Таким образом, правомерно говорить об особых экологических обязанностях, которые закрепляются в законодательных актах, конкретизируя общие экологические обязанности. Другими словами в отличие от вышеперечисленных самостоятельных групп экологических прав граждан и других лиц, в данном случае отмечается обусловленность (зависимость) особых экологических обязанностей от общих.

     Содержательная  сторона экологических обязанностей может выражаться как в форме  закрепленных в законодательных  и подзаконных актах требований воздержаться от совершения чего-либо, так и форме требований совершить  какие-либо деяния.

     Установленные в нормативных правовых актах  требования могут носить как прямой, так и опосредованный характер.

     Например, ст. 92 Аква кодекса РФ прямо обязует  водопользователей, в том числе  и граждан, соблюдать режим использования  водоохранных зон, который в свою очередь установлен Положением о  водоохранных зонах аква объектов и  их прибрежных защитных полосах, утвержденным постановлением Правительства от 23.11.1996.№ 1404. Другими словами на лицо, хотя и конкретизированное в подзаконном  правовом акте, но довольно ясное (прямое) требование по соблюдению установленного режима.

     В тоже время ст. 66 Федерального закона «Об охране окружающей среды» предоставляет  государственным экологическим  инспекторам право предъявлять  требования и выдавать предписания  физическим лицам об устранении нарушения  законодательства в области охраны окружающей среды и нарушений  природоохранных требований, выявленных при осуществлении государственного экологического контроля. Этому праву  корреспондирует обязанность физического  лица делать требования, находящиеся  в предписании.

     Исходя  из вышесказанного, следует отметить, что круг экологических обязанностей граждан и других физических лиц  довольно широкий и может устанавливаться  органами общественной власти в рамках предоставленной им компетенции  методом принятия (издания) нормативных  правовых актов (законов, постановлений  и т. д

     Целью установления экологических обязанностей является обеспечение оптимального природопользования, охраны окружающей среды и экологической сохранности.

     Давая определение экологическим обязанностям граждан, следует отметить, что это закрепленные в нормативных правовых актах в форме запретов, правообязывания и ограничений и адресуемые гражданам требования, неисполнение или не надлежащее выполнение которых может повлечь за собой нехорошие для нарушителей последствия в установленном законом порядке. 

     Значение  белка, жиров и  углеводов в жизни  организмов. 

     Белки, жиры, углеводы, витамины — основные пищевые вещества в рационе человека. Пищевыми веществами называют такие  химические соединения или отдельные  элементы, которые необходимы организму  для его биологического развития, для нормального протекания всех жизненно важных процессов.

     Белки — это высокомолекулярные азотистые соединения, основная и обязательная часть всех организмов. Белковые вещества участвуют во всех жизненно важных процессах. Например, обмен веществ обеспечивается ферментами, по своей природе относящимися к белкам. Белками являются и сократительные структуры, необходимые для выполнения сократительной функции мышц — актомиозин; опорные ткани организма — коллаген костей, хрящей, сухожилий; покровные ткани организма — кожа, ногти, волосы.

     Среди многочисленных пищевых веществ  белкам принадлежит наиболее важная роль. Они служат источником незаменимых  аминокислот и так называемого  неспецифического азота, необходимого для синтеза белков. От уровня снабжения  белками в большой степени  зависят состояние здоровья, физическое развитие, физическая работоспособность, а у детей раннего возраста — и умственное развитие. Достаточность  белка в пищевом рационе и  его высокое качество позволяют  создать оптимальные условия  внутренней среды организма, необходимые  для роста, развития, нормальной жизнедеятельности  человека и его работоспособности. Под влиянием белковой недостаточности  могут развиваться такие патологические состояния, как отек и ожирение печени; нарушение функционального состояния  органов внутренней секреции, особенно половых желез, надпочечников и  гипофиза; нарушение условно-рефлекторной деятельности и процессов внутреннего  торможения; снижение иммунитета; алиментарная дистрофия. Белки состоят из углерода, кислорода, водорода, фосфора, серы и  азота, входящих в состав аминокислот  — основных структурных компонентов  белка. Белки различаются уровнем  содержания аминокислот и последовательности их соединения. Различают белки животные и растительные.

     В отличие от жиров и углеводов  белки содержат кроме углерода, водорода и кислорода еще азот — 16%. Поэтому  их называют азотсодержащими пищевыми веществами. Белки нужны животному  организму в готовом виде, так  как синтезировать их, подобно  растениям, из неорганических веществ  почвы и воздуха он не может. Источником белка для человека служат пищевые  вещества животного и растительного  происхождения. Белки необходимы прежде всего как пластический материал, это их основная функция: они составляют в целом 45% плотного остатка организма.

     Белки входят также в состав гормонов, эритроцитов, некоторых антител, обладая высокой реактивностью.

     В процессе жизнедеятельности происходит постоянное старение и отмирание  отдельных клеточных структур, и  белки пищи служат строительным материалом для их восстановления. Окисление  в организме 1 г белка дает 4,1 ккал энергии. В этом и заключается  его энергетическая функция. Большое  значение имеет белок для высшей нервной деятельности человека. Нормальное содержание белка в пище улучшает регуляторную функцию коры головного  мозга, повышает тонус центральной  нервной системы.

     При недостатке белка в питании возникает  ряд патологических изменений: замедляются  рост и развитие организма, уменьшается  вес; нарушается образование гормонов; снижаются реактивность и устойчивость организма к инфекциям и интоксикациям.

     Питательная ценность белков пищи зависит прежде всего от их аминокислотного состава  и полноты утилизации в организме. Известны 22 аминокислоты, каждая имеет  особое значение. Отсутствие или недостаток какой-либо из них ведет к нарушению  отдельных функций организма (рост, кроветворение, вес, синтез белка и  др.). Особенно ценны следующие аминокислоты: лизин, гистидин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, валин. Для маленьких детей большое  значение имеет гистидин.

     Некоторые аминокислоты не могут синтезироваться  в организме и заменяться другими. Их называют незаменимыми. В зависимости  от содержания заменимых и незаменимых  аминокислот пищевые белки разделяются  на полноценные, аминокислотный состав которых близок к аминокислотному  составу белков человеческого тела и содержит в достаточном количестве все незаменимые аминокислоты, и  на неполноценные, в которых отсутствуют  одна или несколько незаменимых  аминокислот. Наиболее полноценны белки  животного происхождения, особенно белки желтка куриного яйца, мяса и  рыбы. Из растительных белков высокой  биологической ценностью обладают белки сои и в несколько  меньшей степени — фасоли, картофеля  и риса. Неполноценные белки содержатся в горохе, хлебе, кукурузе и некоторых  других растительных продуктах.

     Суточное  потребление пищевого белка должно полностью обеспечивать азотистое  равновесие организма при полном удовлетворении энергетических потребностей организма, обеспечивать неприкосновенность белков тела, поддерживать высокую  работоспособность организма и  сопротивляемость его неблагоприятным  факторам внешней среды. Белки в отличие от жиров и углеводов не откладываются в организме про запас и должны ежедневно вводиться с пищей в достаточном количестве.

     Физиологическая суточная норма белка зависит  от возраста, пола и профессиональной деятельности. Например, для мужчин она составляет 96—132 г, для женщин — 82—92 г. Это нормы для жителей  больших городов. Для жителей малых городов и сел, занимающихся более тяжелой физической работой, норма суточного потребления белка увеличивается на 6 г. Интенсивность мышечной деятельности не влияет на обмен азота, но необходимо обеспечить достаточное для таких форм физической работы развитие мышечной системы и поддерживать ее высокую работоспособность.

                                         
 

     Взрослому человеку в обычных условиях жизни  при легкой работе требуется в  сутки в среднем 1,3—1,4 г белка  на 1 кг веса тела, а при физической работе — 1,5 г и более (в зависимости  от тяжести труда).

     Содержание  белка в дневном рационе детей  должно быть выше, чем у взрослых (2,0—3,0 г), что связано с бурным физическим развитием и половым  созреванием.

     В дневном рационе спортсменов  количество белка должно составлять 15—17%, или 1,6—2,2 г на 1 кг массы тела.

     Белки животного происхождения в суточном рационе взрослых должны занимать 40—50% от общего количества потребляемых белков, спортсменов — 50-60, детей — 60—80%. Избыточное потребление белков вредно для организма, так как затрудняются процессы пищеварения и выделения  продуктов распада (аммиака, мочевины) через почки.

     Жиры состоят из нейтрального жира — триглицеридов жирных кислот (олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и др.) и жироподобных веществ — липоидов. Главная роль жиров заключается в доставке энергии. При окислении 1 г жира в организме человек получает в 2,2 раза больше энергии (2,3 ккал), чем при окислении углеводов и белков.

     Жиры  выполняют и пластическую функцию, являясь структурным элементом  протоплазмы клеток. В жирах находятся  необходимые для жизни жирорастворимые  витамины A, D, Е, К.

     Липоиды входят также в состав клеточных  мембран, гормонов, нервных волокон  и оказывают существенное влияние  на регуляцию жирового обмена. Жир  обладает низкой теплопроводностью, благодаря  чему, находясь в подкожно-жировой  клетчатке, предохраняет организм от охлаждения.

     Животные  жиры имеют более богатый по сравнению  с растительными жирами витаминный состав. В растительных маслах содержится только витамин Е, но зато в отличие  от животных жиров они содержат больше полиненасыщенных жирных кислот.

     В жирах присутствуют как насыщенные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая  и др.), так и полиненасыщенные (олеиновая, линолевая и др.). Полиненасыщенные жирные кислоты биохимически значительно  более активны, чем насыщенные, интенсивнее  окисляются и лучше используются в энергетическом обмене.

     Линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты, не синтезируемые в организме  человека, относятся к числу важнейших, поскольку необходимы для предупреждения атеросклероза. В день достаточно употреблять с пищей 20 — 30 г растительного масла. Полиненасыщенные жирные кислоты значительно повышают усвояемость жиров.

     Жироподобные  вещества. Наибольшее значение из них имеют фосфатиды и стерины. Фосфатиды содержат соли фосфорной кислоты, в частности лецитин, который наряду с другими фосфатидами входит в состав нервной ткани, клеточных оболочек. Основными источниками фосфатидов служат говядина, сливки, печень, яичный белок, бобовые.

     Стерины участвуют в образовании гормонов, желчных кислот и некоторых других биологически ценных веществ. Наиболее важен из них холестерин, который  входит в состав всех клеток и придает  им гидрофильность, т. е. способность  удерживать воду. Холестерин является структурным элементом нервных  волокон.

     У здоровых людей около 80 % необходимого холестерина синтезируется печенью  и лишь 20 % поступает извне с  пищей, а поэтому излишнее ограничение  содержащих его продуктов (масла, яиц, печени) нецелесообразно. Это необходимо лишь больным с определенными  заболеваниями и лицам старшего и пожилого возраста.

     По  происхождению все жиры подразделяются на полноценные (животные) и неполноценные (растительные). Основными источниками  животных жиров служат сливочное  масло и сало, ими богаты сливки, сметана, жирное молоко, жирные сорта  сыра, растительных жиров - подсолнечное, кукурузное, оливковое масла.

     Переваривание и усвоение жиров в организме  человека происходит в кишечнике  при активном участии ферментов, синтезируемых печенью и поджелудочной  железой, а также стенками самого кишечника. Жиры — основные источники  энергии для человека при длительной физической работе умеренной интенсивности. Продолжительная безжировая диета  может привести к значительным нарушениям функционального состояния человека. Но жиры животного происхождения  могут принести значительный вред здоровью человека в случае их избыточного  потребления, вызвав развитие и прогрессирование одного из тяжелейших заболеваний - атеросклероза.

     Углеводы — это обширный, наиболее распространенный на Земле класс органических соединений, входящих в состав всех организмов. Углеводы и их производные служат структурным и пластическим материалом поставщика энергии и регулируют ряд биохимических процессов. По классификации углеводы делятся на усвояемые организмом человека и неусвояемые. Неусвояемые углеводы образуют группу так называемых балластных веществ — пищевые волокна, играющие огромную роль в поддержании нормальной регуляции пищеварения. Средняя величина теплоты при сгорании углеводов — 4,1 ккал/г. Взаимодействуя с другими веществами пищи, углеводы влияют на доступность их организму и на потребность организма в этих веществах, например белоксберегающее действие углеводов. Углеводы снижают потребность организма человека в белках, препятствуя использованию аминокислот в качестве энергетического материала и усиливая посредством инсулина использование аминокислот для синтеза белка.

     В организме человека глюкоза используется преимущественно скелетными мышцами, в них она окисляется. При этом выделяется определенное количество энергии  или депонируется в виде гликогена. Некоторое количество глюкозы усваивается  и сердечной мышцей, а также  мозговой тканью, но значительного  накопления глюкозы в виде гликогена  в них не происходит. Запасы гликогена, депонированные в различных органах  организма человека, расходуются  на удовлетворение биологических потребностей тех тканей, в которых он депонирован, и только гликоген печени, превращаясь  в глюкозу, используется для нужд всего организма и поддерживает постоянство концентрации сахара в  крови. Основные источники углеводов - преимущественно растительные продукты (мучные изделия, крупы, сладости), а  сами они служат основным источником энергии в организме человека. При физической работе они расходуются  в первую очередь, и только по истощении  их запасов в обмен веществ  включаются жиры. Работа скелетных  мышц сопровождается значительным потреблением углеводов. К числу полисахаридов, содержащихся в растительных продуктах, относится целлюлоза, или так  называемая клетчатка, которая входит в состав клеточных оболочек. Она  содержится в зернах злаков, хлебе  грубого помола, бобовых, свекле, репе, редьке. В связи с тем, что в пищеварительном тракте человека нет фермента, расщепляющего клетчатку, она не переваривается и не усваивается.

     Однако, раздражая слизистые оболочки желудочно-кишечного  тракта, усиливая перистальтику кишечника  и секрецию пищеварительных желез, клетчатка играет важную роль в процессе пищеварения: она способствует механическому  передвижению пищи в желудочно-кишечном тракте и его нормальному опорожнению. При недостатке клетчатки в пищевом  рационе снижается моторная функция  кишечника, нарушаются процессы всасывания различных веществ в толстом  кишечнике, возникают запоры, сопровождающиеся усилением процессов брожения и  гниения в толстом отделе кишечника, что вызывает интоксикацию организма.

     При особо тяжелом физическом труде  потребность в углеводах достигает 602 г; у лиц, занятых преимущественно  умственным трудом, - 297-378 г. У женщин 18-59 лет потребность в углеводах  примерно на 15% ниже, чем у мужчин. В 75-летнем возрасте эти различия у  мужчин и женщин исчезают. Углеводы должны покрывать 50—55% потребности  организма в энергии. На 1 кг веса тела требуется 5—8г углеводов, т. е. в 4—5 раз больше, чем белка или  жира. Для спортсменов суточные нормы  потребления углеводов увеличиваются  до 700 ч/сут и более. 
 

Определить  число протонов и  нейтронов, входящих в состав  двух изотопов

углерода:    6 С 14  ;   6 С 15  .  При каких обстоятельствах могут возникнуть указанные изотопы в биосфере,  их отрицательное воздействие на организм человека. 
 

      6 С 14 -  6 р и 8 on1 ;  6 С 15 -  6 р и 9 on1 ;  

     Из всех природных элементов таблицы Менделеева углероду принадлежит особая роль — он составляет структурную основу органических соединений, в том числе тех, которые входят в состав живых организмов.

     Природный углерод — это смесь двух стабильных изотопов: 12С (98,892%) и 13С (1,108 %). Из четырех радиоактивных изотопов (10С, 11С, 14С и 15С) только долгоживущий углерод-14 (период полураспада 5730 лет) представляет практический интерес, поскольку участвует в круговороте углерода биосферы. Этот чистый низкоэнергетический бета-излучатель с максимальной энергией частиц 156 кэВ относится к числу глобальных радионуклидов. Образуется он как в естественных, так и в искусственных условиях в результате нескольких ядерных реакций. Повышение концентрации антропогенного 14С во внешней среде, а его источники — ядерные взрывы и выбросы предприятий ядерной энергетики) представляет большую гигиеническую и экологическую проблему.

     Необходимость изучения различных изотопов углерода обусловлена тем, что скорости переноса соединений углерода и условия равновесия в химических реакциях зависят от того, какие изотопы углерода содержат эти соединения. По этой причине в природе наблюдается различное распределение стабильных изотопов углерода. Распределение же изотопа , с одной стороны, зависит от его образования в ядерных реакциях с участием нейтронов и атомов азота в атмосфере, а с другой - от радиоактивного распада.

     Радиоактивные изотопы, непрерывно возникающие на земле в результате ядерных реакций, под воздействием космических лучей. Наиболее важные из  них — углерод (С14) и тритий (Н3).

           Естественные радиоактивные вещества  широко распространены  во  внешней среде. Это в основном долгоживущие изотопы с периодом  полураспада  108–1016 лет.

     Главным  источником  поступающих   во   внешнюю   среду   естественных радиоактивных веществ, к настоящему времени широко распространенных во  всех оболочках земли, являются горные породы,  происхождение  которых  неразрывно связано с включением в их состав всех радиоактивных элементов,  возникших  в период формирования и развития планеты.  Благодаря  деструктивным  процессам метеорологического,  гидрологического,   геохимического   и   вулканического характера,  происходящих  непрерывно,  радиоактивные  вещества   подверглись широкому рассеиванию.     

     Углерод-14, образующийся в теплоносителе и  замедлителе, частично или полностью  выбрасывается в окружающую среду  в виде газоаэрозолей, а из топлива  реакторов — с радиоактивными отходами заводов по его переработке (регенерации).

     Окисленный  во внешней среде, до 14СО2 углерод-14 за счет фотосинтеза накапливается в растениях (в незначительных количествах поглощается и из почвы), а затем по пищевым цепочкам поступает животным и человеку. Коэффициент перехода в цепочке «атмосферный углерод — углерод растений» равен единице, а равновесие устанавливается в течение двух-трех месяцев. За время интенсивных испытаний ядерного оружия (1963—1964 гг.) содержание 14C в растительных продуктах, молоке, мясе повысилось примерно в два раза по сравнению с природным фоном. А период полуочищения продуктов питания составляет около шести лет.

     В организм человека радиоуглерод поступает  в форме различных органических и неорганических соединений, в основном в составе углеводов, белков и  жиров. Аэрогенное поступление незначительно  — лишь 1% от пищевого. Чтобы понять, какое действие оказывает на организм. 14C, поступающий в виде органических и неорганических соединений, в опытах на крысах была исследована кинетика обмена. Выяснилось, что обмен неорганических соединений (На214СОз, NaH14CO3, К214СОз) характеризуется высокой интенсивностью; радиоуглерод обнаруживается в крови животных уже с первых минут поступления в организм, через 15 мин. его содержание достигает максимума — нескольких процентов от введенного количества. Образуя в крови непрочные бикарбонатмые соединения, радиоуглерод быстро выводится. В органах и тканях накапливается лишь незначительная часть введенного количества нуклида, причем распределяется он достаточно равномерно: вначале — в печени, почках, селезенке, а затем — в скелетной и жировой ткани. При длительном поступлении активность нуклида медленно накапливается — от 1,7% на вторые сутки до 7,7 на 32-е от ежедневно вводимого количества Na214CO3. Можно считать, что к концу месяца опытов устанавливается равновесное состояние между поступлением нуклида и его содержанием в организме крыс, при этом кратность накопления примерно равна 0,07.

     В клиническом течении острых поражений  нуклидом, поступающим с пищей, не было существенных отличий от лучевой  болезни, вызванной внешним гамма-облучением, так же выделялись известные периоды: скрытый, выраженных проявлений болезни  и восстановительный (выздоровление  или переход болезни в хроническую  форму). Изменения показателей крови, по которым обычно судят о тяжести  болезни, были типичными, нарушение  обмена проявлялось в ожирении животных, отчетливо фиксировалось бластомогенное (опухолеродное) действие нуклида. При  остром поражении они резко теряли свою массу и погибали на фоне глубокой лейкопении (низком содержании лейкоцитов в периферической крови). Тяжелые и средней тяжести поражения перешли в хроническую форму, медленно восстанавливались показатели крови. Выздоровление крайне затянулось. Продолжительность жизни (в зависимости от тяжести поражения) была существенно ниже, чем у контрольных мышей

         Эффект облучения, как известно, зависит от величины поглощенной, дозы, ее мощности, объема облучаемых тканей и органов и вида излучения. В основе повреждающего действия лежит комплекс взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов — ионизация и возбуждение атомов и молекул дают начало образованию высокоактивных радикалов, вступающих во взаимодействие с различными биологическими структурами клеток. Важное значение имеет внутри- и межмолекулярная передача энергии возбуждения, а также возможные разрывы связей в молекулах за счет непосредственного действия радиации. Физико-химические процессы, протекающие на начальном этапе, принято считать первичными, пусковыми. В последующем развитие лучевого поражения проявляется в нарушении функций органов и их систем.

     Особую  опасность представляют радионуклиды, которые, накапливаясь в органах  и тканях, становятся источником длительного  внутреннего облучения. Характер его  зависит от физико-химических свойств  радионуклидов, среди них особое место, как отмечено, занимает углерод-14, поскольку является изотопом основного  биогенного элемента. Биологическое  действие его связывают не только с радиационными, но и трансмутационными  эффектами, которые возникают при  превращении атомов 14С в атомы 14N в результате бета-распада. Особую опасность эти процессы могут приобрести при включении радиоуглерода в ДНК и РНК половых клеток, так как даже единичные акты его распада ведут к неустранимым организмом точковым мутациям.

     Многие  специалисты считают, что биологическая  эффективность нуклида за счет трансмутационного  действия должна существенно повыситься. Но результаты экспериментов оказались  противоречивыми. Значение относительной  биологической эффективности  14C, установленное разными исследователями по показателям генных мутаций (фаг, дрожжи, дрозофила), хромосомных аберраций (корешки лука и проростки бобов) и репродуктивной гибели клеток (культура ткани и бактерии), колеблется от 1 до 20.

     Концепция беспорогового действия ионизирующей радиации поставила проблему малых  доз. Опасность доз на уровне естественного  облучения связывают в основном с индуцированием мутаций (их число  определяется величиной поглощенной  дозы) в соматических: » половых клетках. Мутации в соматических клетках приводят к росту злокачественных новообразований и другим нарушениям, в половых—к снижению воспроизводительной функции, отклонению нормального развития и наследственным болезням. При воздействии малых доз возможны медленно развивающиеся нарушения с широким индивидуальным разбросом, зависящим от исходного состояния организма и его наследственных особенностей.

     Биологическое действие малых доз углерода-14 в  условиях хронического поступления  было исследовано в опытах на крысах. Животные восьми групп получали его ежедневно с питьевой водой в форме 14С-глюкозы в течение всей жизни в количестве 92,5; 18,3; 13; 1,9; 1,3; 0,2; 0,1 и 0,01 кБк/г массы тела. Среднетканевые поглощенные дозы составили соответственно 233; 47; 11,5; 1; 0,5; 0,1 и 0,01 мГр в год. Состояние крыс оценивалось клиническими, гематологическими, физиологическими, биохимическими, иммунологическими и морфологическими показателями.

     В начальный период состояние подопытных и контрольных животных существенно  не отличалось, но в последующем  выявились функциональные изменения, которые можно оценить как  реакцию на облучение. И в конце  опытов (в основном в трех первых группах) обнаружилась морфологическая  патология в легких, почках и печени, снизилась воспроизводительная  функция. Видимо, в начальный период организму удается компенсировать нарушения, но затем, по мере накопления радиационных повреждений сказывается  недостаточность механизмов репарации  и адаптивных реакций. В результате снижаются устойчивость организма  к другим неблагоприятным факторам внешней среды и продолжительность  жизни.

     Состояние крыс, облученных меньшими дозами (четвертая  — восьмая группы), оставалось без  существенных изменений в течение  всего опыта, хотя и проявлялась  тенденция к более раннему  появлению опухолей молочных желез  по сравнению с контрольными животными. Количественные различия, однако, оказались  статистически недостоверными.

     Итак, имеются некоторые экспериментальные результаты по действию разных доз радиоуглерода на животных. Можно ли на основании этого оценить соматические и генетические последствия в человеческой популяции при повышении концентрации нуклида? Мы попытались сделать это, приняв во внимание, что при происходящем глобальном загрязнении окружающей среды радиоуглеродом устанавливается равновесие в цепи «атмосфера — продукты питания — человек» с коэффициентом дискриминации во всей цепочке, равным 1; ядерные испытания в атмосфере прекращены; существует беспороговое линейное соотношение доза/эффект.

     При генетической эффективности нуклида, равной 1 (без трансмутаций), можно  ожидать, что число онкогенных заболеваний  со смертельным исходом в популяции  из 106 человек и среди 106 новорожденных при облучении в дозе 106 чел.-Гр составит 124 и 40 случаев соответственно. Для сравнения отметим: смертность от новообразований различной этиологии и локализации (без учета действия ионизирующего облучения) достигает 1500—2000 случаев в год в такой же популяции людей, а естественная частота генетических нарушений — 60 тыс. случаев на 10 млн. детей, причем 16 тыс. — тяжелые дефекты.

     Итак, воздействию глобального радионуклида — углерода-14 — подвергаются все  представители растительного и  животного мира. Не исключено, что  в экосистемах существуют менее  устойчивые объекты, чем человек, потому повышение концентрации радиоуглерода  во внешней среде представляет не только гигиеническую, но и экологическую  проблему... Отсутствие явного генетического  груза как результата облучения  естественным радиоуглеродом, видимо, связано с выработкой в ходе эволюции защитных механизмов, которые устраняют  мутационные повреждения на разных стадиях развития организмов. Но с  увеличением доз облучения эти  механизмы могут оказаться недостаточно эффективными.  
 
 
 
 

     
  
 
 
 
 
     
Учение В.И.Вернадского о биосфере, биота и косные вещества