Перспективные технологии и окружающая среда

Обновление технической базы различных энергосистем и промыш- ленных предприятий требует внедрения перспективных материалов и но- вейших технологий, которые прямо или косвенно способствуют сохране- нию окружающей среды. В настоящее время во всем мире признаны перспективными керамические, композиционные, тонкопленочные и другие материалы, производство которых основано на современных технологиях.

В настоящее время интенсивно развивается наноэлектронная и ген- ная технология, которые включают операции, производимые над различ- ными молекулярными объектами. При сочетании некоторых операций наноэлектронной и генной технологий удалось связать нитями ДНК на- ночастицы из золота в трехмерную структуру. Кроме того, из отрезков ДНК построен мостик между двумя электродами, на который осаждалось серебро, и в результате получился своеобразный электропроводящий эле- мент в виде нити диаметром 100 нм.

Современные биотехнологии позволяют производить самоконсерви- рующееся молоко, быстрые в приготовлении сыры, вкусный хлеб, глюко-

зу и др. Отработана технология производства сахара из кукурузы и пше- ницы. Полученный таким образом сахар на треть дешевле тростникового.

Генная технология вторгается в наследственный механизм многих растений. Например, выращены трансгенные сорта картофеля: ударо- устойчивый (это важно при его транспортировке и хранении), крахмаль- ный и малокрахмальный (для стола), содержащий много ценных протеи- нов. С применением генных операций удалось создать два новых сорта помидоров: один из них не подвержен быстрому гниению, а другой со- держит сравнительно мало воды. Получены не подверженные заболева- ниям растения какао, стойкая к заморозкам клубника, кофейные зерна с пониженным содержанием кофеина. Благодаря изменению наследствен- ного аппарата улучшены качества многих сельскохозяйственных куль- тур. Достигнуты успехи и в животноводстве. Генная технология позволи- ла вывести новую породу свиней — без излишней жирности: свинина становится диетическим мясом. Другое новшество — корова дает моло- ко, не скисающее в течение нескольких дней.

В недалеком будущем ученые смогут передать сельскому хозяйству множество трансгенных видов растений и животных, что поможет ре-

30* 459

шить важнейшую проблему обеспечения человечества продуктами пита-

ния. При этом речь идет не только о количестве, но и о качестве. Уже се- годняшние успехи генных технологий вселяют надежду: люди в XXI в. не столкнутся с голодом.

Изучение свойств вещества на молекулярном уровне дает свои пло- ды. Современные химические предприятия не отравляют, как раньше, ат- мосферу выбросами и не заваливают землю ядовитыми отходами. Их продукция содержит гораздо меньше вредных для природы и человека компонентов. Приведем примеры. Долгое время основной составляющей моющих средств были соединения фосфора, которые после отработки по- падали со стоком воды в водоемы. Фосфор стимулировал бурный рост во- дорослей, потребляющих много кислорода из воды, в результате чего она становилась обедненной кислородом и малопригодной для жизни рыбы. Новые моющие средства производятся на безопасной химической осно- ве. Еще один пример. Для окружающей среды опасны хлорорганические соединения, широко применяемые в производстве целлюлозы. Совсем недавно германский популярный еженедельник «Штерн» напечатал весь тираж на бумаге шведской фирмы, произведенной без хлора, — это пер- вый шаг к облегчению нагрузки на природу и блестящий пример для мо- дернизации гигантской целлюлозо-бумажной промышленности.

11.10. ГЛОБАЛИЗАЦИЯ БИОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ

В лексикон современной жизни все прочнее входит слово «глобаль- ный». Глобальные катастрофы, глобальный экономический кризис, гло- бальное потепление, глобальная сеть и т.п. Совсем недавно к этим слово- сочетаниям добавилось слово глобализация. Эти слова используют не только ученые, изучающие проблему потребления природных ресурсов и сохранения окружающей среды, но и журналисты, освещающие события повседневной жизни, читатели и зрители. Они относятся к природным процессам, происходящим не в отдельной точке нашей планеты, деревне или крупном городе, а во всей биосфере.

Термин «глобальная катастрофа» появился не вчера, и не в прошлом десятилетии, а гораздо раньше: им пользовались известные французские палеонтологи Ж. Кювье и СИ . Жоффруа еще в начале XIX в. для объяс- нения обнаруженного ими чередования слоев с останками животных раз- ных видов. Гораздо позднее, в конце XIX в. шведский ученый А. Аррени- ус, описывая парниковый эффект, указывал на его крупномасштабное по- следствие — глобальное потепление.

Глобальные биосферные процессы можно условно разделить на два вида — естественные и антропогенные. Естественные глобальные про- цессы развиваются при внутрипланетарном и космическом воздействии

на биосферу, не связанном или мало связанном с деятельностью челове-

ка. К ним относятся различные природные стихии внутрипланетарного происхождения: извержения вулканов, землетрясения, ураганы и др., а также процессы, рожденные, например, активностью Солнца, падением крупных метеоритов и имеющие космическую природу. Антропогенные глобальные процессы вызываются активным вторжением человека в био- сферу. Это парниковый эффект, выпадание кислотных осадков, разруше- ние озонового слоя и др. Естественные и антропогенные глобальные про- цессы взаимосвязаны. Например, при извержении вулканов в атмосферу выбрасывается громадное количество газов, ускоряющих парниковый эффект и разрушение озонового слоя. И наоборот, с изменением состава атмосферы в результате парникового эффекта и с нарушением защитных свойств озонового слоя возникают условия для зарождения ураганов, торнадо и т.п.

Глобальность биосферных процессов вне зависимости от их вида за- ключается в том, что, возникнув в некоторой точке земного шара, они медленно или быстро распространяются на всю биосферу. Например, вы- брасываемые каким-либо промышленным предприятием или тепловой электростанцией оксиды серы поднимаются высоко вверх, уносятся вет- ром на большие расстояния и выпадают в виде кислотных осадков, при- носящих ущерб живой и неживой природе в местах обитания, которые могут находиться как внутри, так и вне той страны, где расположены ис- точники опасных газов. К подобным последствиям приводит огромная масса углекислого газа выхлопных газов автомобильного транспорта, со- средоточенного в том или ином городе либо на магистрали. Несмотря на локальный характер происхождения, углекислый газ порождает парнико- вый эффект, ведущий к глобальному потеплению и, следовательно, к из- менению климата на всей планете, влияющему на здоровье и образ жизни каждого человека, вне зависимости от того, на каком континенте, в какой стране он проживает. А это означает, что источник возмущения биосфер- ных процессов, появившийся в какой-либо одной стране в результате дея- тельности сравнительно небольшой группы людей, затрагивает интересы многомиллиардного населения нашей планеты, т.е. носит глобальный ха- рактер.

Последняя новинка современной цивилизации — компьютерная сеть Интернет, охватывающая информационное пространство всего земного шара, открыла невиданную ранее возможность пользоваться информаци- ей, полученной в любой точке нашей планеты. Причем такая информация становится доступной в течение весьма непродолжительного времени, почти мгновенно. Интернет — это уникальное средство телекоммуника- ции, способствующее развитию личности и общества в целом. Однако Интернет имеет и обратную сторону медали: через него может распро-

страняться и недостоверная, деструктивная информация, направленная

на деградацию человека. А это означает, что подобная информация, рож- денная одним пользователем, как заразная инфекция, мгновенно и бес- контрольно распространяется по всей планете, приобретая глобальный масштаб.

С развитием многогранной деятельности человека возмущение био- сферных процессов активизируется, происходит их глобализация. Об этом надо знать всем: и тем, кто разжигает костер, и тем, кто сознательно

и бессознательно губит зеленые насаждения, и тем, кто нерационально потребляет природные и энергетические ресурсы. Необдуманные или злонамеренные действия одного человека или небольшой группы людей так или иначе ускоряют глобализацию процессов. Эгоистические или другие побуждения подобных действий не вписываются в рамки нравст- венности и духовных качеств человека. Человек, хорошо усвоивший биб- лейскую истину: «Возлюби ближнего своего, как самого себя» и пред- ставляющий последствия своих действий, задумается перед тем, как раз- жигать костер, дым которого приносит неприятности таким же, как он ближним по разуму людям, или перед тем, как посылать в Интернет раз- рушающую информацию, приносящую вред ближним. Только в этом случае можно надеяться, что колоссальные силы человечества будут на- правлены на преобразование биосферы в ноосферу, и каждый чело- век — человек разумный — внесет вклад в создание привлекательных дворцов гармонии природы и человека.

Контрольные вопросы

1. Какие условия необходимы для создания гармонии природы и человека?

2. Благодаря каким преобразованиям возможно сохранение природных ресурсов?

3. В чем заключается обновление энергосистем?

4. Приведите цифры, характеризующие сохранение тепла и сбережения энергии в доме в Скалистых горах.

5. Назовите способы эффективного потребления энергии в жилых домах.

6. Как можно сэкономить энергию при ее бытовом потреблении?

7. Можно ли сэкономить электроэнергию в осветительных приборах?

8. Каким образом компьютер помогает сэкономить энергию?

9. Охарактеризуйте сбережение материальных ресурсов на промышленном предпри- ятии.

10. В чем заключается эффективное потребление материальных ресурсов?

11. Назовите цифры, характеризующие экономию материалов при производстве лег- ковых автомобилей.

12. Приведите примеры повышения эффективности потребления воды.

13.Охарактеризуйте особенность эффективного потребления современных материа-

лов.

14. В чем заключается экономия материальных ресурсов на транспорте?

15. Какими качествами должен обладать современный автомобиль?

16. Приведите цифры, характеризующие экономичный автомобиль.

17. Назовите основную причину сравнительно низкой эффективности автомобильного транспорта.

18. В чем заключается воздействие автотранспорта на среду?

19. Перечислите пути создания эффективных транспортных средств.

20. Как можно преобразовать транспортные услуги?

21 . Приведите цифры, характеризующие потребление энергии разными видами транс- порта: железнодорожным, автомобильным и воздушным.

22. В чем заключаются экономические проблемы городов?

23. Чем отличаются современные города от древних?

24. Перечислите экологические особенности мегаполисов.

25. Как решается экологическая проблема городов?

26. Охарактеризуйте способы утилизации вредных газов.

27. Какова технология утилизации бытовых отходов?

28. Как производят захоронение радиоактивных отходов?

29. Охарактеризуйте природные образования с высоким содержанием урана.

30. Решаема ли проблема надежного захоронения?

31 . Назовите перспективные материалы и технологию их производства.

32. Приведите пример сочетания микроэлектронной технологии и биотехнологии.

33. Охарактеризуйте возможности генных технологий.

34. Какова роль генных технологий в обеспечении населения питанием?

35. Перечислите пути оздоровления среды нашего обитания.

36. В чем заключается глобализация биосферных процессов?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Природа как объект изучения естествознания сложна и многообразна

в своих проявлениях: она непрерывно изменяется и находится в постоян- ном движении. Круг знаний о ней становится все шире, и область сопря- жения его с безграничным полем незнания превращается в громадное размытое кольцо, усеянное научными идеями — зернами естествозна- ния. Некоторые из них своими ростками пробьются в круг классических знаний и дадут жизнь новым идеям, новым естественно-научным концеп- циям, другие же останутся лишь в истории развития науки. Их сменят за- тем более совершенные. Такова диалектика развития естественно-науч- ного познания окружающего мира.

О природе как о предмете естествознания можно говорить строгим научным языком. Про нее же можно сказать и простые слова, несущие глубокий смысл, как это сделал немецкий мыслитель и естествоиспыта- тель Иоганн Гёте:

«Природа! Окруженные и охваченные ею, мы не можем ни выйти из нее, ни глубже в нее проникнуть. Непрошеная, нежданная, захватывает она нас в вихре своей пляски и несется с нами, пока, утомленные, мы не выпадем из рук ее.

Она вечно говорит с нами, но тайн своих не открывает. Мы постоянно действуем на нее, но нет у нас над ней никакой власти.

Она — единственный художник: из простейшего вещества творит она противоположнейшие произведения, без малейшего усилия, с вели- чайшим совершенством и на все кладет какое-то нежное покрывало. Она беспрерывно думает и мыслит постоянно, но не как человек, а как приро- да. У нее собственный всеобъемлющий смысл.

Нет числа ее детям. Ко всем она равно щедра, но у нее есть любими- цы, которым много она расточает, много приносит в жертву. Великое она принимает под свой покров.

Жизнь — ее лучшее изобретение; смерть для нее средство для боль- шей жизни.

Она окружает человека мраком и гонит его к свету. Всякое ее деяние благо, ибо всякое необходимо; она медлит, чтобы к ней стремились; она спешит, чтобы ею не насытились.

У нее нет речей и языка, но она создает тысячи языков и сердец, кото- рыми она говорит и чувствует. Венец ее — любовь. Любовью только при- ближаются к ней. Одним прикосновением уст к чаше любви искупает она целую жизнь страданий.

Она сурова и кротка, любит и ужасает, немощна и всемогуща. Не вы- рвать у нее признания в любви, не выманить у нее подарка, разве добро- вольно она подарит. Как она творит, так можно творить вечно».

ЛИТЕРАТУРА

1. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. — М.: Наука, 1999.

2. Пуанкаре А. О науке. — М.: Наука, 1983.

3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Краткий курс . — М.: Высшая школа . — 3-е изд., 2003.

4. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Практикум. — М.: Высшая школа, 2002.

5. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. — М: Академиче- ский проект, 2002.

6. Карпенков С.Х. Современные преобразователи и накопители информа-

ц и и . — М.: Логос, 2003.

7. Моисеев Н.Н. Расставание с простотой . —М. : Аграф, 1998.

8. Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. — СПб.: Наука, 1991.

9. Вайцзеккер Э., Ловинс Э., Ловинс Л. Фактор четыре. — М.: Academia,

2000.