Введение в водовороты

Введение в водовороты

Эту ирригационную систему начали строить в 1976-м. Закончили через 173 года, в 1803-м... Опечатки здесь нет: работы, о которых мы говорим, начались в Египте почти за две тысячи лет до нашей эры. К эпохе царствования Аменемхета III была построена искусственная плотина длиной более тридцати километров, осушены заболоченные земли, построены шлюзы...

Приблизительно в это же время безымянный поэт создал "Восхваление Хапи-Нила":

Слава тебе, Хапи!
 Ты пришел в эту землю,
 Он орошает поля, созданные Ра,
 Чтобы дать жизнь каждой козе;
 Он поит и пустыню, и сушь, -
 Ведь это его роса падает с неба;
 Он любит землю...
 Он дарует процветание..,

Необычайно узка полоса, стопроцентно обеспеченная заботами Нила водой и приносимым вместе с ней удобрением илом. Стоило человеку чуть-чуть отойти от нее и вот уже могучий Хапи начинал казаться капризным божеством, ибо не всякий раз осчастливливал земледельца, доставая разливом до дальних полей, и тогда...

Когда пальцы его пребывают в лени, а ноздри закупорены,
 Нищают все люди.
 Когда случается так, скудеет небо богов
 И гибнут люди целыми народами.

По свидетельству древних авторов, египтяне пришли в ужас, узнав, что в Греции нет такой реки, как Нил, и что пресную воду там дают только дожди. Значение Хапи для них было так велико, что они, накопив достаточно обширные для своего времени познания, даже не пытались высказать каких-либо гипотез относительно его "неправдоподобно регулярных" (по словам Геродота) разливов. Они довольствовались поклонением ему и готовы были принимать все на веру.

Полагали, например, что половодье приносят... крокодилы, так как большие разливы Нила обычно приносили в Египет с его верховий большое количество этих симпатичных животных. Именно поэтому здесь возник культ крокодила.

Греки внушили египтянам, что Нил потому так непохож на другие реки, что вытекает из Океана, опоясывающего всю землю. Легенда о титане Океане сыне Урана (неба) и Геи (земли) одна из самых поэтичных в греческой мифологии. Она, в частности, повествует о женитьбе этого могущественного бога на некой Тефии, которая осчастливила его, а вместе с ним и все человечество рождением трех тысяч рек и стольких же океанид морских нимф.

Греческие мудрецы полагали, что Океан является отцом всех морей, рек и источников. Во всяком случае, они были очень далеки от, казалось бы, самой простой мысли, что происхождение ручьев и рек связано с выпадением осадков. Что касается последних, то во всех религиях, как известно, их вызывает бог, причем, заметьте, не какой-нибудь второстепенный, а самый главный. Это он гонит тучи, гремит громом, "вращает воды" и делает водовороты, почему сегодня его называют просто: "Круговорот воды в природе".

Изучать поведение этого капризного божества начали совсем недавно.

Одним из первых был великий И. Ньютон. В сочинении "О кометах", переведенном на русский язык в 1779 году, он утверждал, что "к содержанию морей и других жидкостей в планетах необходимо нужны кометы, дабы их парами опять восстанавливалась та часть планетных жидкостей, которая исходит для растений и превращается в сухую землю. Ибо всякое растение произрастает из жидкостей, потом через гниение большей частью претворяется в землю, а из согнивших жидкостей земля всегда оседает на низ, отчего количество твердой земли беспрестанно увеличивается, а воды, ежели они оттуда нового приращения получать не будут, всегда станут умаляться и наконец совсем в землю пойдут".

Привлекая межпланетное пространство в качестве поставщика воды для высыхающей планеты, И. Ньютон не был настолько наивен, как вам может показаться. Его современникам было известно немало случаев падения на Землю маленьких комет метеоритов, состоявших целиком из льда. В 1802 году в Венгрии упала ледяная глыба массой 0,5 тонны, а в Голландии 6 килограммов. Неоднократно падали ледяные метеориты и в наше время. Вполне вероятно, например, что знаменитый Тунгусский метеорит тоже состоял целиком из льда.

Помимо чистой воды, метеориты содержат и химически связанную, которая может выделяться, испаряясь, в атмосферу в результате трения падающего "небесного камня" о воздух. Среднее содержание такой воды в метеоритах 0,5-1 процент, максимально 12-13 процентов.

Таким образом, прав Б. Драверт, написавший в 1921 году стихи об извечно носящихся в пространстве глыбах льда, которые падают, "скрестя свои пути с орбитою земною", в результате чего

Примем мы потом в плодах земли родной

Частицы влажные исчезнувших миров.

По расчетам В. Дерпгольца, за время существования Земли на нее из космоса упало такое количество воды, которое могло бы укрыть ее всю слоем высотой как минимум два метра. Так что поставка воды кометами факт бесспорный. Вот только И. Ньютон не учел, что всегда, когда есть "приход", бывает и "расход"...

Водяные пары, попавшие в верхние слои атмосферы, подвергаются разрушению так называемой фотодиссоциации. Подсчитано, что скорость движения образующихся вследствие этого процесса атомов водорода превышает вторую космическую. В результате Земля "пылит" в космосе хвостом из водорода наподобие все той же кометы. Расчеты показывают, что за время ее жизни она таким способом потеряла ни много ни мало 6,5*10²⁵ молекул водорода, что соответствует столбу воды высотою 25 метров над каждым квадратным сантиметром поверхности.

Положителен или отрицателен баланс водообмена Земли с космосом, сказать пока трудно. В. Вернадский, например, склонялся к тезису постоянства количества воды на планете. Он отвергал все космогонические гипотезы, предвещавщие либо полное иссушение Земли, либо превращение ее во вселенский океан "Панталассу".

В. Дерпгольн полагает, что, напротив, воды на Земле становится больше, но не за счет космоса, а за счет недр, откуда она непрерывно выделяется, превращаясь из химически связанной с минералами в свободную. Существует мнение, что именно эта сильно минерализованная вода и образовала когда-то Мировой океан, а последний жизнь (кстати говоря, химический состав вод этого океана к нашей крови очень близок).

Не будем обсуждать далее "космический баланс" земных вод. Для нашей темы более существен баланс земной. Нам ведь труднее, чем первооткрывателю тяготения: мы точно знаем, что воды на Земле предостаточно, чтобы побороть наступающий мезозой. И в то же время наши опасения, что ее не хватит, куда более основательны.

Как писал В. Чивилихин, "вода, истинное чудо земной природы, заслуживает, быть может, великой поэмы так велика ее роль в нашей жизни, так драматична и сложна судьба этого жидкого минерала".

Сколько же воды на Земле и какова ее судьба?

Общий объем гидросферы немногим превышает 1,4 миллиарда кубических километров. Число весьма внушительное. Правда, 94 процента от нее приходится на соленые воды морей и океанов. Последние покрывают 72 процента поверхности планеты. Их средняя глубина около 3800 метров, и если бы кому-нибудь удалось "обкатать" Землю в некое подобие бильярдного шара, то вода покрыла бы ее всю многометровой толщиной. Все это, конечно, впечатляет. И тем не менее...

1 миллиард 370 миллионов кубических километров "с хвостиком", составляющие полный объем Мирового океана, это всего-навсего ¹/₄₅₀₀ часть массы Земли. Что касается указанной средней его глубины, то она составляет лишь ¹/₁₆₀₀ часть радиуса земного шара. Так что, хотя океан и кажется огромным, особенно если смотреть на него с пляжа, в планетарном масштабе это не более чем лужа воды, и притом такой, которую нельзя даже пить.

Оставшиеся от океана 6 процентов делятся гидросферой очень неравномерно. Большую часть составляют подземные воды (чуть более 4 процентов гидросферы). Размеры подземных морей достаточно внушительны. Например Западно-Сибирский артезианский бассейн занимает площадь 3,5 миллиона квадратных километров, по объему он сопоставим с Каспийским морем. Как видно, предки наши не слишком-то ошибались, полагая, что Земля плавает в океане: море окружает сушу буквально с трех сторон!

Часть подземных вод питает реки и ручьи. Ее принято называть зоной активного водообмена. Если общий объем подземных вод составляет 60 миллионов кубических километров, то упомянутая зона содержит всего ¹/₁₅ его часть. Остальное замкнуто в плохо или в вовсе не сообщающихся с поверхностью пустотах.

Третье место за ледниками. В них накоплено 24 миллиона кубических километров воды. Если бы весь лед растаял, уровень океана повысился бы на 66 метров, вследствие чего была бы затоплена значительная часть суши.

Объем озерной воды на порядок меньше: 280 тысяч кубических километров. Немногим более 1/50 из них составляют искусственные водохранилища. Они, как и озера, наполняются реками, стока которых, таким образом, лишаются моря и океаны. Недополучение воды океаном вследствие этого вида деятельности человека компенсируется, как увидим далее, за счет других источников. Зато оно влияет на качество воды во внутренних морях: мы, например, непрерывно солим Азовское море, "не пуская" в него значительную часть стока Дона и Кубани...

Влага, содержащаяся в почвенном покрове, составляет 85 тысяч кубических километров. Это очень много: в шесть раз больше содержания паров в атмосфере и в 70 раз больше объема всех речных вод! Почва, таким образом, своеобразные, постоянно наполненные воздухом легкие Земли.

Реки, являющиеся основным источником пресной воды, располагают всего 1,2 тысячи кубических километров, то есть около одной десятитысячной процента от объема гидросферы. Негусто, правда?

Конечно, реки не единственный источник пресной воды. 85 процентов мировых ее запасов сосредоточено в ледниках, 14 в подземных водах (большая часть их минерализована так же, как и в настоящих морях), оставшийся процент делят реки, озера, почва и атмосфера. Пресной воды на Земле немногим более 28 миллионов кубических километров, что составляет два процента общего объема гидросферы. Однако большая часть этих запасов законсервирована в ледниках и подземельях. Поэтому, по оценке известного советского гидролога М. Львовича, доступный человеку объем пресной воды равен всего 4,2 миллиона кубических километров (0,3 процента гидросферы). Много это или мало?

Очень мало, если пить одну и ту же воду один раз. В развитых странах все виды расхода воды на одного человека в год близки к 1000 кубических метров. Нетрудно подсчитать, что население Земли в 5 мил лиардов человек, потребляющее такое количество шаги, выпьет всю пресную воду планеты всего за 84 года.

Таким образом, если бы вода для питья, подобно тому, как уголь или нефть для горения, использовалась [ишь однажды, человечество давно скончалось бы от жажды. Точно так же, если бы атомы, составив живое ело, умирали вместе с ним, на Земле давно уже неосталось бы строительного материала для производства жизни.

Веселый подводный мир

Понадобились столетия, отделявшие А. Эйнштейна от И. Ньютона, чтобы человечество могло убедиться: ускорение движения материи эквивалентно приросту массы. И. Ньютон не понял этого, хотя и открыл закон постоянства количества движения, и вынужден был прибегнуть к кометам, чтобы восполнить убыль воды. Между тем она никуда не убывает, ибо, как свидетельствовал Екклесиаст, "все реки текут в море, но море не переполняется; к тому месту, откуда реки текут, они возвращаются, чтобы опять течь".

Не стационарные, покоящиеся воды определяют тот запас, на который может рассчитывать человечество, а движущиеся, вечно обновляющиеся в процессе своего круговорота.

Круговорот воды в природе можно уподобить работе простой паровой машины. Роль котла в ней играет главным образом океан, топки Солнце. С открытой доступу солнечных лучей водной поверхности ежедневно испаряется огромное количество влаги. В атмосфере "рабочем цилиндре" паровой машины пар охлаждается и попадает в виде осадков вновь в реки и моря. Морские, воздушные течения и реки выполняют роль труб калориферов, по которым вода вновь перекачивается в паровой котел...

По дороге из атмосферы в океан вода частично поглощается почвой и растениями, промышленными предприятиями, городами и селами. Поэтому не вся она доходит до "парового котла", а вновь испаряется в атмосферу с поверхности почвы, листьев растений, озер и болот, не имеющих стока. Часть воды консервируется в подземных водохранилищах, льдах приполярных областей, горных ледников.

"Водяные консервы" не вовсе герметичны часть их, как уже говорилось, так или иначе связана и с атмосферой, и с океаном. Тем не менее ролроль "водоконсервации" приходится учитывать, разделяя водные запасы планеты на единовременные (стационарные) и водообновимые. Объясняется это разной скоростью кругооборота воды, входящей в ту или иную категорию водных запасов.

Скорость, или активность водообмена, измеряется отношением объема данной части гидросферы к расходу воды из нее (или приходу в нее) в единицу времени. Нетрудно сообразить, что указанное отношение оказывается -равным времени, в течение которого полностью обновляется весь объем рассматриваемой части гидросферы.

Наибольшую активность проявляет атмосферная влага. Полная ее смена в среднем происходит каждые десять суток, то есть 36 раз в год!

Очень активен и водообмен рек: за 11 -12 дней реки полностью меняют воду. Недаром Гераклит говорил: "Нельзя два раза войти в одну и ту же реку". Скор речной поток, а вот почвенная влага уже более инертна: она сменяется приблизительно раз за год.

В целом все поверхностные воды суши обновляются раз в семь лет. Наименьшую активность среди них проявляют покровные ледники они живут по 8-10 тысяч лет и даже более...

Подземные воды тоже "долгожители": сроки их обновления в зависимости от глубины и степени изолированности от внешнего мира колеблются от 300 до 5 тысяч лет.

Ну и наконец океан... Он заменяет старые воды на новые ровно один раз в три тысячелетия. Приблизительно за то же время обновляется и вся гидросфера...

Итак, три тысячи лет полного водооборота... Человек никак не может согласиться со столь огромным циклом: ведь это означает, что потребленная им сегодня вода вернется только к его далеким потомкам. Поэтому-то и приходится делить запасы гидросферы на стационарные и водообновимые. И рассчитывать свой аппетит не на все полтора миллиарда кубических километров, а лишь на то, что участвует в годовом кругообороте: ведь именно год является полным разовым циклом для всех живущих на Земле.

Годовой круговорот воды это 0,037 процента общей массы гидросферы, то есть что-то около полумиллиона кубических километров.

В принципе это не так уж мало. Во всяком случае, до появления человека и даже до наступления XX века Земля не испытывала жажды. Не испытывала, конечно, в среднем: ведь условия жизни на ее поверхности достаточно разнообразны. В Индии, например, в районе Черапунди дождь идет чуть ли не беспрерывно 12 метров осадков в год! Если бы здесь не было стока, испарения и просачивания воды в почву, то за год дожди могли бы затопить четырехэтажный дом! А вот в пустынях Африки, Аравийского полуострова и Южной Америки сколько угодно мест, где в течение нескольких лет не выпадает ни капли дождя.

Несмотря на относительное обилие пресной воды на планете, распределена она по ее поверхности далеко не равномерно. Человек издавна пытался исправить эту ошибку природы и превратить пустыни в цветущие районы, благо почвы пустынь вовсе не так бедны и неплодородны, как это иногда думают. Во всяком случае, еще в легендарную эпоху царя Соломона этот последний заявлял: "Я насадил в пустыне всевозможные плодовые деревья, я создал пруды, чтобы орошать сады, где росли эти деревья".

С того времени и до наших дней человек упорно и непрерывно роет каналы и создает водохранилища.

Особенно с большим размахом ведутся эти работы в наше время: самый крупный в мире Каракумский канал, Асуанское водохранилище, каскад водохранилищ на Волге, проектируемый поворот части стока сибирских рек в засушливый Казахстан, гигантские гидротехнические сооружения на всех континентах все это говорит о том, что человек вполне серьезно занимается перераспределением водообновимых ресурсов, что он готов во всеоружии встретить грядущий мезозой. Каковы же последствия этих занятий?

Первые самые ближайшие и приятные получение дополнительного количества продуктов питания и изделий промышленности. Вторые тоже не слишком далекие по времени, но значительно менее приятные эффект иссушения, обратный тому, к которому мы стремимся.

Ирригационные работы, проведенные в последние десятилетия в Средней Азии, как это твердо установлено исследованиями, привели к повышению уровня осадков на Памире и росту ледников. Приятное известие: ведь эти горы и ледники как раз и питают среднеазиатские реки. Больше осадков полноводнее станут.Амударья и Сырдарья, больше воды принесут они полям. Новый искусственный кругооборот воды оказался достаточно удачным (хотя от него и страдает быстро мелеющее Аральское море). А что случилось, если бы влага испарившаяся с поверхности новых каналов, водохранилищ и полей, ушла за Памир и Гималаи и выпала там дождями? Вывод один: обмелели бы среднеазиатские реки, на голодный паек сели бы оросительные каналы, еще быстрее высыхал бы Арал...

Крупнейшие ирригационные работы проведены за последние годы в низовьях Дона и Волги, очень интенсивно ведутся они и в низовьях Днепра. С поверхности новых водохранилищ, с новых орошаемых плантаций улетает в воздух много кубокилометров воды. Итог? Вполне положительный, но... только с одной стороны. Ни Волга, ни тем более Дон многоводнее не стали. Испарившаяся влага перенесена ветрами за тысячи километров. Большая часть ее вылита в море. Истоки великих русских рек не получили ни капли дополнительной влаги. В результате навигация на Дону резко сократилась, сброс в Азовское и Каспийское моря-тоже. Каспийское, как известно, вследствие этого "худеет", а Азовское "солонеет". Днепр пока еще многоводен. Пока...

Человеку свойственна вездесущность. И если, хотел он того или нет, благодаря ему меняется климат, то что можно сказать о его вмешательстве в дела водоворотов?

Ежегодно объем озер сокращается на 60, подземных вод на 300, а ледников на 250 кубических километров. Правда, человек взамен скудеющих рек и озер строит искусственные водохранилища. В них ежегодно добавляется 70 кубических километров. Остальные 540 поглощает океан.

Итак, как свидетельствует приведенный баланс, человеку удается ежегодно перераспределить 610 кубических километров воды. Причем, заметьте, из пустого в порожнее и обратно он не льет. Поток "очеловеченной" воды течет главным образом в одну сторону с суши в море! Суша, таким образом, обезвоживается, а океан полнеет.

Между прочим, этот вывод противоречит общепринятому мнению, что человек отвоевывает у океана все.новые и новые земли, о чем очень поэтично писал когда то Рабиндранат Тагор; "С самого дня творения вода враждовала с сушей: земля медленно и молчаливо округляла свои владения, разбрасывая все более широкие просторы для детей своих, а океан отступал шаг за шагом, вздымая волны, рыдая и в отчаянии бия себя в грудь. Ведь некогда океан был самодержавным властелином, с неограниченной свободой действий. Суша возникла в его лоне, захватила его трон, и с тех пор разгневанный старец с гривой белой пены непрерывно стонет и рыдает, подобно королю Лиру, на которого обрушилась ярость стихий".

Человек уже достаточно давно льет воду в океан, обескровливая сушу.

Ну а вывод из всего вышесказанного напрашивается сам собой. Безусловно, вода в отличие от других богатств Земли (например, минеральных) неисчерпаема. Однако под неисчерпаемостью здесь надо понимать лишь то обстоятельство, что однажды использованная влага рано или поздно "вернется на круги своя". Когда только и где вернется? Вопрос в том, что она вовсе не обязательно снова выпадет на том месте, откуда ушла в атмосферу в виде пара. В глобальном масштабе и в масштабе очень больших отрезков времени водные ресурсы действительно неисчерпаемы. Если же сузить рамки пространства до границ некоторого определенного района, а времени хотя бы до нескольких десятков лет, то вывод будет совсем иной: вода не вечна...

Уже сейчас многие места земного шара испытывают нестерпимую жажду, со временем она возрастет многократно.

Если считать, что в будущем один житель индустриализованного мира в среднем будет потреблять около тонны воды в сутки (с учетом расходов на промышленные нужды), и отнести эту величину к общему объему участвующей в круговороте воды, то окажется, что при сохранении указанной человеко-нормы воды хватит на 20 миллиардов человек. Если только...

Если мы перестанем лить грязь в воду в таких количествах, как сейчас.

Вы никогда не задумывались над тем, что, открыв кран и налив стакан воды, мы занимаемся самовнушением, полагая, что этот стакан до нас никто не пил? Излишняя брезгливость в наше время стоит слишком дорого, вот мы и обеспечиваем себе некий "психологический комфорт" за счет вышеупомянутого самообмана.

Перестанем лить грязь в воду

Оставим, впрочем, психологию в покое. Было бы здоровье. А можно ли остаться здоровым, ежедневно выпивая литр-другой воды, ранее уже кем-то выпитой? Представьте себе: можно.

В результате водоохранных мероприятий, предусмотренных постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 13 марта 1972 года, чище стала Волга. Из Москвы-реки дотошные рыболовы ухитряются доставать верховодку, а из Дона и Северского Донца даже стерлядь. Рыбе стало легче дышать. Встала в строй первая в мире автоматизированная система управления водоохранным комплексом реки Северский Донец. Горьковский автозавод и другие предприятия Горького практически не сливают теперь в Волгу хром, никель, медь, цинк, сульфаты и тому подобные вещества. Предприятия пищевой промышленности Белоруссии ухитряются ежегодно извлекать из собственных, стоков более двух тысяч тонн жиров на сумму более полумиллиона рублей. Раньше все это уплывало вниз по течению. И все же сделано еще далеко не все.

Старая пословица говорит: "По какой реке плыть, ту и воду пить". В наше время она вряд ли появилась бы: пить из судоходных водоемов далеко не всегда безопасно. И все же проблема их загрязнения родилась не сегодня. Так же, впрочем, как и проблема загрязнения среды вообще.

В начале XVIII столетия папа римский заинтересовался "причинами заразительности воздуха в городах". На его запрос тогдашние специалисты ответили так: "Причинами оными являются стоящие воды в болотах, погребения в храмах, нечистоты улиц, водоводов и других публичных мест". Что касается состояния городской среды в Базеле, Лозанне и других европейских городах того времени, то оно характеризовалось "кучами дряни, лежащей на улицах, величайшей нечистотой возле боен, от которой рождается всякая вонь и гнилые пары, а также оставляемыми по переулкам кучами навозу, испускающими весьма вредные пары". Знали и немало писали в XVIII веке и о засорении рек, протекающих через города, сливами всяческих нечистот.

По существу, до конца XIX столетия санитарное состояние крупнейших городов мира оставляло желать лучшего.

Накануне нового, 1900 года издававшийся в Москве журнал "Птицеводное хозяйство" опубликовал доклад "Комиссии о пользах и нуждах общественных и о переводе Охотнорядского рынка в другой участок города". В докладе приводились выдержки из отчета "окружного попечителя" г-на Мамонтова и проведенном им осмотре торгового центра Москвы (Охотный ряд, примыкающие части нынешней улицы Горького и Красной площади). Вот что сообщал попечитель:

"Осмотр Охотного ряда показал несравненно худшие результаты. Сортирные ямы и наставленные открыто кадки для урины производят, особенно в жаркие дни и сырые, ужасающее зловоние. Здесь находятся и хлевы для скота, и производится бой онаго при соседстве тех помещений с невыразимо зловонными отхожими ямами. В многие подвалы и бойни невозможно войти, не задыхаясь. Во многих подвалах вода, образовавшаяся от растаявшего льда и смешавшаяся с кровью убиваемого скота, а также и с испражнениями сего последнего, образовала стоячия, вонючия лужи; на некоторых же местах, где производится самая торговля, стоят лужи.людской урины, вследствие отсутствия отхожих мест. В таких-то подвалах найдены мною бочки с коровьим маслом, плавающими в вышеозначенной, невыразимо вонючей жидкости.

Подобное состояние нашего главного рынка, снабжающего город самыми необходимыми и насущными потребностями жизни, должно несомненно иметь весьма вредное влияние на совершенное изменение самых благоприятных гигиенических условий не только при таких эпидемиях, как, например, холера, но и во всякое другое время, и может быть причиною развития разных болезней, не менее опасных и даже смертельных. Накопляющаяся кровь, урина и другия нечистоты, как например, птичий помет, мелкие обрезки разной провизии, испортившиеся яйца, разсол от мяса и рыбы, если не всегда, то большею частью по вечерам и ночами опускаются в городские сточные трубы, а во время дождя даже днем смешиваются с потоками воды на самой улице".

Москва в начале текущего столетия практически не имела канализации. Об очистных сооружениях нечего было и говорить. Вот и сливал Охотный ряд все "вышеозначенное" в Москву-реку...

Подземная канализация в крупных европейских городах появилась более ста лет назад. До того в средневековой Европе горожане спокойно опорожняли свои ночные горшки на улицах. Вследствие этого последние представляли собой зловонную трясину, стекающую вместе с дождями в реки. Быть может, именно этот факт заставил Леонардо да Винчи признать, что "бывает вода то кислой, то острой, то терпкой, то горькой, то сладкой, то густой или жидкой, то вредной или гибельной, то целебной или ядовитой".

Сегодня все заботы городского жителя об охране среды сводятся к тому, чтобы не забывать спускать воду в уборной. Вода шумит и... смывает. Предельно просто. Так же просто она смывает и экскременты животных на фермах, мыльную пену из ванн, помои, остатки обеда, самые разнообразные отходы заводов и фабрик, прачечных и пунктов химчистки, боен, молочных...

Все это теперь выплескивается не на улицы, а в канализационные трубы. Не очень, впрочем, новейшее изобретение: ученые, раскопавшие Помпеи в Италии, Собрату в Ливии, Киосский дворец на Крите, поначалу приняли общественные уборные за... храмы. В них тоже существовала система отведения нечистот за пределы жилищ. По сравнению со все еще частенько попадающимися у нас деревянными, дурно пахнущими сооружениями, эти централизованные канализационные сооружения кажутся крупным шагом вперед на пути к очищению среды.

Между тем все обстоит как раз наоборот.

Туалет типа "сортир" чаще всего никак напрямую не соединяется с рекой. Его содержимое медленно фильтруется сквозь почву (а еще Гиппократ советовал для очистки воды либо кипятить ее, либо фильтровать), перегнивает, соприкасаясь со свежим воздухом (правда, последний после этого перестает быть свежим), в общем естественно обеззараживается. А вот о централизованном канализационном стоке этого не скажешь. Толстый канализационный стояк, проходящий через вашу квартиру, не что иное, как приток реки, в которой вы купаетесь летом и из которой пьете круглый год. Искусственные очистные сооружения, куда по пути в реку впадает указанный приток, состоят из биологических прудов и полей фильтрации, отвечающих достаточно жестким санитарным требованиям. Наблюдает за их соблюдением мощная сеть санитарно-эпидемиологических станций. В нашей стране действует специальное водоохранное законодательство. За его выполнением следят не только государственные контрольные органы, но и общественные организации. Только благодаря этим мерам обычную питьевую воду у нас еще не упаковывают в пластмассовые бутылки в отличие от большинства западноевропейских стран. И тем не менее успокаивать себя не стоит. Геродот утверждал, что, например, персы никогда "не испускают мочи в реку, не плюют в нее, не моют в ней руки и никому другому это не дозволяют" (заметим в связи с этим, что Рейн уже давно называют "писсуаром Европы").

Петр I, отличавшийся, как известно, крайней решительностью во всех своих мероприятиях, повелел пороть батогами солдат, виновных в сбросе мусора в "державную Неву", господ же офицеров "попервости" штрафовать, а в случае повторного осквернения вод разжаловать в солдаты (с перспективой опять-таки порки). Он же запретил ездить, на лошадях по льду петербургских каналов, дабы в последние не попадал конский навоз.

Следует признать, что, живи сейчас Петр, многим, кто связан с проектированием и эксплуатацией канализационных сооружений, быть бы поротыми...

Очень часто канализационный сток очищается лишь от твердых предметов бумаги, осколков посуды и т. п. Даже и это, если разобраться, очень много: известно, например, что в северной части Тихого океана в 1973 году плавало 70 миллионов пустых стеклянных и 35,4 миллиона пластмассовых бутылок, а также около б миллионов пар "легкой обуви" сандалет и сандалий. Все это извергнуто городскими канализациями Западного побережья США, лишенными упомянутой системы очистки. Так что разнообразные сита, "грохоты" и тому подобные уловители твердых предметов в городских стоках, там, где они стоят, делают свое дело.

Остальная часть системы работает по принципу, отвергающему старую заповедь: ложка дегтя способна испортить бочку меда. Считается, что хорошенько разбавленные чистой водой ядовитые стоки теряют свою ядовитость и вновь становятся водой. Нормы и стандарты устанавливают, что для доведения до "неопасных кондиций" одного кубометра отравленных промышленных и городских стоков требуется 20-30 кубометров чистой воды. Без такого разбавления река превращается в сточную канаву. Конечно, существуют методы, позволяющие очищать стоки на 80-85 процентов. Такая очистка считается вполне совершенной, но она есть далеко не везде. Между тем система, ориентирующаяся на "самоочистку" за счет разбавления дегтя медом практически себя изжила. Сейчас она приводит к тому, что примерно 6 тысяч кубических километров воды ежегодно расходуется на разбавление промышленных и городских сбросов. Это близко к половине устойчивого стока всех рек и подземных вод Земли. К 2000 году ожидается, что ежегодный сброс сточных вод из-за увеличения населения Земли и промышленного ,роста станет равным тем же 6 тысячам кубических километров. Таким образом, человечеству при условии сохранения традиционной канализации потребуется в 2,5 раза больше чистой воды, чем сейчас. Между тем взять ее будет неоткуда. Выход один менять канализацию. И это при условии, что в 1980 году какой бы то ни было канализацией пользовалась едва треть человечества!

Вторая ступень очистки сточных вод предусматривает их искусственную аэрацию с помощью разнообразных перемешивающих и "вдувающих" устройств. Ничего нового человек здесь не изобрел.

Когда этих устройств нет, стоки после разбавления водой, попав в русло реки, делятся на фракции. Твердые частицы опускаются на дно, образуя ил, жидкие плывут по течению. Если те и другие органического происхождения и состоят, как и мы с вами, из белков, жиров и углеводов, то для реки они проблемы не представляют: ими питаются различные живущие в воде микроорганизмы. Последние ведут себя, как и все живущие на планете; их становится тем больше, чем больше пищи. Так что значительная часть городских и промышленных стоков увеличивает кормовую базу бактерий. Беда лишь в том, что для растущего числа этих существ требуется, естественно, большее количество воздуха для дыхания. Оно же, к сожалению, тем меньше, чем больше сброс в реку. Поэтому-то искусственная очистка, заменяющая самоочистку за счет разбавления, и стремится насытить стоки кислородом. Делает она это вполне успешно, но очищает их далеко не полностью.

Это происходит, во-первых, потому, что конечным продуктом разложения органики бактериями, как всегда, являются минеральные соединения начальная фракция для очередного тура превращений через фотосинтез в те же белки, жиры и углеводы. В реке их "едят" водоросли. То, что не успевают съесть они, выносится в море в виде различных солей. Американцы в связи с этим шутят: некоторые их реки оказываются более солеными, чем море.

Во-вторых, из-за чудесной способности все растворять вода несет в себе не только органику, которую едят бактерии, но и другие, куда менее естественные вещества. От них никакой аэрацией не освободиться.

К чему это приводит, знают все.

Современный житель Москвы, Нью-Йорка, Парижа потребляет 300-600 литров воды в сутки, водопотреблеиие в сельской местности равно 100-120 литрам на человека. Значительно больше потребляют промышленность и сельское хозяйство. Так, для производства одной тонны чугуна затрачивается от 20 до 50 тонн воды, на тонну стали 150 тонн. Очень водоемки целлюлозно-бумажная и нефтехимическая промышленности. Тонна бумаги "стоит" 250 тонн воды, тонна искусственного волокна 2-3 тысячи тонн.

Не отстает от промышленности и сельское хозяйство. Для получения высоких урожаев воды требуется немало. В европейских странах один орошаемый гектар "съедает" 4-6 тысяч кубометров воды в год, в США и Мексике 9-10 тысяч, в СССР 12,5. В целом сельское хозяйство среди всех водопользователей занимает первое место: 70 процентов мирового водопотребления!

Потреблять воду одновременно означает выбрасывать ее. Сельскохозяйственные и особенно промышленные стоки не очень похожи на бытовые. С каждым годом в них все меньше "похожей на природу" органики и все больше совершенно чуждых ей соединений.

К чему это приводит, знали довольно давно. Еще в XVII веке в городе Суздале неоднократно происходили ожесточенные схватки между горожанами и монахами. Первые замачивали в местной речке Каменке кожи для выделки, вторые ловили в ней рыбу.

Отходы кожевенного производства вредны для воды. Но с ними еще можно бороться. А вот что вы скажете по поводу постепенного "ожелезивания" поверхности планеты? Ежегодно мы оставляем на ней 250 миллионов тонн железа. Но и это полбеды: железо продукт природный. Из земной коры на поверхность его ежегодно вполне, так сказать, естественно поступает около 930 миллионов тонн. Так что наши 250 всего лишь добавка... А вот что касается пестицидов (ежегодный выброс в окружающую среду равен 5 миллионам тонн), минеральных удобрений (290 миллионов тонн одного только азота и фосфора), нефтепродуктов (еще 51 миллион тонн), то здесь дело обстоит совсем иначе...

Выступая в 1970 году на Международной конференции по охране биосферы,; профессор Х. Дерейра из Англии восклицал: "Подумать только: еще при Филиппе Августе воду из Сены употребляли для питья, а в Лондоне в XVIII веке ловили семгу под окнами парламента!"

Сегодня большинство рек Западной Европы совершенно безжизненны, они превратились в сложные растворы разнообразных химических соединений. В нашей печати вы тоже, вероятно, читали заметки о загрязнении малых рек, текущих по территории крупных промышленных районов. Далеко не все благополучно и с большими реками Волгой, Доном и Днепром с их водохранилищами. Не случайно Советом Министров СССР в разное время были приняты специальные постановления об охране водных бассейнов Черного, Азовского и Каспийского морей, рек Урала, Томи, Северского Донца, Ивановского водохранилища, озера Байкал. Их выполнение дало ощутимый эффект. Но вот, например, все та же проблема эвтрофикации...

Ежегодно в водохранилищах Днепра от избытка сине-зеленых водорослей погибают миллионы мальков: водоросли забирают из воды кислород. Разлагаясь и опускаясь на дно, они "обогащают" воду токсическими веществами и еще сильнее снижают комфортность рыбьего существования, а заодно и впечатления туристов* совершающих плавание по сине-зеленому днепровскому каскаду: гниение ведь не обходится без запаха.

загрязнение водорослями

За 30 лет, с 1940 по 1970 год, ежегодный сброс фосфатов с промышленными и бытовыми стоками в водоемы США увеличился. в семь раз. Сейчас он превысил 150 тысяч тонн в год. Как результат катастрофическое развитие планктонных водорослей, главным образом сине-зеленых. Водоросли не только уничтожают рыбу, но и делают воду непригодной для питья и купаний. И все Же они не худшее зло...

В самом начале текущего столетия во Франции был создан "Почетный дамский комитет общества рыбной ловли". Почетные рыбачки обратились с "воззванием" к своим коллегам мужского пола. Между прочим, в нем говорилось:

"...Мы будем безжалостно преследовать браконьерство, не допустим, чтобы фабричные отбросы отравляли воду, словом, будем делать все от нас зависящее, чтобы вернуть французским водам их прежнее богатство..."

Сегодня значительная часть больших и малых рек Франции мертва. Да и только ли Франции?

В Рейн, одну из красивейших рек Европы, воспетой когда-то Г. Гейне, ежесуточно сбрасывают 50 тысяч тонн промышленных отходов. Владельцы западногерманских заводов без зазрения совести "обогащают" его кислотами, фенолами и множеством других ядовитых веществ, губящих все живое.

Ныне никакая рыбешка в Рейне жить не может. Воду из реки запрещено употреблять не только для питья, но и для полива. Комиссия ООН, обследовавшая Рейн, признала реку пригодной лишь для судоходства.

Еще в конце прошлого века в Эльбе водились семга, осетр, сом, минога. В начале нынешнего века рыб этих в реке не стало. Теперь если и вылавливается какая-нибудь другая рыба в Эльбе, то в пищу она непригодна дурно пахнет и может послужить причиной отравления. По ее берегам тут и там стоят таблички: "Купаться, пить и ловить рыбу запрещено". Для орошения эта вода тоже непригодна.

Река Арно, на которой стоит Флоренция, до того загрязнена, что в ней невозможна никакая форма жизни. Специалисты, исследовавшие ее воду, пришли к выводу: "Бактериологически чиста!" В Арно не могут существовать даже бактерии.

Дунай ниже Вены, как писала одна из австрийских газет, "превращается в коктейль из сточных вод", в Швейцарии загрязнены всемирно известные озера, привлекавшие всегда миллионы туристов, Женевское и Баденское.

В США многие реки превратились в открытые канализационные стоки. Потомак, протекающий через Вашингтон, одна из самых прозрачных и чистых когда то рек США тому пример. Слой отбросов, слежавшихся на ее дне, достигает в некоторых местах трехметровой толщины. Здесь запрещено не только купание, но и катание на водных лыжах из-за боязни, что брызги воды приведут к заболеванию спортсменов.

В 1969 году все газеты мира обошло сообщение: в США сгорела река Кайахога (штат Огайо). Вместе с ней сгорели два моста. Причина скопившаяся на поверхности нефть.

Для половины американцев источником питьевой воды являются не поверхностные, а подземные воды. Эта вода тысячелетиями скапливалась в огромных подземных водоносных пластах, практически совершенно свободных от всяких химических и бактериологических примесей. Сейчас токсичные вещества, главным образом отходы нефтехимической промышленности, которые, как считалось, самым безопасным образом сбрасывались в отдельные водоемы многие годы назад, обнаруживаются даже в наиболее глубоких скважинах. Масштабы подобного отравления будут возрастать по мере того, как химические вещества, о которых все уже забыли, постепенно станут проникать во все новые подземные резервуары, из которых американцы будут брать питьевую воду.

Ни одна канализационная система США сегодня не рассчитана на переработку всех токсических отходов, растворенных в воде. В результате, как говорится в докладе специалистов правительству штата Нью-Йорк, население самого большого города мира находится под угрозой превращения питьевой воды в сильно загрязненные промышленные стоки.

Газета "Тайм", выходящая в Вашингтоне, писала в конце 1980 года: "В очаровательном лесистом районе Нью-Джерси, известном под названием Сосновая пустошь, более 100 колодцев оказались отравленными химическими веществами, вымываемыми из занимающей 54 гектара свалки компании "Джексон тауншип"..." (упомянем, что в далекие времена колонизации Американского континента отравление колодцев считалось самым страшным преступлением куда более тяжким, чем убийство или изнасилование. За него виновных немедленно расстреливали. Ю. Н.). У Д. Маккарти, который десять лет пил воду из одного из таких колодцев, одну почку удалили в 1977 году, а сейчас у него начались осложнения и со второй. Дочь Д. Маккарти, Тэйр, умерла от рака почек в 1975 году, когда ей было всего девять месяцев. Его шестнадцатилетний сосед потерял почку, пораженную раком; второй сосед вынужден прибегнуть к диализу из-за болезни почек; третий сосед также страдает заболеванием почек. В 22 городах Массачусетса источники воды загрязнены химическими веществами. В Мичигане инспекторы выявили 300 мест, где грунтовые воды загрязнены отходами. Жители примерно 90 домов, расположенных поблизости от Маскигона, пьют сейчас только воду, которую им доставляют в бутылках из других районов. "Здешняя вода, говорит Т. Спенсер, представитель местной службы здравоохранения, по виду больше похожа на темное пиво. У нее сверху даже пена".

Подобные примеры могли бы занять не один объемистый том. Среди них обязательно были бы приведены случаи "самовозгорания рек", насыщения их ядовитыми соединениями ртути и т. д. и т. п. Правительство США под давлением общественности приняло ряд решительных мер по прекращению сброса в водоемы неочищенных стоков. В результате в стране расцвел бизнес "полуночного сбрасывания отходов". Гангстеры от этого вида деловой деятельности закачивают отходы промышленных предприятий в большегрузные автоцистерны и ночью выливают их где-нибудь на сельских дорогах. Яд попадает на почву, а из нее в продукты питания...

Немало умерших и умирающих рек и в Англии. Еще совсем недавно, например, жители английского города Айлхельм ловили рыбу и по традиции крестили новорожденных в протекающей здесь реке Ларк. Теперь рыба там уже не клюет,, отменен; и древний обычай: река загрязнена и отравлена промышленными отходами. "Всякий, к,то совершит в этой мутной воде обряд крещения, заявил местный священник, обязательно по? падет в объятия дьявола".

Что ж, дьявол в виде загрязненной воды делает свое дело. Сейчас из-за пользования недоброкачественной водой на планете ежегодно заболевают дизентерией,брюшным тифом, холерой и другими болезнями пример* но 500 миллионов человек, причем около 10 миллионов (главным образом дети) погибают. "Получается, пишет американский гидролог Д. Бэрд, что пройдет значительная часть XXI века до того, как мы сможем справиться с загрязнениями масштабов XX века. К этому времени нас задушит собственная грязь".

Добавим к этому угрозу генетической катастрофы. Никто ведь сегодня не может поручиться за конечные результаты накопления в окружающей среде пестицидов или остатков искусственных удобрений. Попав на почву, они дождями смываются в реку, а оттуда с поливной водой вновь попадают на поле и вместе с растениями и продуктами животноводства к нам; на стол. ,

"Если загрязнение среды не будет контролироваться, пишет академик Н. Дубинин, то в условиях научно-технического прогресса мы можем оказаться не только перед экологической, но и перед генетической катастрофой. В этом случае патология станет основной формой существования человека".

Загрязнение наступает...

Безотходные замкнутые производственно-бытовые комплексы это, пожалуй, единственная возможность для человечества избежать гибели под грудой собственных отбросов. Сегодня они созданы лишь в кабинах космических кораблей. Вне космоса они существуют пока лишь в предпроектных предложениях. Однако некоторые детали таких проектов уже реализованы на практике.

Одним из путей, приближающих нас к бессточному водоснабжению, является использование городских сточных вод промышленностью. Ново-Курьяновская станция аэрации, например, будет перерабатывать московские городские стоки и передавать их юго-восточной.промышленной зоне столицы. Первая очередь системы уже вошла в строй.

Осуществляется или будет осуществлено строительство' ряда "бессточных" теплоэнергоцентралей в Кирове, Барнауле, Новосибирске, Ростове-на-Дону, Фергане'и других городах Союза. За их ворота не выльется ни капли воды... Правда, внутри ТЭЦ осядут тысячи тонн извлеченных из воды солей. Их утилизация потребует дополнительных капиталовложений, зато водоемы станут чище.

Некоторые углеобогатительные фабрики с успехом многократно используют одну и ту же воду для выполнения технологических процессов. Разработан проект Замкнутого водно-шламового цикла для углеобогатительных фабрик Донбасса. Уровень водооборота на Криворожском и Днепровском горнообогатительных комбинатах к 1980 году Достиг почти 100 процентов. В настоящее время запрещено проектировать и внедрять новые технологические схемы на металлургических предприятиях, не предусматривающие повторного использования сточных вод.

Над замкнутыми безотходными производственными циклами работают десятки институтов. Трудностей у них немало.

Спектр загрязняющих веществ зачастую настолько разнообразен, что выяснить их химический состав и происхождение оказывается очень трудно. Вместо дорогих анализов предпочитают более простые "тесты". Один из наиболее любопытных создали в Англии. Здесь здоровую рыбу погружают в грязную воду и наблюдают за ее поведением:.. Если она переворачивается животом вверх, дело дрянь... Английские специалисты мрачно шутят: проблема найти здоровую рыбу оказывается столь же тяжелой, как и обнаружить чистую речную воду.

"Все ли мы понимаем, пишет В. Песков, какое это сокровище речка? И как оно уязвимо, это сокровище? Можно заново построить разрушенный город. Можно посадить новый лес, выкопать пруд. Но живую речку, если она умирает, как всякий живой организм, сконструировать заново невозможно... Реки надо считать важнейшей государственной собственностью. Только так можно уберечь радость, которую нам дают текущие воды, и возможность в любую минуту утолить жажду. Ибо нет на Земле напитка лучше, чем стакан холодной чистой воды".

Возможности заморов из-за сброса в реку неочищенных стоков последнее время поуменьшились: строже стал спрос. Но все же время от времени еще случаются и такие казусы, как в городе Камо, что на реке Гавар в Армении. Здесь соседствуют текстильная фабрика и рыбозавод.

Первая длительное время сбрасывала в реку грязные стоки, второй мальков форели. План выполняли оба предприятия, хотя форель в реке явно "не приживалась"...

Итак, воды не хватает, несмотря на то, что ее все так же много, как и тысячи лет назад. Загрязняя, мы вовсе не уничтожаем ее, а просто удлиняем сроки кругооборота. Грязная вода, конечно, рано или поздно будет очищена естественным образом. В одних случаях процесс самоочищения произойдет быстро, в других растянется на тысячелетия.

Вся беда в том, что человеку некогда ждать, он спешит. Сейчас очевидно, что, если процесс загрязнения, поверхностных вод не остановится, мы очень быстро окажемся в положении "старого моряка" Колриджа: "Вода, вода, кругом вода, но нет ни капли для питья". И наконец наступит день, когда, по выражению участника конференции ООН по проблемам воды (Аргентина, 1977 г.) Саиба Кауля (Сирия), "капля воды будет стоить дороже капли нефти". Конечно, очистить реки и озера от загрязняющих веществ можно. Это доказал еще все тот же Петр I, повелевший вычистить московские Поганые пруды. После очистки их стали называть по-новому Чистыми.

Вычистить можно все. Но не лучше ли не загрязнять? Поэтому-то мы и строим все более сложные и дорогие комплексы искусственной очистки и проектируем сложнейшие безотходные комплексы. Очистка среды обходится все дороже и дороже. Некоторым она кажется безумно дорогой. Но разве можно считать разумными людей, пытающихся подбросить отраву друг другу?

Два десятилетия назад проблема загрязнения казалась главным образом проблемой этики наших отношений с природой. Именно так читалась тогда "Пиета Микеланджело" Андрея Вознесенского:

И опять на непроглядных водах 
Стоком оскверненного пруда
 Лилия хватается за воздух  
Как ладонь прибитая Христа.

Сейчас проблема чистоты водоемов проблема, упирающаяся в будущем в вечное гамлетовское "быть или не быть?". Ибо, как писал Ф. Достоевский, "во всем есть черта, за которую перейти опасно, ибо, раз переступив, воротиться назад невозможно".