Микроб, который чуть не погубил жизнь на Земле

Дэн Ротман на фоне реки Чарлз, неподалеку от кампуса Массачусетского технологического института (Кембридж, Массачусетс, США)

Дэн Ротман на фоне реки Чарлз, неподалеку от кампуса Массачусетского технологического института (Кембридж, Массачусетс, США)

16 апреля 2013 года в конференц-зале Института Карнеги в Вашингтоне завершилось рабочее совещание по проекту, посвященному глобальному массовому вымиранию на границе перми и триаса. В зале собралась существенная часть исследователей со всего мира, занимавшихся этой проблемой. Почти у каждого — своя собственная гипотеза, но все, так или иначе, крутятся вокруг вулканизма Сибирских траппов.

Примерно 252 млн лет назад на огромной территории от сегодняшних Уральских гор до Якутии и от севера Иркутской области до Заполярья одновременно изливались магмы. Вулканизм на Земле — дело обычное, но такие объемы, да еще и внутри континента — это явная аномалия.

В это же время случилось нечто, приведшее к вымиранию 80% видов всех живущих в то время морских организмов. Существенный урон потерпели и наземные организмы (хотя до сих пор идут споры, в какой мере они были затронуты массовым вымиранием).

Почему экосистемам Земли пришлось так туго? Основные факторы -это бедный кислородом океан, высокие концентрации CO2 в атмосфере (возможно, в тысячи раз выше, чем сегодня), кислотные дожди. Главный маркер события — резкий изотопный сдвиг углерода в сторону легкого изотопа углерода-12, что говорит о выбросе биогенного углерода.

Мог ли стать причиной вымирания масштабный вулканизм и все сопутствующие ему геохимические аномалии? Трудно доказать. Далеко не все факты укладываются в такую причинно-следственную связь (есть и явные несоответствия), однако большинство специалистов все-таки склоняется к положительному ответу. Последний доклад был сделан Дэном Ротманом из Массачусетского технологического института — блестящим геофизиком с внешностью доктора Шелдона Купера из сериала «Теория большого взрыва» и остроумием, подходящим для какого-нибудь американского шоу. В декабре 2012 года в докладе на осенней конференции Американского геофизического общества он уже выдвинул совершенно новую гипотезу, объясняющую пермско-триасовое массовое вымирание, и вот Дэна специально пригласили сделать доклад на эту же тему в более узком кругу специалистов.

Основой новой гипотезы служит достаточно простое наблюдение: концентрация вышеупомянутого изотопа углерода в морских осадках растет по экспоненте или даже еще быстрее. Что может вызвать такие изменения? Первая приходящая в голову аналогия — деление микроорганизмов. Именно в этом и заключается гипотеза. Более того, Дэн Ротман называет конкретного виновника — это архея рода Methanosarcina.

Метаносарцина производит метан в процессе своей жизнедеятельности. В наше время ее можно встретить практически в любой среде, включая помойки, канализацию и даже человеческий кишечник. В естественных же условиях она скапливается там, где ощущается недостаток кислорода, например в океанских глубинах. Пермский океан мог быть для нее прекрасным домом.

Еще одна характерная особенность метаносарцины — способность производить метан любой из известных форм метаболизма из водорода, углекислого газа и ацетатов. Последний в избытке присутствовал в закисном пермском океане. Причем метаносарцина по сравнению с другими метаногенами перерабатывает ацетаты энергетически более эффективным путем. Эту особенность она приобрела в результате горизонтального переноса генов от бактерии класса Clostridia.

Момент переноса генов удалось датировать методом молекулярных часов. И датировка (240 ± 41 млн лет) совпадает с пермско-триасовым массовым вымиранием (хотя и с достаточно большой неопределенностью).

Есть еще одно обстоятельство. Метаносарцине, как и другим метаногенам, нужен никель. Концентрации никеля в Мировом океане невелики, но так было не всегда. Сибирский вулканизм привел к образованию группы гигантских месторождений никеля, добываемых сегодня «Норильским никелем» (эти месторождения составляют 20% от мировых запасов), а кислотные дожди позволяли попадать этому элементу в океан, стимулируя безудержный рост нового метаногена.

Итак, в пермском бескислородном океане было много пищи, но некому было ее перерабатывать, пока не произошла мутация, приведшая к появлению метаносарцины. Сибирский вулканизм привнес в океан никель, который стимулировал ее безудержный рост, а в атмосферу стал поступать в избытке метан. Окисляясь, метан превращался в парниковый углекислый газ. Вся экосистема оказалась в новом для нее стрессовом состоянии, что и привело к массовому вымиранию организмов.

Возможно, перед нами действительно решение давней проблемы, однако новые гипотезы, конечно, приживаются далеко не сразу. И для публикации статьи [1] Дэну Ротману и его коллегам потребовалось пройти «девять кругов рецензирования».

«Я не знаю, будет ли это самой важной моей статьей. Более того, я не уверен, что в ней всё правильно. Но я не сомневаюсь, что она станет широко обсуждаться в прессе», — сказал мне Дэн через несколько месяцев, получив очередную порцию рецензий.

В геологической истории было пять событий массовых вымираний, называемых великими, с десяток менее заметных и еще известно множество резких пиков на изотопных углеродных кривых. Все ли они связаны с эволюцией микроорганизмов? Если нет, то какие связаны? Уверен, что новая гипотеза окажет существенное влияние на последующие исследования в этом направлении. При изучении работы Дэна Ротмана возникают также и весьма серьезные опасения. Не мутировал ли уже какой-то убийственный микроб, например в приполярных торфяниках, и не выводим ли мы что-то подобное в лаборатории, думая о зеленой энергетике будущего?

Алексей Иванов

  1. Rothman D.H., Fournier G.P., French K.L., Alm EJ., Boyle E.A., Cao C., Summons R.E. Methanogenic burst in the end-Permian carbon cycle. — www.pnas.org/content/early/2014/03/26/1318106111.abstract

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

 
 

Метки: , , , , , , , , , ,

 

20 комментариев

  • А.П.:

    " в атмосферу стал поступать в избытке метан. Окисляясь, метан превращался в парниковый углекислый газ. "

    странноватая логика. вроде метан намного (в десятки раз) более сильный парниковый газ чем СО2.

    а эффект СО2 вообще насыщается. температура растёт медленне логарифма концентрации. хоть ты его в 1000 раз больше в атмосферу закачай, ничего особенного не произойдёт.

  • Alexei:

    метан парниковый газ, но он неустойчив в атмосфере в отличие от СО2.

    что касается СО2. Его концентраций была высокой, исходя из разных представлений, но насколько высокой — неизвестно. Может быть даже 10000 раз от сегодняшнего. Вопрос — откуда он взялся? Модель Ротмана дает ответ — за счет микробов. Ставшие уже традиционными модели говорят — за счет (а) вулканических выбросов или (б) из-за метаморфизма осадков (магма внедряясь в осадки термально на них воздействовала). В случае с (а) изотопный эффект должен быть обратным наблюдаемому. Вулканический углерод тяжелый, а изотопный эффект в обратную сторону, т.е. смещение к легкому изотопу. В случае с (б) наверное можно получить нужный изотопный эффект, но серьезных расчетов никто не делал, только на пальцах, исходя из общей логики. В модели Ротмана — изотопный сдвиг в нужную сторону. А главное там суперэкспоненциальный рост, который только микробами можно объяснить.

  • Alex:

    Любопытно сравнить со статьёй в предыдущем номере:

    trv-science.ru/2014/03/25...b-i-ego-ehkocid/

  • А.П.:

    ну в 10000 раз — это уже слишком.

    сейчас 400 ppm = 400/1000000 = 4/10000.

    умножаем на 10000 получаем атмосферу чистого СО2 в 4 раза более плотную чем сегодня.

    если это действительно было так (а это вполне возможно), то никакие микробы подобного не объяснят. только высокотемпературное разложение известняка, т.е. вулканизм.

    вытекла магма на огромное известняковое поле, вот тебе и свободный СО2.

    в любом случае — гадание на кофейной гуще.

  • Л.Л.Гошка:

    Мы уже стоим на пороге Экоцида и он уже не носит вероятностный характер. Для того чтобы он состоялся для нас достаточно концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе чуть больше чем 426 ppm. Такая концентрация будет достигнута к 40 годам этого столетия.

    В биоминералогии много внимания уделяется взаимодействию костной и живой материи. Например, образованию патогенных биоминералов в организме человека или образование жемчуга.

    Биоминералогия – учение о преобразовании минералов, протекающем в геологической среде с разнообразным участием живых организмов. Минералы находятся не только в недрах Земли, но и во всем живом на планете, включая человека. В результате биоминеральных взаимодействий за 3,8 миллиарда лет геологической истории Земли образовалось около 2% земной коры, и в настоящее время известно около 300 биоминералов.

    С точки зрения биоминералогии в гипотезе Дэна Ротмана ничего необычного нет. Мы же выделяем углекислый газ в атмосферу. Нас на Земле не может расплодиться на несколько порядков больше, чем имеется сейчас, поэтому мы, используя свой разум, компенсируем отсутствие такого количества людей своей хозяйственной деятельностью. Примерно за 50 лет концентрация углекислого газа в атмосфенрном воздухе возросла с 320 ppm (естественный уровень) до 400 ppm. Предельный уровень составляет 426. После чего начнется в организме людей активный процесс кальцификации (образавание кальцита) со смещением кислотности среды, в которой происходит кальцификация в кислотную область порядка рН= 1 или рН=2. При значении кислотности сыворотки крови меньше рН = 7,3 происходит смещение функционирования организма человека из верхней зоны регуляции в зону верхнего пессимума, где жизнь невозможна. Этот процесс может занять всего несколько недель. В этом случае адаптации организма к изменяющимся внешним условиям быть не может, т.к. основной буферной системой в организме человека является система «СО 2 — бикарбонат». При активной фазе кальцификации она будет отключена, т.к. угольная кислота будет участвовать в процессе образования кальцита.

    Самое интересное не это, а то, что при подходе к концентрации в атмосферном воздухе к 426 ppm у людей инстинкты должны преобладать над здравым смыслом, т.е. наступают «веселые» времена.

    Это то, о чем говорит в интервью Александр Марков: «Когда раздается: «Наших бьют!»

    trv-science.ru/2014/04/08...ya-nashikh-byut/

    Но, определять «свой — чужой» это уже этнические проблемы. А если этнос по Гумилеву действительно является явлением Природы, что очень похоже на это. Тогда можно ожидать такую резню, что мало не покажется. Уже можно предположить, что за Украиной разваливаться начнет Европа. Устойчивость сложной открытой системы определяется не только материальным благополучием, а в первую очередь возможностью покрывать естественные потребности, которые влияют на функционирование организма человека в зоне оптимума, а это уже не социальные нормы, а физиологические. А с этим и в Европе проблемы. В каждой отдельной стране Евросоюза они разные, поэтому можно предположить, что такие страны, как Румыния помогут благополучно развалить как Германию, так и Великобританию, а эмигранты из других стран им помогут.

  • Цербер:

    Для Л.Л.Гошка:

    Довольно страшная перспектива. Возникает вопрос, если сейчас концентрация СО2 так близка к предельной, как же возможна жизнь в крупных городах и промцентрах, где в центре трудно дышать в безветренную погоду? Там концентрация должна быть в разы больше, чем средняя по земному шару.

  • Л.Л. Гошка:

    На Ваш вопрос я могу ответить как специалист по предмету одним предложением.

    На организм человека влияет не столько сама концентрация того или иного химического соединения, сколько продолжительность экспозиции этой концентрации на организм человека.

    Дальше мне следует отправить Вас читать специализированную литературу. Например, к Руководству по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Руководство Р 2.1.10.1920-04.

    В этом руководстве Вас будет интересовать пункт 5 «Оценка зависимости “доза-ответ”» в части параметров для оценки неканцерогентного риска.

    5.3.2. Для оценки риска при кратковременных воздействиях химических веществ

    безопасные уровни для здоровья дифференцированы по продолжительности

    экспозиции, контингенту экспонируемых лиц, а также тяжести возможных

    неблагоприятных последствий для здоровья человека. Безопасные уровни

    кратковременных воздействий направлены на предупреждение смертельных

    исходов, развития острых отравлений различной степени тяжести или неприятных

    субъективных ощущений при непродолжительном, но интенсивном загрязнении

    окружающей среды, обусловленном неблагоприятными метеорологическими

    условиями (смоги, токсические туманы), аварийными нештатными ситуациями, а

    также залповыми выбросами, сбросами и проливами токсичных веществ в высоких

    концентрациях на опасных производствах. Эти уровни обычно разрабатываются

    для условий кратковременного непрерывного химического воздействия с

    продолжительностью от 5-30 мин до 6-8 и 24 ч. При этом предполагается, что

    повторное острое воздействие на население недопустимо, или время его

    возможного наступления многократно превышает продолжительность

    восстановительного периода.

    6.4.7.9. Потенциальная доза — это количество химического вещества, которое

    потребляется или вдыхается, или его количество, содержащееся в разных средах и

    находящееся в соприкосновении с кожей. Общая потенциальная доза (TPD)

    рассчитывается с помощью следующего стандартного уравнения:

    TPD = С × IR × ED, где

    С — концентрация загрязняющего вещества в объекте окружающей среды

    (воздух, почва и т.д.), контактирующей с телом человека (выражается в единицах

    масса/объем или масса/масса);

    IR — величина (скорость) поступления, зависящая от скорости ингаляции (объема

    легочной вентиляции), объема потребляемой воды и др.;

    ED — продолжительность воздействия.

    6.4.7.10. Общая доза — это сумма отдельных доз, полученных организмом

    человека в результате влияния на него отдельного загрязняющего вещества за

    определенный период в процессе взаимодействия со всеми содержащими данный

    загрязнитель средами (воздухом, водой, пищей, почвой).

    База нормативной документации: www.complexdoc.ru

    Данное руководство содержит полный и научный ответ на ваш вопрос.

    По всей видимости, такой ответ Вас не удовлетворил. Я предполагаю, что Вы от меня ждали ответа, как специалиста по проблеме?

    Перед тем как дать такой ответ мне необходимо ограничить мои возможности.

    Таким ограничением служат используемые технологии. Любой семейный человек их использует. Система: муж, жена, дети, теща, тесть, свекр, свекровь. В любой семье между этими людьми выстраиваются определенные взаимоотношения, но это ни что иное, как определенные технологии управления взаимоотношениями в этой системе. Сколько семей, ровно столько и технологий управления и нет двух похожих. После 91 года достаточно много людей благодаря госудаственной политике были выброшены на улицу. У них стояла цель простого физического выживания для своей семьи, поэтому они были вынуждены создавать технологии взаимоотношений с окружающей средой. Без этого им было бы не выжить.

    На мой взгляд, на соседней ветке это назвали моралью Прыгунова. Как это не пародоксально, но практически все наши думающие монтажники обладают этой моралью. Я считаю, что такая мораль является следствием технологии выживания, которую они создали для себя и им всякого рода поводырей уже не требуется. Нельзя их учить «првильно» жить. Отсюда возникает уже проблема части интеллигенции, которые мыслят себя только в роли поводырей. Прыгуновы не будут больше кормить этих поводырей, т.к. используемые ими технологии не требуют услуг идеологических поводырей.

    Ваш вопрос можно отнести к разряду этих же проблем, и связаны они с вашей индивидуальной или личной безопасностью. Такого рода технологии создать можете только Вы и с учетом особенностей вашей семьи. Поэтому я могу попытаться только обозначить проблему, а решений этой проблемы у меня нет и быть не может для вас. Кроме этого учитывайте, что моя точка зрения субъективна и в ней обязательно будут ошибки.

    Итак, лето в деревне на берегу речки. Загрязняющие предприятия находятся в радиусе не ближе 200-300 км. На небе собираются грозовые тучи. Раздается гром, сверкают молнии. В какой-то момент времени вы ощущаете духоту. Тут же принимаете решение, что от непогоды вам необходимо укрыться. Прошел ливень. Стало свежо и легко дышаться.

    Наверно, в этом случае духота никак не связана с ростом концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе? С воздухом что-то произошло, но не обязательно это связано с ростом концентрации углекислого газа.

    Но в этой деревне и этой ситуации вы были не одни. Было много представителей фауны, которые не все, как вы обладают зрением, слухом, а тем более способностью прогнозировать дальнейшее развитие событий. Учитывая, что многие представители фауны имеют размер и вес гораздно меньший, чем ваш и для них этот ливень будет гораздо круче чем цунами для Японских островов. Но все или почти все представители фауны имеют механизм дыхания, как и мы.

    Учтем гипотезу о том, что обмен информации о состоянии между сложными открытыми системами происходит химическим путем.

    trv-science.ru/2014/02/25...ulyarnom-urovne/

    Тогда можно предположить, что ощущение духоты является сигналом для представителей фауны, чтобы они искали убежище, а свежесть и легкость дыхания является сигналом о том, что угроза жизни миновала. При этом нельзя исключать, что существуют и другие каналы передачи информации.

    Это свойство используют люди в различных технологиях.

    В крупных торговых сетях, таких как Икея, Оби, Ашан всегда основной задачей ставится поддержание микроклимата на таком комфортном уровне, чтобы в их помещения завлечь потенциального покупателя с улицы.

    А вот наши медики не заинтересованы в своих пациентах, поэтому в поликлиниках и больницах практически всегда духота. Там плотность больных с различными заболеваниями на квадратный метр столь высока, что такая болезнь, как туберкулез легких, которая раньше считалась характерной только для определенных слоев населения, сейчас перестала быть таковой.

    Не заинтересованы и архитекторы в здоровых людях, отсюда и высокая плотность застройки, но зато и себестоимость ниже.

    Организм человека легко обмануть, чем и пользуются нерадивые руководители. В непроветриваемом помещении, где ощущается духота, достаточно понизить температуру на пару градусов и ощущеие духоты пропадет. Установить сплит-систему гораздо дешевле, чем создать полноценную систему эффективной вентиляции. Экономия финансовых средств превыше здоровья сотрудников.

    Экономит на этом и государство, вынося создание таких систем на аукционы и тендеры и допуская к ним всех кому не лень на этом деле заработать, лишь бы было дешево.

    Это то, что мы имеем. Теперь о том, куда все катится.

    Известно, что прохождение химических реакций ограниченно по времени. Кроме этого организм человека обладает компенсаторными механизмами, которые сглаживают влияние на организм человека флуктуаций внешней среды, отсюда и зависимость «доза-ответ».

    Что будет, если в герметично закупоренный сосуд налить воду и поставит на горелку? Температура воды будет расти (растет и концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе). Будет расти и давление. Вот когда давление достигнет критического значения, тогда давление, а не температура разорвет сосуд.

    Вот когда концентрация углекислого газа достигнет критического значения и экспозиция этой концентрации будет непрерывной, т.е. круглосуточной и круглогодичной, вот тогда можно ожидать, что произведение концентраций исходных реагентов для образования кальцита, а это концентрации ионов кальция и двукратно ионизированных ионов угольной кислоты, превысят произведение растворимости для кальцита, вот тогда активный процесс кальцификации разрушит сам организм (как давление разрушает сосуд).

    Анализируя результаты, которые получил американский ученый Карл Шафер, переход границы через зону верхней регуляции к зоне верхнего пессимума будет сопровождаться следующими изменениями в организме человека:

    1. Почки. При продолжительном воздействии СО2 концентрацией 1,5% и 1% (соответственно, 15 000 и 10 000 ppm) было установлено, что явление кальцификации в почках возрастает с ростом продолжительности воздействия. Кроме того, было установлено, что концентрация кальция в плазме была увеличена до такого уровня, что начиналось высвобождение кальция костями. После 8 недель воздействия СО2 был 8-недельный период восстановления на свежем воздухе, который вернул концентрацию кальция к контрольному значению. В более поздних исследованиях кальцификация почек была обнаружена у морских свинок после воздействия СО2 с уровнем концентрации 0,3%.

    2. Легкие. Изучение под электронным микроскопом легких морских свинок, которые подвергались воздействию воздуха с 1% СО2, показало ультраструктурные изменения, произошедшие после 4 и 6 недель воздействия. В работе Шафер делает предположение, что изменения в клетках-пневмоцитах II являются компенсаторной реакцией на отрицательное воздействие углекислого газа на клетки альвеолярной ткани (клетки типа I).

    3. Кости. Исследование влияния длительного воздействия 1% СО2 показывает, что через 8 недель содержание кальция и фосфора в костях значительно снизилось. Содержание кальция в костях оставалось на низком уровне и после 8 недель восстановления, что указывает на деминерализацию костей.

    В данной работе отмечается, что значения рН и концентрации бикарбоната в крови демонстрируют циклические изменения с чередованиями метаболического и респираторного ацидоза с периодом около 20 дней. В данном случае термин «метаболический» ацидоз автором используется для обозначения состояния, когда увеличение парциального давления РСО2 и снижение значения рН кислотности крови сопутствуют снижению уровня бикарбоната в крови. Через 3 недели воздействия 0,85% – 1% СО2 рН крови РСО2 начинали расти и, соответственно, снижались снова через 40 дней. Отмечается, что во время длительного воздействия 1,5% и 1% четко прослеживалась цикличность в кислотно-щелочном балансе.

    Schaefer K. E. Effect of increased ambient CO2 levels on human and animals. Experientia, 1982, o. 38

  • Victor:

    На самом деле, в выдыхаемом воздухе концентрация СО2 где-то 4%. Вот эти 4% и дают правильный масштаб для скорости газообмена СО2 в организме человека. Если концентрация атмосферного СО2 возрастет на несколько частей на миллион, то человек станет дышать на долю процента чаще. Что важно при экстремальных (рекордных) нагрузках и совершенно не важно при средних нагрузках.

    Так что цифра в 426 ppm, применительно к человеку, высосана из пальца. Адаптивные способности человека значительно шире!

    • Л.Л. Гошка:

      Вот и я думаю, с какого такого перепугу все эпидемиологи мира дозу определяют по вдыхаемому воздуху, а не по выдыхаемому. Мало того, но зачем все ведущие специалисты по климатизации зданий США и Европы на пустом месте из проблемы синдрома больного здания из мухи раздувают слона? Никак совсем офонарели.

      А ведущий специалист по качеству воздуха в помещении датский ученый П.Оле Фангер совсем лженаукой занимался. Придумал же методику по ощущениям человека рассчитывать воздухообмен в помещениях, а чокнутые представители профессиональных сообществ США и Европы по его результатам исследований стандарты вводят и даже против этого ничего не вякают.

      Надо же было Фангеру до такого додуматься.

      За основу своей модели П. Оле Фангер взял естественную потребность человека дышать качественным воздухом считая, что качество воздуха можно определить как степень удовлетворения потребностей людей, находящихся в помещении. В данном случае к потребностям он относит желание человека вдыхать воздух, не оказывающий отрицательного воздействия на его здоровье, и чтобы воздух воспринимался как приемлемый и даже более того – как свежий и приятный.

      П. Оле Фангер предложил использовать реакцию органов чувств человека (сенсорная реакция) как непосредственное определение качества внутреннего воздуха для расчета нагрузок на систему вентиляции. Свое предложение он обосновал тем, что обычно в воздухе присутствуют сотни и даже тысячи химических веществ, каждое из которых имеет небольшую концентрацию, а мы обладаем весьма ограниченной информацией о влиянии этих веществ на здоровье и комфорт людей.

      Оле Фангер П. Качество внутреннего воздуха в зданиях, построенных в холодном климате // АВОК. №2/2006.

      А академик Губернский вообще работает на Хирш-фактор:

      « Резюмируя вышеприведенные данные следует отметить, что до сих пор на практике по количеству СО2 принято судить о чистоте воздуха в помещениях и степени их вентиляции. Содержание СО2 равное 0,1 % является в настоящее время гигиеническим регламентом. Практически СО2 сыграл положительную роль и применяется для расчета потребного воздухообмена в помещениях, служит критерием для оценки чистоты комнатного воздуха и работы вентиляционных систем.

      Возникает вопрос о том, насколько эта норма обоснована. M. Pettenkofer исходил из мысли об использование двуокиси углерода как косвенного показателя загрязнения воздуха жилых и общественных зданий летучими продуктами обмена веществ человека, содержащимися в выдыхаемом воздухе, выделениях пота и дурно пахнущих газов с поверхности его тела и одежды. В современных городах, где основным источником СО2 чаще всего служит сгорание топлива, норма, предложенная M. Pettenkofer, теряет значение косвенного санитарного показателя. В этих условиях настаивать на ее соблюдении означало бы снизить концентрацию СО2 во внешней атмосфере, что связано с крайне дорогостоящими мероприятиями по уменьшению выбросов СО2. На это можно было бы пойти только в том случае, если бы было доказано, что углекислый газ сам по себе оказывает нежелательное с гигиенической точки зрения действие на человека в таких концентрациях, как 1 000 ppm. Между тем, исследования о физиологическом действии концентрации СО2 ниже 10 000 ppm [13] показали, что нежелательные сдвиги в функции внешнего дыхания отмечаются при действии СО2 в концентрации свыше 5 000 ppm. При концентрации 500–1 000 ppm никаких отрицательных явлений не отмечается. Данные величины не внесены в официальные регламенты ПДК, т. к. СО2 является природной компонентой атмосферного воздуха и лишь ориентировочным гигиеническим регламентом.

      СП 2.5.1198-03 «Санитарные правила по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте» [14], п. 3.4.8. устанавливают величину концентрации углекислого газа в воздухе помещений вокзалов. Концентрация в зоне дыхания пассажиров не должна превышать 1 000 ppm.

      Аналогичные значения концентрации СО2 в офисных помещениях рекомендуются и в зарубежной литературе.

      По данным Olli Seppа... nen [15] при концентрации углекислого газа в офисном помещении ниже 800 ppm такие симптомы, как воспаление глаз, заложенность носа, воспаление носоглотки, проблемы, связанные с дыхательной системой, головная боль, усталость и сложность с концентрацией внимания, которые возникали у сотрудников при более высокой концентрации СО2, значительно снижались.

      По данным Adrie van der Luijt [16], исследования Middlex University (UK) и мониторинг качества воздуха в офисах, выполненный компанией KLMG, показали, что уровень углекислого газа в офисе должен составлять 600–800 ppm. В ходе наблюдений, проведенных с участием 300 взрослых людей, было установлено, что более высокий уровень СО2 снижает концентрацию внимания на 30 %. При концентрациях выше 1 500 ppm – 79 % опрошенных испытывали чувство усталости, а при уровне выше 2 000 ppm – две трети из них заявили, что не в состоянии сосредоточиться. 97 % из тех, кто страдает время от времени мигренью, заявили, что головная боль появляется у них уже при уровне 1 000 ppm.

      Измерения в офисах и на улицах Москвы показали, что в ряде офисов уровень СО2 достигал 2 000 ppm и выше. Уровень углекислого газа на улицах колебался в показателях до 1 000 ррm, но измерения были сделаны не в самые неблагополучные дни, с точки зрения климатической обстановки.

      Высокая концентрация СО2 – одна из основных причин синдрома «больного здания». Потери крупного правительственного офиса (2 500 сотрудников) вследствие плохого качества воздуха в ценах 1990 года составили 400 000 фунтов-стерлингов.

      Ученый из Великобритании Д. С. Робертсон пишет в журнале Current Science, Vol. 90, No. 12, 06.25.2006: «При концентрации СО2 600 ppm в помещении люди начинают чувствовать признаки ухудшения качества воздуха. Когда концентрация СО2 становится выше этого уровня, некоторые люди начинают испытывать один и несколько классических симптомов отравления углекислотой, таких как проблемы с дыханием, учащенный пульс, головная боль, снижение слуха, гипервентиляция, потливость, усталость».

      Е. О. Шилькрот, канд. техн. наук, старший научный сотрудник. Лауреат премии НП «АВОК» «Медаль им. В. Н. Богословского». ОАО «ЦНИИПромзданий»

      Ю. Д. Губернский, академик РАЕН, профессор, доктор медицинских наук. Институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН

      «Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?», AВОК №4/2008

      Не знаю, из какого пальца ученый из Великобритании Д. С. Робертсон получил значение в 426 ppm. Наверно сосал все пальцы правой руки, чтобы построить график зависимости «доза-ответ» в координатах изменения кислотности крови от концентрации углекислого газа. Удивительно, но как-то же он получил, что при 426 ppm кислотность крови составляет рH= 7.3. И надо же что такое значение рН попадает на границу между зоной верхней регуляции и зоной верхнего пессимума, где жизнь не возможна.

      Наверно, Робертсон совсем не догадывался, что его результаты легко проверить?

      Куда им до нашей фундаментальной науки

      А вот про «адаптивные способности человека, которые значительно шире» ничего не слышал и как они могут заменить основную буферную систему организма человека «СО2 — бикарбонат»? Не могли бы пояснить, а то такое утверждение сразу на Нобеля тянет?

  • Victor:

    «А вот про «адаптивные способности человека, которые значительно шире» ничего не слышал и как они могут заменить основную буферную систему организма человека «СО2 — бикарбонат»? Не могли бы пояснить, а то такое утверждение сразу на Нобеля тянет?»

    Нет, не дадут нобеля. Даже в Вашей цитате почти все цифры значительно больше чем 426 ppm. Начиная от санитарных норм по концентрации в 0,1% СО2. Которое, как считается, является косвенным показателем наличия других загрязнений.

    Как раз буферная система «СО2 — бикарбонат» и обеспечивает адаптивность при 0,1% СО2. При этой концентрации офисные работники прекрасно себя чувствуют и даже считают себя более успешными, чем те кто работают на открытом воздухе.

    • Л.Л. Гошка:

      «Как раз буферная система «СО2 — бикарбонат» и обеспечивает адаптивность при 0,1% СО2».

      Одно из определений адоптивности:

      Адаптивность — англ. adaptivity; нем. Adaptivitat. Способность системы приспосабливаться к различным условиям окружающей среды.

      Не понятно как химимческий процесс буферная система «СО2 — бикарбонат» может помогать адаптироваться человеку, когда она выполняет только компенсаторные функции? Газовый состав воздуха в атмосере не изменился. Да, происходит загрязнение воздуха и рост концентрации углекислого газа, зачем организму адаптироваться, когда достаточно использовать комненсаторные функции? Ну, функционирует организм человека все больше в зоне верхней регуляции и все реже возвращается в зону оптимума. Тут возникает другой вопрос, а как долго он может функционировать в зоне верхней регуляции, т.к. эта зона для него стрессовая?

      Есть одна тонкость, что при участии угольной кислоты в процессе активной кальцификации, она перестанет обеспечивать функционирование буферной системы «СО2 — бикарбонат». Вот в этом случае организму надо будет адаптироваться, т.е. создавать другую буферную систему, которая будет не связана с процессом кальцификации, а такое возможно?

      «Даже в Вашей цитате почти все цифры значительно больше чем 426 ppm.»

      А Вы заметили, что исследования ведутся на уровне прикладной науки? Да и методика исследований используется на уровне социологических исследований, типа опроса посетителей ресторана о вкусовых качествах блюд и по этим результатам делается вывод о качестве продуктов, которые повар использует для приготовления пищи. Какая тут может быть достоверность в результатах исследований?

      Это только исходные данные для целенаправленных исследований фундаментальной науки с целью получения методики инструменетального контроля за качеством воздуха в помещении.

      Возвращаясь к ресторану. Где гарантия, что в нем не используют мясо из зоны загрязнения ЧАЭС?

      Через полгода или год можете получить рак прекрасно проведя время в ресторане. Механизм будет тот же, что и с углекислым газом, только вместо кальция будут участвовать в процессе ионы плутония, а вместо двукратно ионизированных ионов угольной кислоты. К чему это может приводить приведено ниже по данным исследований последствий аварии на ЧАЭС. Мясо может содержать соединения плутония. Хотите можно рассмотреть соединения стронция или свинца. Меняться будет только произведение растворимости соответствующего соединения, который будет выпадать в осадок, образуя патогенные биоминералы.

      Добавится еще один процесс, который может быть причиной раковых заболеваний.

      Как ион тяжелых металлов преодалевает мембрану клетки, а клетка не погибает и продолжает функционировать? Размер ни одного ионного канала не позволяет такому иону попасть внутрь клетки.

      Например, произведение растворимости такого соединения, как Pu (OH) 4 имеет значение десять в минус 52 степени. Следовательно, концентрация ионов плутония в сыворотке крови не может быть больше чем десять в минус 24 степени моль/литр. Все что больше уйдет на образование патогенного минерала, и будет приводить к ацидозу.

      « Однако при определенных обстоятельствах более опасным по удельному вкладу может оказаться второй способ взаимодействия ионизирующей радиации с живыми системами, при которых повреждение биологических структур происходит за счет очень реакционно-способных химических агентов, образующихся в местах размена энергии частицы или кванта, способных мигрировать на значительные расстояния и приводить к повреждению структур-мишеней. Одними из основных активных химических групп, количество которых значительно увеличивается при взаимодействии радиации с живыми системами, являются свободные радикалы кислорода (супероксидный анион — O2 -), гидроксильный анион — OH-и другие радикалы. Наиболее реакционно-способными из них являются O2 — , OH- и Н2О2. От содержания некоторых из них зависят физиологическая активность клеток и другие функции. В то же время благодаря высокой химической активности свободных радикалов при определенных условиях легко вступают в реакции с основными биологическими соединениями, нарушая их структуру и функции.

      Гидроксильные радикалы OH- инициируются в живых системах под действием ионизирующей радиации в значительных количествах, они проявляют большое сродство к электрону. Полагают, что радикал OH- является одним из основных агентов свободнорадикальных процессов окисления липидов.

      Свободные радикалы вызывают повреждения всех биологических молекул: разрывы в ДНК, окисление SH-групп, сшивки полипептидных цепей в белках, инактивацию ферментов, полимеризацию углеводов. И, пожалуй, наиболее трагичным для судьбы клетки процессом является инициирование ими цепей свободнорадикальных процессов окисления липидов.

      В настоящее время установлены детерминированные связи между различными показателями интенсивности метаболизма, содержанием свободные радикалы и активностью ферментов-детоксикаторов. В частности, показано, что при интенсивном развитии некоторых процессов указанные ферментные системы не справляются с инактивацией большого количества радикалов. Установлено исключительно важное значение свободнорадикальных процессов окисления липидов в повреждении клеток при действии различных физических, химических факторов и их роль в развитии патологических процессов в организме. Стало известным, что интенсификация свободнорадикальных процессов окисления липидов связана с уменьшением активности антиоксидантных ферментов из-за их инактивации, которая может быть причинно обусловлена, в частности, ацидозом на начальном этапе повреждения клеток. При снижении, например, рН с 7,5 до 6,8 активность глютатионпероксидазы снижается в 10 раз.

      Таким образом, свободные радикалы и инициируемые ими свободнорадикальные процессы окисления липидов — очень агрессивные агенты, которые повреждают биологически важные молекулы и структуры».

      stopatom.slavutich.kiev.ua/1-4-1.htm

  • Victor:

    «Адаптивность — англ. adaptivity; нем. Adaptivitat. Способность системы приспосабливаться к различным условиям окружающей среды.

    Не понятно как химимческий процесс буферная система «СО2 — бикарбонат» может помогать адаптироваться человеку, когда она выполняет только компенсаторные функции? Газовый состав воздуха в атмосере не изменился.»

    Буферная система «карбонат+СО2 бикарбонат» увеличивает транспортирующую СО2 способность крови, при том же парциальном давлении СО2. Что позволяет иметь меньшие легкие, реже дышать и уменьшить сердцебиение. Очень даже адаптивно. Причем это парциальное давление значительно больше чем 426 ppm. Зато надо кушать соль!

    «А Вы заметили, что исследования ведутся на уровне прикладной науки? Да и методика исследований используется на уровне социологических исследований»

    В том то и дело, что они хотят ухудшить санитарные нормы по содержанию СО2 в помещениях. Для экономии на системах кондиционирования воздуха. Т.е. эксперимент доказал, что с человеком никаких катастроф не случается при преодолении порога в 426 ppm СО2 в воздухе. Что доказывает, что эта цифра есть плод больного воображения.

    «Например, произведение растворимости такого соединения, как Pu (OH) 4 имеет значение десять в минус 52 степени. Следовательно, концентрация ионов плутония в сыворотке крови не может быть больше чем десять в минус 24 степени моль/литр. Все что больше уйдет на образование патогенного минерала, и будет приводить к ацидозу.»

    Ошибка! Концентрация (ОН) в сыворотке крови примерно 10 в минус 7. Отсюда концентрация ионов плутония будет 10 в минус 35 степени моль на литр (35+7=52). Значение 6,02·1023 называется ПОСТОЯННОЙ АВОГАДРО. Ответ: 2 атома плутония на 7 млрд. людей. Какая то гомеопатическая доза получилась. :-)

    «Есть одна тонкость, что при участии угольной кислоты в процессе активной кальцификации, она перестанет обеспечивать функционирование буферной системы «СО2 — бикарбонат».»

    Ошибка! При кальцификации с участием угольной кислоты из сыворотки крови будет выводится СаСО3. Что никак не повлияет на концентрацию карбонатов и бикарбонатов натрия и калия. Которые и участвуют в переносе кровью СО2.

    • Л.Л. Гошка:

      То ли у Вас, то ли у меня серьезные проблемы с элементарной математикой.

      Грешным делом я всегда считал, что для полчения такого труднорастворимого соединения, как Pu (OH) 4 на один ион плутония с зарядом 4+ требуется четыре иона OH-группы с зарядом 1- .

      Другими словами:

      [Pu↑4+]•[OH↑-]↑4 = ПР=10↑-52

      [Pu↑4+]•[10↑-7]↑4=10↑-52 или [Pu4+]•[10↑-28]=10↑-52

      тогда концентрация ионов плутония должна соствлять

      [Pu↑4+] =10↑-52/[10↑-28] = 10↑-24

      Следует отметить что произведение растворимости ПР=10↑-52 является табличным значением, как любая константа и наверно, получена не от фонаря. Поэтому к постоянной Авогадро она отношения не имеет.

      Na2CO3 (карбонат натрия) — кальцинированная сода

      К2СО3 (карбонат калия) – поташ

      являются хорошо растворимыми солями в воде. Считается, что они полностью диссоциируют, поэтому, если в растворе воды Вы обнаружите хоть какую-нибудь значимую концентрацию данных соединений в молекулярной форме, тогда можете сразу подавать на открытие.

      Мне не нравится решать проблемы на уровне гадалки, поэтому буферную систему «СО2 – бикарбонат» можно описать следующей системой уравнений:

      Основной физиологически важной кислотой в организме человека является угольная кислота (Н2СО3), которая образуется за счет взаимодействия воды и двуокиси углерода в водной среде

      СО2+Н2О↔Н2СО3↔(H+)+(HCO3) -↔(H+)+(H+)+(CO3) 2-

      Учитывая, что различные газы растворяются в воде неодинаково, и степень их растворимости пропорциональна парциальному давлению газа в растворе, то растворимость СО2 в плазме можно записать в следующем виде

      Краств.Рсо2=[СО2] раств.

      где Краств. – константа растворимости СО2 в плазме.

      Рсо2 — парциальное давление СО2

      [СО2] раств. – количество СО2, растворенного в плазме.

      Для гидратации СО2 и диссоциации угольной кислоты закон действующих масс выглядит следующим образом

      К1 [СО2] раств. =[H↑+][HCO3↑-]

      К2 [HCO3↑-] =[H+][CO3↑2-]

      где [H↑+] — концентрация ионов водорода в плазме.

      [HCO3↑-] – концентрация бикарбоната в плазме.

      [CO3↑2-] – концентрация кристаллообрзующего иона в плазме.

      К1 – первая константа диссоциации угольной кислоты.

      К2 – вторая константа диссоциации угольной кислоты.

      Получаем

      Краств.Рсо2 = [СО2] раств.

      К1 [СО2] раств. =[H↑+][HCO3↑-]

      К2 [HCO3↑-] =[H↑+][CO3↑2-]

      К=[H↑+][OН↑-]

      Парциальное давление СО2 в артериальной крови человека находиться в равновесии с парциальным давлением СО2 в альвеолярном воздухе и составляет примерно 40 мм рт. ст. при 370 С.

      У меня нет данных по зависимости изменения парционального давления СО2 в альвеолярном воздухе от концентрации СО2 в атмосферном воздухе.

      Но это не так важно для качественной оценки, поэтому я буду использовать

      Из физиологии известно, что изменения РCO2 могут значительно смягчить влияние добавления или потери ионов Н+ и ОН- на значение рН. И наоборот, показатель рН меняется вслед за любым первичным колебанием РCO2 (например, обусловленным изменением альвеолярной вентиляции). Однако в этих случаях буферная система «СО2–бикарбонат» ведет себя совсем иначе, чем в закрытой и открытой системах. При повышении [СО2] в стехиометрически равных количествах возникают ионы Н+ и НСО3- , и эти ионы водорода могут быть связаны только некарбонатными буферами. Таким образом, система ««СО2–бикарбонат» не может связывать появляющиеся в результате изменения РCO2 ионы Н+ (или ОН-), так как они образовались как раз в ходе реакции в этой системе. Из-за этого основополагающего различия в процессах буферизации различают следующие два типа изменений в кислотно-щелочном балансе в организме человека.

      1. Нереспираторные изменения. Они появляются в результате того, что первоначально в повышенном количестве возникают ионы Н+ или ОН- , которые образуются не через реакцию СО2+Н2О↔(H↑+) + (HCO3↑-);

      2. Респираторные изменения. Они обусловлены первичным изменением Рсо2, в результате чего в реакции СО2+Н2О↔(H↑+)+(HCO3↑-) образуются ионы Н↑+ (и соответственно, ОН↑-).

      Фундаментальная и клиническая физиология: Учебник для студ. высш. учеб. заведений/ Под ред. А.Г.Камкина и А.А.Каменского. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. -1072с.

      При алкалозе и ацидозе происходит смещение кислотно-щелочного баланса, следовательно, будет меняться концентрация ионов [CO3↑2-].

      Известно, что при условии

      [Са↑2+][ CO3↑2-]>ПР

      в осадок выпадет карбонат кальция (кальцит). Часть ионов (Са↑2+) и (CO3↑2-) уходя на образование кальцита изменяет концентрацию угольной кислоты и как ионизированного, так и связанного кальция, поэтому кислотно-щелочной баланс еще больше сместиться либо в одну, либо в другую сторону. Иными словами либо еще больше ухудшит состояние, либо компенсирует первоначальное смещение кислотно-щелочного баланса.

      Связь между ионизированным кальцием Са↑2+ и концентрацией белков в крови может быть представлена следующим образом

      [Са↑2+][протеинат] / [белково-связанный кальций] = К,

      где [протеинат] соответствует концентрации белка в плазме крови;

      К- константа равновесия.

      Наиболее важным фактором, влияющим на связывание кальция с альбумином, является рН плазмы. Ацидоз понижает связывание свободного кальция в крови, в результате чего повышается содержание ионизированного кальция. Следовательно, изменение Рсо2 может влиять на концентрацию ионизированного кальция в крови.

      Концентрация ионизированного кальция Са↑2+ составляет 50% от всего количества кальция в сыворотке крови, и это примерно составляет от 1.125 до 1.25 ммоль/л

      При условии

      [Са↑2+][CO3↑2-]<ПР

      и наличие кальцита за счет его растворения также произойдет корректировка кислотно-щелочного баланса.

      Кальцит считается патогенным биоминералом в организме человека и обнаружен практически во всех органах человека.

      Как изменение концентрации ионов кальция при кальцификации (образования и растворения кальцита) может повлиять на биологию, т.е. на систему управления химическими компенсаторными процессами?

      Какова предельная концентрация углекислого газа возможна в атмосферном воздухе при непрерывной экспозицией этой концентрацией организма человека, т.к. она влияет на смещение кислотно-щелочного баланса? Каковы пределы возможного смещения кислотно-щелочного баланса от концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе с учетом различной экспозиции и временем восстановления на свежем воздухе?

    • Л.Л. Гошка:

      «В том то и дело, что они хотят ухудшить санитарные нормы по содержанию СО2 в помещениях. Для экономии на системах кондиционирования воздуха».

      Вы путаете наш колхозный рынок (Базар) с рыночными отношениями в США и Европе. В отличие от нас там хорошо поставлена работа профессиональных сообществ.

      Попробуйте найти что-то подобное у нас:

      «Мировое сообщество только в последние годы стало осознавать единство и противоречие отношений «общество – энергоресурсы». Общество прочувствовало на ряде кризисных ситуаций, что энергоресурсы имеют критически важное значение не только для улучшения качества жизни, но также для обеспечения независимости и безопасности страны.

      Важная роль в формировании отношений «общество – энергоресурсы» принадлежит строительной индустрии, потребляющей до 40 % всех ископаемых энергоресурсов. Особенность этих отношений состоит в том, что строительство слабо воспринимает и медленно использует дорогостоящие энергоэффективные технологии.

      Разработка неких правил, которые определяли бы права и обязанности государства и граждан – производителей и потребителей энергии, в том числе с учетом защиты интересов будущих поколений, является ключевым моментом современного этапа отношений «общество – энергоресурсы».

      Большая работа по созданию правил, регулирующих взаимоотношения «общество – энергетика и энергосбережение», ведется в различных авторитетных международных и национальных общественных профессиональных организациях, например НП «АВОК» (Россия), ASHRAE (США), REHVA (страны Европы), SCANVAC (страны Скандинавии), VDI (Германия) и других».

      www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5549

      Журнал REHVA обратился к экспертам со следующими вопросами:

      Какие проблемы вы видите в течение ближайших 10 лет (цели директивы EPBD до 2020 года) и в последующий период (до 2050 года) в сфере научных исследований в строительной отрасли?

      Каковы, на ваш взгляд, основные препятствия для внедрения инноваций?

      Какие возможные способы преодоления препятствий?

      Какие возможные направления по продвижению энергоэффективных технологий вы считаете наиболее актуальными?

      Лоне Файфер (Lone Feifer), директор стратегических проектов группы компаний VELUXю

      Большинство уже построенных зданий составляют весьма значительную долю нашего будущего фонда зданий. Я считаю, что в первую очередь на долгосрочную перспективу важно уделять внимание поиску и разработке решений, которые обеспечат выполнение целей 2020 года применительно к существующему фонду зданий.

      Реконструкция нынешнего фонда зданий обладает значительным потенциалом и огромными возможностями в плане создания рабочих мест. Однако мы столкнулись с проблемой ограниченности государственных средств. Один из ответов на этот вызов состоит в использовании средств, накопленных частными и пенсионными фондами по всей Европе.

      С точки зрения технологии решения уже есть, но чтобы ответить на вызовы будущего, мы должны найти способ их реализации в сегодняшних зданиях. Другими словами, необходимо обеспечить общественный спрос.

      С этой точки зрения важно не только сосредоточить внимание на энергоэффективности зданий, но и обеспечить здоровый и комфортный климат в помещении.

      Одно из самых больших препятствий в создании более устойчивых условий жизни в зданиях в том, что продвижение и внедрение этой технологии требует финансирования – как теоретических исследований, так и натурных исследований зданий. Именно поэтому важно содействовать повышению осведомленности общественности и продвигать спрос на эти решения

      Дальше я не буду приводить ссылки на эту статью, там высказали свое мнение три специалиста, которые так или иначе, но связаны с бизнесом. Остановлюсь только на последнем пункте мнения Ларс-Аке Маттсон (Lars-Ake Mattson), Lindab Ventilation AB.

      Продвижение энергоэффективных технологий — чрезвычайная трудная задача, подход к которой должен быть комплексным, начиная со школы и учебного материала до сертифицированных монтажников и предприятий с соответствующими системами заработной платы. Для проведения такой реформы необходимо привлечь политиков, школьные советы, союзы и конфедерации работодателей.

      REHVA: будущее энергоэффективных зданий, журнал «АВОК» №4, 2013.

      Ф. Аллард, президент Федерации европейских ассоциаций в области отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха [REHVA] в приоритетных направлениях для повышения энергоэффективности зданий в Европе отметил, в частности:

      1. Разработчики инженерных систем должны взять на себя ведущую роль в подготовке стратегических действий и возглавить битву против глобальных климатических изменений.

      Уже созданы некоторые инструменты, необходимые для начала решения проблемы, но совершенно очевидно, что в течение следующих десятилетий еще многое надо изучить и разработать. Исследования необходимо направлять, прежде всего, на создание качественной и здоровой среды обитания людей, а также на получение определенных конкурентных преимуществ для европейской индустрии климатического оборудования.

      2. Воздух является переносчиком многих видов загрязняющих веществ (газообразные, биологические загрязнения и т.д.). При все более плотной застройке и большей герметичности зданий качество внутреннего воздуха требует особого внимания. Для правильной интерпретации поведения внутреннего воздуха и определения его характеристик требуется дальнейшее изучение, начатое в скандинавских странах, взаимодействия между частицами газообразных или биологических загрязняющих веществ с другими веществами и с твердыми пористыми материалами при воздействии влаги или других факторов.

      Кроме этого, следует отметить, что в работе не только затронуты теоретические и научные вопросы, но и намечены перспективные практические пути реализации. Например, было отмечено, что обычно проектирование и строительство зданий осуществляется одними компаниями, а эксплуатация – другими. В результате такой схемы появляется пробел в передаче информации. Основным критерием выбора инженерного оборудования и систем, как правило, являются низкие капитальные затраты, что не всегда обеспечивает низкие эксплуатационные затраты и энергопотребление. Необходимо переходить на другую схему: одна компания должна следить за повышением эффективности здания за все время его жизненного цикла. Такой подход требует новых разработок в области технологии, мониторинга и спецификаций.

      Вслед за публикацией приоритетных направлений для повышения энергоэффективности зданий в Европе состоялся форум REHVA. Результаты форума REHVA по стандартам в области вентиляции опубликованы в журнале АВОК.

      Форум был посвящен необходимости разработки руководящих принципов и стандартов по вентиляции в Европе, т. к. существующих стандартов недостаточно для работы проектировщика.

      В ходе обсуждения были сделаны следующие выводы:

      1. Существует доказательство того, что вентиляция влияет на проявление синдрома больного здания.

      2. Результаты научных исследований указывают на преимущество вентиляции с большей интенсивностью, до 25 л/с (90м3/час) на человека.

      3. Результаты научных исследований указывают на большой разброс «оптимальной» интенсивности вентиляции для различных зданий в зависимости от многих факторов, таких как, например, источники загрязнения от самих строительных материалов.

      4. Хотя двухкомпонентный метод (выделение вредностей от людей внутри здания и от строительных материалов) расчета интенсивности вентиляции применяется в европейских стандартах (EN15251 indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings – addressing indoor air quality thermal environment, lighting and acoustics), требуется дополнительное научное доказательство, поддерживающее этот подход.

      5. Воздействие вентиляции на здоровье людей зависит также от качества наружного воздуха.

      6. Очень сложно разработать критерии производительности вентиляции, основанные на качестве воздуха, в условиях, когда трудно собрать исходные данные (данные по выбросам и т.п. обычно недоступны).

      7. Необходимо ответить на вопрос, нужны ли стандарты по системам вентиляции и критерии для разных групп людей (аллергиков и т.д.).

      8. Большинство стандартов основано на перемешивающей схеме вентиляции (mixing ventilation), но некоторые позволяют учитывать эффективность вентиляции и персональную вентиляцию, однако такая возможность не реализуется на практике.

      9. Достигнуто общее согласие: на данный момент нет достаточной информации для расчета стандартов вентиляции исходя из ее влияния на здоровье людей, но можно подготовить руководства и стандарты, которые помогут повысить эффективность вентиляции.

      Кроме того, сделан вывод, что в жилых зданиях интенсивность вентиляции должна зависеть от числа людей в комнате, и на самом деле нужны адаптируемые уровни вентиляции. Необходимо управление вентиляцией по потребности в каждом помещении. Вентиляция должна регулироваться по количеству людей и источникам загрязнения в помещении.

      В части того, что не хватает в стандарте по вентиляции:

      1. Необходимо руководство по простому техническому обслуживанию и эксплуатации вентиляционных систем.

      2. Необходимо учитывать сильно загрязненный наружный воздух и, соответственно, корректировать вентиляцию или учитывать очистку вентиляционного воздуха.

      3. Необходимо учитывать наружный климат (влажный/сухой) и, возможно, корректировать вентиляцию.

      4. Необходимо руководство по контролю вентиляции по потребности.

      5. Проблема с шумом решается в стандартах, но не на практике – нужны более жесткие критерии по уровню шумов.

      6. Необходимо разработать обучающие инструкции для людей, находящихся в зданиях.

      Критерии эффективности различных систем вентиляции (механической, гибридной и естественной) должны быть одинаковыми, но нужны различные стандарты проектирования. Критерии производительности должны основываться на общей концентрации некоторых загрязняющих веществ и, возможно, на максимальной концентрации других. Многие исследования указывают на более высокую частоту проявления симптомов больного здания в зданиях с механической вентиляцией, но причина все еще не ясна. Нет понимания, как учесть это различие. Окончательный вывод: необходимо работать над улучшением руководящих принципов и стандартов в области вентиляции, и REHVA должна проявить инициативу в этой области.

  • Л.Л. Гошка:

    «В декабре 2012 года в докладе на осенней конференции Американского геофизического общества он уже выдвинул совершенно новую гипотезу, объясняющую пермско-триасовое массовое вымирание»

    Так ли нова данная гипотеза, если воспользоваться трудами В.И.Вернадского и результатами современных исследований органоминеральных образований в организме человека.

    Биоминерал в современном понимании представляется как сложная целостная функциональная система, развивающаяся по минералогическим законам.

    «В биологии когда-то возникло понятие симбиоза. Так называют сосуществование разных видов организмов, жизнедеятельность которых помогает взаимному выживанию. В.И. Вернадский распространил понятие симбиоза и на косную субстанцию.

    Как и всякое вещество биосферы, человек несет в себе как минимум два начала – косное и живое. Косная материя пассивна. Она сама по себе не ищет энергии для самовоспроизводства, не перестраивается для поддержания качества, и потому часть косных тел обладает огромной прочностью в сравнении с живыми телами. Живая материя, напротив, активна. В борьбе за существование она осуществляет действия, направленные на поиск вещества и энергии, необходимых для воспроизводства собственной структуры. Живая материя относительно эластична (в сравнении с большинством косных тел), однако в случае, если воздействие на живое тело превышает некоторый порог, живое тело необратимо разрушается. Это делает необходимым «симбиоз» живого и костного начал для выживания первого».

    journals.tsu.ru/vestnik/&...p;article_id=945

    Вот тут-то и возникает вопрос о том, что не является ли концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе в 426 ppm тем порогом при котром происходит смещение кислотно-щелочного баланса до значения рН = 7,3, что является границей между зонами верхней регуляции и верхнего пессимума, где жизнь не возможна и эти параметры задаются генетической программой биологического вида?

    Причинно-следственную связь между повышением концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе и образованием кальцита в организме человека через смещение кислотно-щелочного баланса достаточно сложно отследить из-за того, что сам кислотно-щелочной баланс не описан в полном объеме.

    Схожая причинно-следственная связь возникает при мочекаменной болезни.

    Из статьи по выше приведенной ссылке:

    «Среди всех этих патогенных образований наибольшее значение с позиций минералогии имеют конкременты (органоминеральные образования) мочевой системы и желчных путей, приводящие к мочекаменной и желчнокаменной болезням.

    Мочекаменная болезнь – древнейшее заболевание, о чём свидетельствует, например, информация о находках уролитов в египетской мумии, датируемых 4800 г. до н.э., а также в захоронениях Междуречья (Месопотамии) в Индии, которые датируются 1728–1686 гг. до н.э. Гиппократ уже в 430–347 гг. до н.э. фиксировал уролиты в мочевых путях греков. Приблизительно 150 лет до н.э. в Александрии была проведена хирургическая операция по удалению уролита из мочевого пузыря. Позднее, в наше время, мочекаменная болезнь отмечалась у римлян, а в Средние века – у жителей Италии, Франции, Германии. Такая же информация имеется в трудах известного философа и врача Авиценны о распространении этого заболевания среди населения арабских стран и Средней Азии.

    Мочекислые уролиты состоят из мочевой кислоты и ее солей – уратов, щавелевокислые – из кальциевых солей щавелевой кислоты, фосфорно-кислые – из магния и аммония фосфата гексагидрата, кальция фосфата основного и других солей фосфорной кислоты».

    В нашем случае участвуют в образовании кальцита угольная кислота и соли кальция. Кроме кальция могут участвовать любые тяжелые металлы, которые образуют слаборастворимые в воде карбонаты.

    Механизм образования биоминералов в обоих этих случаях абсолютно идентичен. Отсюда следует, что при образовании биоминералов должны проявляться общие закономерности.

    Такие закономерности действительно проявляются, если разделить косную и живую материю.

    Такое разделение делается при выращивании кристаллов в гелях. Пористая структура, как в организме заменяется на трехмерный каркас из связей Si – O. То что в биологии называется кислотно-щелочным балансом остается. Живая материя отсутствует.

    Что из себя представляет этот метод можно прочитать в замечательной монографии американского ученого Ганса Гениша «Выращивание кристаллов в гелях»

    Вот там-то все самое интересное и начинается, как вывод можно сказать, что клетка функционирует не так, как описывают ее биологи. Точнее будет сказать, что не совсем так.

  • Л.Л. Гошка:

    С чем сталкивается человек у себя дома?

    Эти процессы можно отнести к проблемам личной или индивидуальной безопасности, поэтому эти проблемы каждый будет решать самостоятельно.

    Имея такую информацию можно не плохо на этом заработать, а можно ее донести для человека и помочь ему решить эти проблемы.

    К материалам, которые обычно называют гелями, относят не только силикагель (т.е. гели кремниевой кислоты), но также агар-агар (углеводный полимер, получаемый из водорослей), желатин (вещество, родственное простым белкам), различные соли высших кислот (зеленые мыла, целый ряд олеатов и стеаратов), поливиниловый спирт и пр. Ближе всего к гелям по структуре стоят золи, которые также представляют собой двухкомпонентные системы, похожие больше на жидкости, нежели на твердые тела. Существуют также гибридные среды, которые состоят из небольших желеобразных частиц, отделенных друг от друга относительно большими областями жидкой фазы. Такие среды иногда называют коагелями. Гели образуются из суспензий или растворов путем установления пространственных связей между молекулами одного компонента, причем возникает трехмерная структура, которвая заключена в сплошную среду второго компонента. Поэтому гель можно рассматривать как полимер со слабыми перекрестными связями. Если дисперсионной средой служит вода, то такой материал называют «гидрогелем» (именно он образуется в поддоне кондиционера в процессе эксплуатации).

    Обобщим результаты.

    Используя различные кислоты и соли металлов, можно получить множество других кристаллов. Среди кристаллов, которые хорошо образуются и растут в гелях, можно назвать следующие: тартраты аммония, меди, кобальта, стронция, железа и цинка; оксалаты кадмия и серебра; вольфрамат кальция; иодид свинца; сульфат кальция; кальцит и арагонит; сульфиды свинца и марганца; металлический свинец; медь, золото и многое другое. Для нас имеет значение то, что второй реагент не обязательно должен быть в виде раствора. Можно использовать газообразные реагенты при различных давлениях. Кроме того, не обязательно, чтобы гель был кислым, а основу его не обязательно должен составлять метасиликат натрия; может быть использован, например, силикагель разных марок или гели агар-агара. Существует множество примеров роста кристаллов в других вязких средах, как природных, так и искусственных. Например, льда в мороженом, тартратов в сыре, серы в резине, солей цинка в сухих элементах, рост кристаллов тиомочевины в соединительных тканях и костях организма человека. Но кристаллы могут образовываться не только в гелевой среде. Г. Гениш упоминает, что Драпер вместо обычных гелей использовал мелкий песок и одиночную капиллярную трубку; оказалось, что и в таких системах можно получать кристаллы. Отсюда можно сделать вывод, что химические соединения могут образовываться не только в организме человека, но и на любой высокоразвитой поверхности внутри помещений, в том числе прекрасной средой для образования различных химических соединений может быть пыль. Мы рассматривали образование твердой фазы в гелях, но следует отметить, что В.Б. Алесковский в своей работе приводит следующие экспериментальные данные: «Л. Баррэдж заметил (1933 г.), что при нагревании до 100°С силикагеля, содержащего адсорбированные им пары четыреххлористого углерода, выделяются хлористый водород и фосген». Тогда нам необходимо учитывать возможность образования химических соединений на высокоразвитой поверхности в виде не только твердой, но и газообразной фазы. Высокоразвитой поверхностью в помещении может служить бетон, кирпич и ряд отделочных материалов. Они, как и силикагель, пористы и обладают высокой удельной поверхностью.

    Г. Гениш приводит высказывания Фишера и Симона о том, что гели представляют собой прекрасную среду для выращивания кристаллов почти любого вещества в управляемых условиях. При этом сам говорит о том, что такая возможность далека от реализации к настоящему моменту.

    Все эти процессы могут происходить как у нас как дома, так и внутри организма.

    Например, в строительных материалах рассматривается следующий углекислый коррозионный процесс.

    Углекислая коррозия развивается при действии на цементный камень и бетон воды, содержащей углекислый газ СО2. При этом вначале идет реакция между Са(ОН) 2 цемента и углекислотой с образованием малорастворимого СаСO3 по схеме:

    Са(ОН) 2 + СO2+Н2O = СаСОз + 2Н2O.

    Дальнейшее воздействие H2CО3 на цемент приводит, однако, к образованию более растворимого гидрокарбоната:

    СаСO3 + Н2СO3 ↔ Са(НСO3) 2.

    Далее рассмотрим, как получают кальцит в гелях.

    Источником кристаллообразующих ионов Ме+ и А- могут быть любые исходные химические соединения, достаточно хорошо растворимые в воде (более 10 г вещества на 1 л воды), которые изначально должны быть разнесены в пространстве, а средой образования нового химического соединения Ме+ + А- = МеА↓ может служить любая двухфазная система, состоящая из двух или более компонентов (в нашем случае это гель).

    При этом, по утверждению Г. Гениша, необязательно, чтобы второй реагент был в виде раствора. Поэтому вместо раствора соли. мы можем использовать газообразные реагенты, которые содержат, например кальций.

    В гелях на основе метасиликата натрия кальцит образуется путем взаимодействия карбонатов с солями кальция. Для выращивания кристаллов по этой реакции предложено два метода.

    В первом из них гель сам по себе содержит карбонат. Готовят смесь водных растворов метасиликата натрия и какого-нибудь карбоната, причем величину рН доводят до 7-8 (обычно с помощью уксусной кислоты). После того как гель застынет в I-образной пробирке, раствор соли кальция наливают поверх геля и дают возможность ей продиффундировать в гель. Попытки смешивать соль кальция с гелем оказались безуспешными, поскольку при значениях рН ≥ 7 образуется осадок силиката кальция. При более низких значениях рН этого осаждения удается избежать, но возникает опасность образования СО2, который может разрушить гель. Следует отметить, что в данном случае образование СО2 происходит в отсутствие биологических процессов.

    Во втором методе нейтральный гель первоначально не содержит ионов кальция и карбоната. Эти реагенты диффундируют в гель с двух сторон и при взаимодействии образуют кальцит. Такой процесс проводят в U –образных трубках или в сосудах, снабженных фильтром из спеченного стекла.

    Эти два метода позволяют за 6-10 недель вырастить хорошо ограненные ромбоэдры кальцита размерами до 5 мм.

    Из вышеизложенного можно сделать вывод, что в косной материи в двухфазной системе можно получать, что угодно и образовываться это что угодно может где угодно.

    Тогда причем тут биология, если все можно получать, используя только косную материю?

    Очевидно, чтобы целенаправленно получать только то, что необходимо и в необходимых количествах надо этими процессами уметь управлять. Человеку это предстоит только научиться, а организм умеет это делать, да еще и эффективно.

    Например, через связь между ионизированным кальцием Са↑2+ и концентрацией белков в крови:

    [Са↑2+][протеинат] / [белково-связанный кальций] = К,

    где [протеинат] соответствует концентрации белка в плазме крови;

    К- константа равновесия.

    Выроботка и разрушение белков живой материей будет влиять на концентрацию ионизированного кальция, тем самым будут управляться химические реакции. Возможно, на основе этого управления организм может влиять на поддержание кислотности крови на определенном уровне.

    Следует отметить, что при кристаллизации в гелях, как правило, каркас геля не захватывается кристаллической структурой кристалла в отличие от уралитов, которые содержат органику и в частности белки.

    Ритмически-зональное строение уралитов тоже не случайно, так как связано с колебательными химическими реакциями в конкуренции различных процессов возле точки равновесия:

    [Me↑+] [A↑+] = ПР

    Удачи всем в обучении простому физическому выживанию.

    А самое интересное, что происходит в гелях впереди.

  • Л.Л. Гошка:

    Основная масса наших граждан молчаливые обыватели, которые свято верят, что в трудную годину наука что-нибудь придумает, и решение проблем будет найдено.

    Но, похоже, что не в этот раз. На сегодняшний день системный кризис в науке создает ситуацию практически неразрешимую.

    Минералы, сформировавшиеся в живых организмах, составляют три генетических типа:

    1. Биоминералы, физиологично необходимые организму.

    2. Патогенные минералы.

    3. Биоминералы, которые выделяются в пространство как продукты жизнедеятельности организмов.

    Очевидно, что среди образований наибольшее значение с позиций минералогии имеют конкременты (органоминеральные образования) мочевой системы и желчных путей, приводящие к мочекаменной и желчнокаменной болезням.

    Здесь доказывать, что это патогенные минералы для тех, кто переболел или болеет этим заболеванием ничего не надо. От боли впору лезть на стенку, когда камни выходят.

    Эта задача прикладная, находится в междисциплинарной области знаний, поэтому над ее решением работают, как медики, так и биоминералоги.

    Биоминералогия это прикладная наука или фундаментальная?

    Наверно это все-таки прикладная наука с использованием основ фундаментальной науки. Смещение больше в прикладную науку.

    Схожая задача возникает при решении задачи, которая должна возникать при зависимости «доза-ответ» в координатах зависимости образования кальцита в организме человека от роста концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе, но фундаментальная наука такой зависимости не установила. Иными словами она не сказала, что в темной комнате присутствует черная кошка, которую следует поймать. Поэтому проблему качества воздуха в помещении решают в развитых странах на уровне только прикладной науки (у нас такая прикладная наука отсутствует).

    Интересно то, что прикладная наука там исходные данные для фундаментальной науки подготовила (спрос на новые знания), а вот перехода исследований на уровень фундаментальной науки не произошел. Не только нет предложений, но их и быть не может, т.к. такие предложения может создать тольо структура, которая занимается чистой фундаментальной наукой, подобной РАН, а вот такой структуры под решение приземленных задач там нет.

    Поясню на простом примере. Основной целью при выращивании кристаллов в гелях является цель получения высококачественных кристаллов с наперед заданными свойствами. Это прикладная задача и ее можно отнести к минералогии, но ее решить невозможно, если не научится управлять этими процессами. Это уже фундаментальная задача, которая решается на уровне химии, в частности коллоидной химии.

    Тем самым в междисциплинарной области знаний мы попадаем на переход между компетенцией минералогов и химиков. Тем самым возникает психологический барьер, который специалисты по предмету не могут преодолеть, т.е. специалисты по качеству воздуха никогда не будут разбираться с альвеолярным воздухом и идти дальше внутрь организма человека, а медики не сильны в физике, поэтому затрагивать проблемы атмосферного воздуха тоже не будут.

    Только по этой причине связка медиков и биоминералогов при решении задачи избавления человека от мочекаменного заболевания терапевтическими мерами бесперспективна, т.к. причина образования уралитов связана с обменом веществ. Обмен веществ является причиной, а образование уралитов только следствием, а с причиной должны разбираться биологи. Вот этот-то психологический барьер и непреодалим. Сколько угодно и как угодно можно финансировать это прикладное направление, но сколько-нибудь значимых результатов там будет нельзя получить. Точно так же, как решения задачи по обеспечению качества воздуха в помещении не имеет решения.

    Очень, похоже, что у грантовой системы по финансированию приземленных задач есть один существенный недостаток, финансируется только прикладная часть задачи, т.к. эта задача имеет прямое отношение к экономике. Например, повышение производительности труда от качества воздуха в помещении, но фундаментальная часть не финансируется никогда, поэтому нет и предложений со стороны фундаментальной науки из-за ее отсутствия.

    На мой взгляд, реформа РАН и должна быть направлена на преодоление возникающих психологических барьеров. Тут ничего ломать не надо, а надо вводить понятие управления научными исследованиями с целью получения новых знаний с последющей реализацией этих знаний на практике. Иными словами нужны новые технологии получения новых знаний с механизмами их реализации на практике.

    Учитывая, что специалисты по предмету не могут преодолеть возникающие психологические барьеры и чтобы этих специалистов не ломать, под создание новых технологий и управления получения новых знаний нужны специалисты по проблеме из среды научного сообщества. Аналог инновационных инженеров в инженерном сообществе.

  • Л.Л. Гошка:

    Благодаря реформам доктора наук Гайдара и его команды были сняты практически все социальные фильтры смены кадров в системе управления государством. Все больше на вакантные должности в этой системе стали заполнять гопники с базарной психологией.

    Вот и на Украине, если ты не подпрыгиваешь по команде, то ты уже не гражданин Украины. Если ты не встаешь на колени по команде и не орешь во все горло «Слава Украине!», то ты не гражданин этой страны. Если ты не согласен с управлением государства гопниками, то тогда тебя могут сбросить в Днепр или пустить под гусеницы бронетехники. Такой стиль современного управления.

    Любопытно, когда Президент США Обама со своими санкциями вместо решения глобальных проблем может стать гопником Обамой?

    В таких условиях экоцид неизбежен.

    К вышеизложенной информации я получил письмо следующего содержания:

    «Мы недавно сделали доклад на конференции по проблеме биосферы и техносферы. Я высылаю Вам текст доклада и презентацию. Там высказано мнение трех человек: А.В.Яблокова, В.Ф. Левченко из Питера и Вашего покорного слуги. Прочтите и прокомментируйте. На мой взгляд, самая большая экологическая опасность для человека — ухудшение качества среды обитания, поскольку человек как биологический вид не способен адаптироваться к среде иного качества, его физиология и биохимия не позволят. Даже незначительные изменения химического состава воздуха, воды и пищи вызывают патологические нарушения в организме человека. И никто, кроме человека не нарушает качество среды обитания. Это ответ природы на нарушение человеком закона, ограничивающего численность популяции всех других видов. Только человек с помощью разума сумел освоить ресурсы и территории, которые недоступны другим видам. Все остальное вполоть до глобального экологического кризиса отсюда. А раз так, то человек должен включить разум на полные обороты для поиска выхода из этого кризиса, а не совершенствовать оружие массового уничтожения людей. Весь интеллектуальный и материальный потенциал человечества занят проблемой милитаризации. Угрози мирной гибели всей популяции человека от изменения качества среды должна убедить властителей в бессмысленности военных действий за передел ресурсов и территорий. Кризис коснется каждого жителя Земли, независимо от национальности, вероисповедания, общественного статуса и размера капитала. Но я понимаю, что эта идей дойдет до сознания правителей, когда вымрет половина населения промышленных агромераций и грязных мегаполисов. Все предупреждения экологов воспринимаются как необоснованные страшилки, которые мешают экономике, саботируют экономически выгодные проекты и контракты. А пока экологов высмеивают и привлекают к ответственности, вполть до уголовной. Я все-таки надеюсь, что прозрение придет раньше, чем полный «экоцид». С уважением, А.С.Керженцев. »

    Я не вижу смысла комментировать данный доклад, т.к. там и так все хорошо и понятно изложено, а исходя из принципа, что человек имеет право знать и рекомендаций Дениса Медоуза (www.ecolife.ru/video/9656/) о том, что надо забыть спасать весь мир, надо не ждать очередных мудрых решений от своих правительств, а самим предпринимать необходимые превентивные меры к предстоящему периоду больших потряений, поэтому привожу весь доклад только для тех, кому небезразлична своя судьба и судьба своих близких. Принимать решения придется только самим.

    Российская междисциплинарная научно-практическая конференция-совещание «Антропо-техногенная деградация биосферы:есть ли выход из кризиса».

    23 апреля 2014 г. ИНИОН РАН

    РАЗУМНЫЙ ВЫХОД ИЗ ГЛОБАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА

    А.С.Керженцев1, А.В.Яблоков2, В.Ф Левченко3

    1)Институт фундаментальных проблем биологии РАН, kerzhent@rambler.ru

    2)Институт биологии развития им Кольцова РАН, yablokov@voxnet.ru

    3)Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН vflew@mail.wplus.net

    Человечество уже вступило в полосу глобального экологического кризиса и пытается найти разумный выход из этого критического состояния. О его сущности метко сказал еще в 70-е годы прошлого века американский эколог Луи Баттан: «Одно из двух: или люди сделают так, что на Земле станет меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей».

    Экологические кризисы случались и раньше, но они имели локальный или региональный масштаб. Локальные кризисы возникали на заре человеческой истории, когда жизнь племени поддерживалась охотой на крупных животных и собирательством. Совершенствование способов и орудий охоты привело к тому, что однажды в доступных окрестностях крупных животных не оказалось. Часть из них была уничтожена, часть напугана охотниками загонщиками и ушла в безопасные места. Это обстоятельство обрекло племена на вымирание от голода.

    Положение спасли изгои племени. Лишенные коллективной помощи, они придумали альтернативный способ жизнеобеспечения: приручили животных и освоили земледелие. Сейчас мы это называем сельскохозяйственной революцией, которая превратила охотников и собирателей в скотоводов и земледельцев. А тогда это спасло человека от вымирания. Новый образ жизни расширил ресурсную базу человека и повысил планку лимита численности популяции. Численность населения стала быстро расти.

    Региональный кризис разразился в Месопотамии и других регионах с развитым поливным земледелием. Регулярные нарушения норм полива и отсутствие дренажа привели к засолению и заболачиванию ранее плодородных почв, которые стали бесплодными. Эта региональная катастрофа обрекла местное население на голодную смерть. Разумный выход из очередного экологического кризиса и здесь подготовили изгои общества. Лишенные орошаемых земель, они были вынуждены освоить систему богарного земледелия. Посевы без полива оказались менее урожайными, зато предоставляли людям безграничные возможности для освоения территории.

    Подсечно-огневая система земледелия значительно повысила планку лимита численности популяции человека и стала основой заселения Европы. За 100 лет население возросло в 10 раз. Рост численности населения потребовал дополнительных ресурсов жизнеобеспечения. Разум позволил человеку разработать технологии для освоения минеральных ресурсов, изобрести паровую машину, механизировать промышленные и аграрные технологии, создать разнообразные транспортные средства.

    Технические достижения значительно усилили физиологические возможности человека: зрение (микроскопы, телескопы, перископы), слух (радио, телеграф, телефон), способ передвижения (конный, автомобильный, железнодорожный, водный и воздушный транспорт), перенос тяжестей (подъемные механизмы, строительная техника), мозг (калькуляторы, компьютеры, электроника). Технический прогресс увеличил население Земли до 7 млрд. человек с их гигантскими жизненными потребностями.

    Только во второй половине ХХ века человеческое сообщество вдруг осознало приближение глобальной опасности, хотя еще Мальтус предупреждал о возможном перенаселении планеты. Но он не был услышан.

    На основе доклада Римского клуба «Пределы роста» в 1972 г. состоялась Стокгольмская конференция ООН, посвященная глобальным проблемам окружающей среды. Был разработан План действий, создана межправительственная организация ЮНЕП со штаб-квартирой в Найроби (Кения). Конференция обозначила главные факторы беспокойства человека о состоянии окружающей среды: 1) уменьшение биоразнообразия и содержащегося в нем генетического фонда биосферы; 2) «выгорание» запасов не возобновляемых природных ресурсов; 3) ухудшение качества среды обитания человека.

    В последствии по инициативе ФАО пришлось добавить еще один фактор беспокойства – потери почвенных ресурсов. Оказалось, что современная цивилизация уже потеряла 2 млрд.га плодородных почв. В наши дни потери почв достигли 20 млн.га в год. При таких темпах через 50 лет мир может потерять 1 млрд.га из 1,5 млрд.га, имеющихся в распоряжении мирового сельского хозяйства. Однако этот фактор пока не значится в числе мировых приоритетов.

    Получается, что инициатором глобального экологического кризиса стал человек разумный – единственный биологический вид, сумевший нарушить закон природы, ограничивающий рост численности популяции. С помощью разума он освоил ресурсы и пространства, недоступные другим видам.

    Более конкретно, человек своей хозяйственной деятельностью нарушил баланс круговорота вещества биосферы.

    1. Растительный покров Земли (продуценты – первичная продукция). Сократил площадь естественных экосистем, заменил многовидовые лесные и травянистые экосистемы монокультурными посадками, что изменило соотношение О2/СО2 в атмосферном воздухе. К этому добавилось буквальное «пожирание» кислорода и производство углекислоты промышленными, аграрными и транспортными технологиями, которые основаны на окислении разных веществ. Промышленность Уральского региона только 3 часа в сутки работает на кислороде, выделяемом растительностью этого региона, без учета аграрных и транспортных технологий. А в мире он не одинок.

    2. Животный мир (консумиенты – вторичная продукция). Численность населения Земли достигла 7 млрд. человек. Вместе с ним многократно возросло поголовье домашних и сельскохозяйственных животных. Соответственно возросли и потребности консументов в ресурсах жизнеобеспечения.

    3. Почвенный покров (редуценты – утилизация отмершей биомассы). По данным ФАО современная цивилизация за время своего существования уже потеряла 2 млрд.га плодородных почв. В наше время ежегодные потери почвенных ресурсов достигли 20 млн.га. Через 50 лет мировое сельское хозяйство может потерять 1 млрд.га из имеющихся в егшо обороте 1,5 млрд.га. Поэтому прогноз удвоения численности населения через 50 лет не реален.

    4. Технический прогресс, благодаря успешному освоению природных ресурсов, недоступных другим биологическим видам, создал новый класс вещества биосферы – третичную (антропогенную) продукцию. Эта продукция включает искусственные вещества и материалы, машины и механизмы, здания и сооружения, отходы производства и потребления. Особенность этой продукции состоит в том, что естественные редуценты не способны ее утилизировать и не могут вернуть изъятые вещества обратно в биологический круговорот. В результате накопления огромных масс третичной продукции в глобальном биологическом круговороте образовался тромб, который стал угрозой ухудшения качество среды обитания самого человека.

    Последнее обстоятельство оказалось самой большой экологической опасностью для человека как биологического вида, который не способен адаптироваться к среде обитания иного качества. Даже незначительные изменения химического состава воздуха, воды и пищи вызывают патологические нарушения в организме человека. В последние годы появилось много ранее неизвестных медицине болезней человека и домашних животных. Таков неизбежный результат загрязнения среды обитания, которое уже приобрело глобальный масштаб, благодаря эффекту трансграничного переноса загрязняющих веществ.

    С дефицитом ресурсов человек вполне может справиться с помощью хитроумных технологий, однако при этом он должен обязательно дышать чистым воздухом, пить чистую пресную воду, питаться экологически чистой пищей. Такого качества среда обитания была создана в длительном процессе эволюции биосферы до появления человека как биологического вида. Изменение состава воздуха, воды и пищи может обернуться гибелью всей популяции и коснется каждого человека на Земле, независимо от его национальности, общественного статуса и размера капитала.

    После избавления от агрессивного вида-монополиста, способного уничтожить все живое на Земле с помощью смертоносного оружия и мирных технологий, природа быстро залечит нанесенные им раны и продолжит прерванный процесс эволюции. Спустя несколько тысячелетий, на Земле появится новое мыслящее существо, которому придется пройти все этапы нашего развития и подойти к запретной черте глобального экологического кризиса. Если его разум позволит гармонично встроить жизнедеятельность в глобальный цикл метаболизма, биосфера выйдет на новый виток эволюции и превратится в ноосферу. Если этого не случится – новая цивилизация исчезнет, как исчезли все предыдущие, следы которых мы обнаруживаем в уцелевших древних памятниках высокой культуры.

    У нашей цивилизации еще есть шанс преодолеть глобальный экологический кризис и сохранить здоровую среду собственного обитания. Выход из глобального экологического кризиса уже готовят изгои общества – энтузиасты экологи, которых высмеивают за их экологические страшилки и привлекают к ответственности, вплоть до уголовной, за саботаж выгодных экономических решений и за торможение процесса экономического развития. А они продолжают на свой страх и риск разрабатывать и апробировать экологически безопасные технологии, способные превратить возобновляемые ресурсы в неистощимые и сохранить среду обитания в состоянии благоприятном для человека. Их наработки будут срочно востребованы, когда исчезнет половина населения промышленных агломераций и грязных мегаполисов.

    Для начала они предлагают представить планету Земля как космический корабль, блуждающий в просторах космоса с ограниченным запасом ресурсов и постоянно растущей численностью экипажа. В соответствии с этим вполне реальным представлением и надо создавать новый образ жизни.

    Из прошлых экологических кризисов человек выходил путем кардинального изменения образа жизни и традиционных технологий жизнеобеспечения. Сейчас ему предстоит сделать то же самое, но в глобальном масштабе.

    Главное условие – преодоление синдрома завоевателя (покорителя) природы, категорический отказ от лозунга, воспитавшего несколько поколений героев-покорителей: «Нам нечего ждать милостей от природы! Взять их у нее – наша задача!» Пора понять, что не человек охраняет природу, а природа охраняет человека, как свое малое дитя, несмотря на его неразумное поведение.

    Биосфера до появления человека поддерживала динамическое равновесие в течение миллионов лет, преодолевая самые различные катаклизмы с помощью согласованного взаимодействия разнородных групп живых организмов, выполняющих строго определенные экологические функции: продуцентов, консументов и редуцентов (рис. 1). Человек – единственный вид-консумент, который сумел нарушить закон природы, ограничивающий рост численности популяции. Неограниченный рост численности популяции человека с его непомерными потребностями привел к нарушению гомеостаза биосферы.

    Сначала увеличилась масса вторичной продукции за счет уменьшения первичной продукции (рис.2). Потом появилась и выросла до громадных размеров масса третичной (антропогенной) продукции, с утилизацией которой не могут справиться естественные редуценты (рис.3). В результате стало ухудшаться качество среды обитания самого человека (состав воздуха, воды и пищи). Возникло множество новых болезней и появилась реальная угроза гибели всей популяции человека разумного.

    В настоящее время существуют два диаметрально противоположных подхода к решению проблемы глобального экологического кризиса: 1) назад к природе; 2) вперед к вершинам технологического прогресса. Оба подхода по своей сути не реализуемые крайности. Назад к природе человек добровольно уже не вернется, для этого надо отказаться от жизненного комфорта цивилизации. Надежда на технологический прогресс пока слаба, мы преуспели пока по части разрушения и еще не в состоянии с достаточной достоверностью прогнозировать погоду. А предвидеть экологические последствия наших действий гораздо сложнее, чем погоду. Когда же дело касается выживания человека как биологического вида, риск должен быть сведен до минимума. Поэтому истина как всегда в золотой середине.

    Для того, чтобы сохранить популяцию уникального биологического вида Homo sapiens на планете Земля, человек разумный должен осознать необходимость соблюдения следующих обязательных условий.

    1. Определить количественно и сохранить неукоснительно «неснижаемый запас» площадей естественных экосистем с их биологическим разнообразием и генетическим фондом для поддержания качества среды в благоприятном для человека состоянии.

    2. Создать с помощью генной инженерии и биотехнологий систему супер-продуктивных и безотходных технологий производства первичной и вторичной продукции для жизнеобеспечения растущего населения Земли.

    3. Создать безотходную индустрию рециклинга третичной (антропогенной) продукции для возврата в биологический круговорот изъятых биофильных элементов, восстановления нарушенного гомеостаза биосферы и предотвращения угрозы загрязнения среды обитания человека.

    Иными словами, для сохранения собственной популяции от собственных негативных воздействий на среду собственного обитания, человек с помощью разума должен взять на себя ответственность за выполнение не только функции консумента, но и двух дополнительных экологических функций биоты: функции продуцента и функции редуцента. Для этого ему потребуется создать эффективные и безотходные технологии производства первичной и вторичной биологической продукции и рециклинга отходов своей активной жизнедеятельности. Необходимо также создать надежную систему юридической защиты почвенных ресурсов от их отчуждения, загрязнения и деградации. Тогда и произойдет бесконфликтный эволюционный переход биосферы в ноосферу, где разум будет управлять человеческой деятельностью в строгом соответствии с требованиями законов природы. Не надо учить природу, надо учиться у нее соблюдать ее законы, за нарушение которых она жестоко мстит человеку.

    От себя добавлю, что я не являюсь экологом. Никогда им не был раньше. Меня всегда интересовали конкретные задачи. Когда я занимался исследованими кристаллизации в гелях и по результатам исследований вышел на экологические проблемы. Когда после аварии на ЧАЭС я ради спортивного интереса доложил своему научному руководителю, исходя из полученных результатов, что не обратимые процессы начнутся с отравлений обычными грибами, потом мутации, следом вспышка обычных инфекционных заболеваний и далее новое неизвестное заболевание, которое будет передаваться воздущно-капельным путем, иметь короткий инкубационный период и приводить к летальному исходу. Научный руководитель поулыбался, но когда в Воронеже стали травиться обычными грибами улыбаться перестал.

    На сегодняшний день все этапы пройдены, но атипичная пневмания не предел достигнутого, а только начало.

    Поэтому я и занялся решением конкретной задачи по обеспечению качества воздуха в помещениях.

    На сегодняшний день пришел к выводу, что при использемой модели в глобальной экономике в этом направлении ничего сделать нельзя, а участвовать в аукционах по торговле человеческими жизнями и их здоровьем я не желаю.

    Гопником никогда не был, поэтому благополучно вышел на пенсию.

Добавить комментарий

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com