Экология и охрана объектов окружающей среды

Экология и охрана объектов окружающей среды

Министерство высшего и среднего специального образования

Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека

Экология и охрана объектов окружающей среды

Геворгян А.М., Артыков А.Т., Киреев Г.В.

Ташкент-2006

В настоящем методическом пособии показаны основные негативные факторы: вредные продукты химических производств, пестициды радионуклиды, экотоксиканты, канцерогены и другие вещества, негативно влияющие на экологическое благосостояние флоры, фауны, качество и чистоту объектов окружающей среды.

Методическое пособие предназначено в качестве учебно-методической разработки по экологии и защите объектов окружающей среды для бакалавров, магистров и аспирантов, специализирующихся в этой области науки.

Составители: Геворгян А.М., Артыков А.Т., Киреев Г.В.

Утверждено на учёном совете химического факультета Национального университета Узбекистана им. М.Улугбека (Протокол №8. от 15.04.2005 г.)

Содержание

Химики, инженеры-химики в современном химическом производстве и химическое образование

Подготовка химиков и инженеров-химиков

Использование химиков и инженеров-химиков

Современное общество, экологический кризис и химическое образование

Пестициды и охрана окружающей среды

Современное состояние исследований миграции радионуклидов в экосистемах

Цитирование в области экологии

Перспективы развития исследований миграции радионуклидов

Литература

Химики, инженеры-химики в современном химическом производстве и химическое образование

На современном этапе научно-технического прогресса химия и химическая технология, наряду с электроникой и электронно-вычислительной техникой, оптоэлектроникой, биотехнологией и другими прогрессивными направлениями науки и техники, прочно завоевали ведущие позиции, определяющие ход его дальнейшего развития, экономический рост, уровень и качество жизни, решение ряда сложных социальных проблем глобального характера.

Разработка и производство новых конструкционных материалов и материалов для электронной промышленности, энергосберегающих и материалосберегающих технологий, создание экологически чистых производств, принципиально новых медицинских препаратов, основанных на применении биотехнологии, зависит от уровня развития химии как фундаментальной науки и внедрения ее достижений в практику химического производства.

В настоящее время химия и химическое производство вступили в период перехода с технологий переработки на технологии производства новых, дорогостоящих, наукоемких химических продуктов. Соответственно видоизменяется структура капиталовложений в химическую промышленность, подготовка научных и инженерно-технических кадров и их распределение по отраслям и сферам приложения труда.

Именно поэтому представляется своевременным провести краткий сравнительный анализ современного состояния и тенденций развития химии и химических производств в промышленности развитых зарубежных стран и в нашей стране, обобщить мировой опыт и использовать его в интересах перестройки и дальнейшего развития химического комплекса нашей страны.

Состояние и тенденции развития химического производства в мире.

За последние два десятилетия наблюдается значительный рост мирового химического производства. Это подтверждается долей химической промышленности в валовом национальном продукте (ВНП), в общем объеме промышленного производства, а также выпуском отдельных видов химической продукции. По доле химического производства в ВНП первое место занимает Япония (14,1 %), за ней следует ФРГ (9,8 %) и США (4,9 %) [1]. Сравнительно высокая доля химической промышленности в общем объеме промышленного производства. В Италии она составляет 8,3 %, во Франции - 8,6 %, в ФРГ - 12,0 %. США продолжают лидировать в капиталистическом мире по объему химического производства. Их доля в производстве продукции химической и нефтехимической промышленности, включая резинотехническую и пластмассоперерабатывающую, составляет 30,2 % (Япония - 18,0%) [2].

Что касается отдельных видов химической промышленности, то в период 1970 - 1987 гг. мировое производство минеральных удобрений (в пересчете на 100 % питательных веществ) увеличилось с 71,0 млн. до 146,0 млн. тонн, или более чем в 2 раза; химических волокон и нитей - с 8,6 млн. до 19,0 млн. тонн, или в 2,2 раза; синтетических смол и пластических масс - с 30,0 млн. до 83,0 млн. тонн или в 2,8 раза [3].

Лишь по производству минеральных удобрений наша страна занимает одно из первых мест в мире. Однако качество удобрений, производимых нашей химической промышленностью, значительно ниже качества удобрений, производимых химическими фирмами западных стран. Это подтверждается тем, что у нас урожайность зерновых и зернобобовых в 2,6 раза ниже, чем в США.

В период 1960 - 1988 гг. США увеличили производство минеральных удобрений с 2,9 млн. до 28,0 млн. тонн, Япония - с 0,6 млн. до 11,0 млн. тонн, ФРГ - с 1,0 млн. до 9,1 млн. тонн, Франция - с 0,3 млн. до 4,1 млн. тонн. Все развитые капиталистические страны, вместе взятые, увеличили производство синтетических смол и пластических масс с 6,3 млн. до 65,8 млн. тонн, или в 10,4 раза. Об уровне развития химических производств в различных странах можно также судить по доле экспорта химических продуктов в мировом экспорте. Наша страна по доле экспорта химических продуктов в мировом экспорте значительно уступает промышленно развитым капиталистическим странам, и находятся по этому показателю даже ниже развивающихся стран.

О росте химического производства в развитых капиталистических странах говорят и абсолютные величины. Так, объем производства перерабатывающей химической промышленности США составил в 1988 г. 670,2 млрд. долл., а производство готовой химической продукции - 230,0 млрд. долл. Крупнейшими химическими корпорациями США являются: Дюпон (годовой товарооборот ~ 24,5 млрд. долл.), Проктер и Гемпбел (9,1 млрд. долл.), Доу кэмик (7,7 млрд. долл.), Элланд Сигнел (7,3 млрд. долл.), Юнион Карбайд (6,4 млрд. долл.). Объем химического производства в ФРГ в 1985 г. превысил 181,0 млрд. марок. Крупнейшими химическими компаниями этой страны являются Бауэр, Хехст и БАСФ, объемы годового товарооборота которых составил в 1984 г. (соответственно) 9,2, 8,9 и 8,7 млрд. марок. Годовой товарооборот 25 крупнейших химических компаний США, Великобритании, Японии, ФРГ, Италии, Швейцарии, Нидерландов составил в 1984 г. Около 150,0 млрд. долл.

В 1988 г. заметно активизировалась инвестиционная деятельность химических компаний. По прогнозам Американской ассоциации производителей химической продукции, в 1988 г. капиталовложения в химическую промышленность должны были возрасти на 9,0 % по сравнению с 1987 г., а по расчетам министерства торговли США - на 12 ,0 % (фактически прирост составил ~ 20,0 %). По мнению экспертов, тенденция к росту капиталовложений химических компаний сохранится и в последующие годы. Самые крупные капиталовложения на расширение производства были сделаны в 1988г. такими компаниями, как Дюпон (3,7 млрд. долл.), Империал кэмикл (1,35 млрд. долл.), Доу кэмикл (1,17 млрд. долл.). Причиной активизации инвестиционной деятельности в этой отрасли промышленности США эксперты считают рост спроса на химические товары на внутреннем рынке и расширение экспортных возможностей [3]. Капиталовложения в химическую промышленность в ФРГ составили в 1985 г. 7,3 млрд. марок, или 8,6 % от общих капиталовложений в промышленность.

Развитие химической промышленности в капиталистических странах, как уже отмечалось, характеризуется существенными количественными и качественными изменениями. До 1980 г. эти изменения вызывались в основном экономическими факторами, такими как спад производства, за которым следовало его подъем до более высокой отметки, чем он был до спада. Продолжительность этих циклов не превышает три - пять лет. При спадах химического производства занятость химиков и инженеров-химиков сокращалась, при подъемах - возрастала. Так, например, безработица среди химиков и инженеров-химиков в 1971 г., по данным Американского химического общества, составляла 3,6 % по сравнению с 3,0 % в предыдущем году. 5,6 тыс. ученых-химиков вообще не имели работы, 7,9 тыс. были заняты частично или работали не по специальности. Однако уже в 1973 г. положение с занятостью химиков начало улучшаться. Уровень безработицы среди членов Американского химического общества снизился с 3,1 % в марте 1972 г., до 1,7 % в марте 1973 г. и до 1,4 % в марте 1974 г. Предсказывалось дальнейшее сокращение безработицы среди химиков и даже рост занятости.

В целом цикличность в химическом производстве не приводила к сокращению подготовки специалистов для этой отрасли. В период 1960 - 1964 гг. ежегодный выпуск инженеров-химиков из американских университетов и колледжей со степенью бакалавра составлял 2,8 тыс. чел., в период 1965 - 1969 гг. - 3,1 тыс. чел., 1970 - 1974 гг. - 3,6 тыс. чел., 1975 - 1979 гг. - 4,1 тыс. чел., в 1980 г. - 6,6 тыс. чел., в 1984 г. - 7,7 тыс. чел.

Характер труда инженеров-химиков существенно не менялся. Большинство из них работало в нефтяной и нефтехимической промышленности, выполняя традиционную инженерную работу - исследования, разработки, дизайн и управление технологическими процессами.

С начала 80-х гг. начался новый этап в развитии химической промышленности, поворот к разработке и выпуску химических продуктов нового качества (полимерные смеси, сплавы, композитные материалы и т.п.). Например, американская фирма Доу кэмикл сообщила, что намерена в 1993г. получить 50 % своего дохода от производства специальных химических продуктов (по сравнению с 40 % в 1985г.). Ожидается, что в 1994 г. продажа новых химических продуктов достигнет объема в 3,0 млрд. долл. Для достижения этой цели фирма увеличила ассигнования на исследования и разработки в специальных областях химии с 63 % от общих ассигнований на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) в 1982 г. до 73 % в 1984 г.

Фирма Дюпон в 1984 г. создала лабораторию по разработке технологии производства новых химических продуктов. Из общего бюджета на НИОКР в сумме 975 млн. долл. Она выделила в 1983 г. 22 % на исследования в области электроники по сравнению с 8 % - на исследования в области нефтехимии [4].

Другая американская фирма Монсанто в 1984 г. открыла новый научно-исследовательский центр стоимостью в 150 млн. долл. для исследований в области наука о жизни и увеличила долю своего научного бюджета, выделяемую на создание новых фармацевтических препаратов, с 20 % в 1979 г. до 34 % в 1993 г. Ожидаются следующие структурные сдвиги в продаже продукции этой фирмы: снижение продуктов нефтехимии с 31 до 7 %, увеличение продажи специальных химических продуктов и изделий из пластмассы с 29 до 36 %, увеличение продажи медицинских препаратов и сельскохозяйственных продуктов с 21 до 31 %, других новых продуктов (приборы для контроля технологических процессов, электронная техника) - с 19 до 26 % [4].

Химические производства будущего требуют новых подходов к подготовке химиков и инженеров-химиков, повышению их квалификации и переподготовке. Учитывая важность этих вопросов, им посвящается самостоятельный раздел статьи.

По сравнению с развитыми капиталистическими странами химическое производство в нашей стране не отвечает мировым стандартам, а химическая промышленность не удовлетворяет элементарные потребности населения. Остро ощущается дефицит продуктов бытовой химии, медикаментов. Химическая промышленность в нашей стране включена в химико-лесной комплекс народного хозяйства, в который входят, кроме химической и нефтеперерабатывающей промышленности, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Удельный вес всего этого комплекса в общем объеме промышленной продукции по существу не меняется с 1970 г., хотя темпы его развития выше темпов развития промышленности в целом.

Среднегодовые темпы роста объема производства химико-лесного комплекса по сравнению со среднегодовыми темпами роста производства всей промышленности были выше на 0,8 %, а темпы роста производства химической и нефтехимической промышленности - на 4,5 %, а по сравнению с химико-лесным комплексом - на 3,7 %. Это количественные показатели (причем слишком обобщенные), по которым трудно судить о структуре и тем более о качественной стороне химического производства. Между тем, по оценке специалистов, она далеко не соответствует мировому уровню.

В 1986 г. научные консультанты авторитетного американского журнала Форчун дали экспертную оценку уровня работы в США, Японии, Западной Европе и нашей стране в ряде областей, в том числе в области биотехнологии и новых материалов (по десятибалльной системе). Соответствующие показатели оказались следующими: биотехнологии - 8,9; 5,7; 4,9; 1,3, по новым материалам - 7,7; 6,3; 6,0; 3,8 соответственно. Хотя к этим данным следует относиться с известной осторожностью, они указывают на то, что в наша страна в этих ведущих направлениях научно-технического прогресса значительно отстает от промышленного развития капиталистических стран. Косвенно это подтверждается и распределением по странам Нобелевских премий, присужденных в области физики и химии с момента ее учреждения в 1895 г. Из 380 премий присужденных по физике, химии и медицине до 1987 г., 143 были присуждены американским ученым, 68 - английским, 10 - русским ученым и т.д.[4].

Хотя оценки по новым материалам [3,8] значительно выше оценки по биотехнологии [1,3], положение с разработкой новых материалов в нашей стране, особенно композитов, указывает на значительное отставание от США, Японии и стран Западной Европы. На самом деле, производство композитов за рубежом стремительно растет. Если в 1977 г. в Западной Европе и США было продано соответственно по 350 тыс. тонн композитов, то в 1986 г. уже по 1 млн. тонн. К 2000 - 2005 гг. и для США, и для Западной Европы ожидается рост потребления композиционных материалов до 2,5 - 3,0 млн. тонн. Одновременно снижается уровень потребления стали. С 1977 г. он снизился в США со 134 млн. до 103 млн. тонн. Химическая наука и изобретательская активность в химической промышленности

В условиях научно-технического прогресса наука и образование - важнейшие факторы, определяющие экономическое развитие и положение стран в экономическом сообществе и на мировых рынках. Соревнование между странами в экономической области превратилось по существу в соревнование в сфере науки и техники, а последнее охватило область образования и подготовки высококвалифицированных специалистов. Именно в образовании ведущие капиталистические страны видят основное средство сохранения и укрепления своих позиций на мировых рынках. Это подтверждается и тем, что только на пять ведущих капиталистических стран (США, Япония, Франция, ФРГ и Великобритания) приходится сейчас ~ 85 % всех ученых и затрат на науку, более 50 % высших учебных заведений и ~ 40 % студенческого контингента капиталистического мира. Лидирующее положение среди указанных стран занимают США, где расходы на образование достигли рекордного уровня - 353 млрд. долл., а на науку - 124 млрд. долл. Растут расходы на науку и образование и в других ведущих капиталистических странах. Среднегодовые темпы роста затрат на науку с 1970 г. составили (в постоянных ценах) в Японии - 7,40 %, ФРГ - 3,95 %, во Франции - 3,95 %, в Великобритании - 2,55 %.

Основное внимание в указанных странах в последние годы уделяется развитию фундаментальных исследований, которые сосредоточены в основном в высших учебных заведениях. Растет финансирование этих исследований как из государственных бюджетов, так и из фондов частных корпораций. Это обусловлено тем, что именно фундаментальные исследования могут приблизить прорыв на наиболее передовые направления науки и технологии (химия, биотехнология, генная инженерия и др.)

Основными источниками финансирования научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в капиталистических странах являются государство и промышленные фирмы. В совокупности на их долю приходится от 89 % в Японии до 100 % во Франции от общих расходов на науку. Доля государственного финансирования науки колеблются от 27 % в Японии до 50 % в США. Фундаментальные исследования в общей структуре НИОКР занимают от 6,3 % в Великобритании до 20,9 % во Франции. Прикладные исследования находятся на уровне 22 - 24 %. За исключением Франции, где на них приходится 33 % от общих расходов на НИОКР. Доля разработок колеблется от 46,1 % во Франции до 69,7 % в Великобритании. Наибольшая часть НИОКР в ведущих капиталистических странах выполняется в научных центрах промышленных фирм. На них приходится 73 % НИОКР в США, 72 % - в Японии, 68 % - в ФРГ, 64 % - в Великобритании, 57 % - во Франции [9].

Во всех перечисленных странах основная часть затрат на науку приходится на обрабатывающую промышленность (> 90 %). Более 75 % промышленных научных исследований и разработок приходится на отрасли высокой технологии (химическая - 11,6 %, общее машиностроение - 13,4 %, электротехника - 21,8 %, авиакосмическая - 21,8 %, приборостроение - 7 %). В государственных лабораториях реализуется 22- 25 % всех затрат на науку в Великобритании и во Франции, 14 % - в ФРГ, 10 - 12 % - в США и Японии. В большинстве стран относительно высокая доля НИОКР в области естественных, точных и технических наук (в Японии - 91,5 %. ФРГ - 95,3 %, Великобритании - 97,2 %) [5].

Объем НИОКР, выполняемый высшей школой (университетская наука), составляет 11 - 12 % всех научных исследований в США и Великобритании, до 15 - 16 % - в ФРГ, во Франции, Японии. Значительная доля университетских исследований относится к фундаментальным: В США - 60,0 %. Японии - 54,9 %, В ФРГ - 59,7 %, во Франции - 90,0 %, в Великобритании - более 95 %. Прикладные исследования в университетах США занимают 27,7%, в Японии - 36,6 %, ФРГ - 40,3 % (включая разработки), во Франции - 10,0 %, Великобритании - 3,6 %. Что касается разработок, то их доля в университетах незначительна (в США - 12,3 %, Великобритании - 1,3 %, во французских университетах их нет) [6].

На фоне этой общей картины, показывающей структуру и тенденции развития науки в ведущих капиталистических странах, рассмотрим состояние химической науки на примере США (объем статьи не позволяет затронуть другие страны).

Фундаментальные исследования. В 1986 г. фундаментальные ассигнования на развитие фундаментальных исследований в области химии составили 425,4 млн. долл., которые выделялись следующим федеральным ведомствам: министерство обороны - 17 %, министерство энергетики - 26 %, министерство здравоохранения - 18 %, Национальный научный фонд (ННФ) - 26 %, министерство сельского хозяйства - 8 % и другие - 5 %.

В период 1976 - 1986 г. федеральные ассигнования на исследования в области химии росли медленно (в среднем 10 % в год), чем по науке в целом (11 % в год). Более половины ассигнований было выделено двумя федеральными ведомствами - министерством энергетики и ННФ (52 %). Ассигнования последнего на фундаментальную химию возросли с 40,6 млн. долл. в 1976 г. до 109,0 млн. долл. в 1986 г. Промышленность ассигновала в 1986 г. на фундаментальные исследования в области химии 555 млн. долл., или 39 % от общих ассигнований промышленного сектора на фундаментальные исследования (1,4 млрд. долл.). Ежегодный рост ассигнований промышленности на фундаментальную химию составил 11 % по сравнению с 12 % для фундаментальной науки в целом.

В 1986 г. общие ассигнования на университетские исследования в области химии составили 415 млн. долл., из которых 308 млн. долл. были выделены федеральным правительством. С 1976 г. среднегодовые темпы общих расходов на химическую науку в университетах США были на уровне 13 % (несколько выше, чем на всю университетскую науку). Из федеральных ведомств наибольшие ассигнования в фонд развития химической науки в университетах внесли ННФ (39 %), министерство здравоохранения (32 %), министерство обороны (10 %), министерство энергетики (10 %).

Около 1/5 ассигнований на университетскую химическую науку получили 10 ведущих университетов и институтов: Массачусетский технологический институт, Калифорнийский (г. Беркли), Гарвардский, Станфордский, Корнельский университеты, Калифорнийский технологический институт, университет штата Висконсин (г. Медисон), университет штата Мериленд (г. Колледж парк), университет штата Калифорния (г. Лос-Анджелес) и Иллинойский университет (г. Урбана). В целом же на 400 наиболее престижных университетов и колледжей США (из 2000) приходятся 98 % общих ассигнований на вузовскую науку (в среднем по 30 млн. долл. на университет), что говорит о значительной концентрации исследований в сравнительно небольшой группе университетов, располагающих наиболее научным потенциалом.

Что касается прикладных исследований в области химии, то в 1986 г. федеральное правительство ассигновало на эти цели 228 млн. долл. Из них: министерство обороны - 41 %, министерство энергетики - 16 %, министерство здравоохранения - 11 %, министерство сельского хозяйства - 22 %, другие - 10 %, ННФ - 1 %. В период 1976 - 1986 гг. федеральные ассигнования на прикладные исследования в области химии составили примерно половину ассигнований на фундаментальные исследования [7].

В течении последних пяти лет широкое распространение получила практика создания при университетах научно-технологических центров с участием федерального правительства и частных компаний, в задачу которых входит ведение фундаментальных исследований по важнейшим направлениям развития науки и передача их результатов в промышленный сектор для быстрого внедрения. Главный смысл создания таких центров, по мнению специалистов США заключается в том, чтобы обеспечить одновременное поступление в сферу производства новых научных идей и специалистов (выпускников университетов), владеющих этими идеями и готовых внедрить их в производство. Такая организационная форма университетской науки является наиболее эффективной.

Ввиду отсутствия аналогичных данных по финансированию фундаментальных и прикладных исследований в области химии в нашей стране сделать сопоставления состояния химической науки в двух странах не представляется возможным.

По изобретательской (патентной) деятельности в области химии и химического производства первое место занимает Япония, далее следует США, Франция. В общем объеме патентной документации, зарегистрированной в 1976 - 1986 гг., на химическое направление приходится 18,2 % патентов в Японии, 17,5 % - в США, 13,2 % - во Франции. Патентные документы по химии и химической промышленности, зарегистрированные в этот же период (563 470 документов), распределяются между странами следующим образом: Япония - 41,8 %, США - 31,3 %, Франция - 14,5 %. Изобретения по направлению Получение органических веществ, занимают наибольшую долю во всех рассматриваемых странах, но динамика патентования везде падает. Повышенный по сравнению с другими странами интерес изобретателей к процессам разделения и смешивания веществ может быть частично объяснен использованием этих процессов в горном деле и при получении стройматериалов.

Применение микробиологии в химической промышленности является новым и весьма перспективным направлением, хотя количество патентных документов по нему сравнительно невелико, динамики патентования растет в большинстве стран.

В целом анализ статистических и динамических структур изобретательской активности по сравнению с США, Францией и Японией, проведенные ВНИИ патентной информации Государственного комитета по изобретениям и открытиям, показывает, что структура изобретательской активности и сложившаяся научно-техническая политика во многом отличаются от тенденций, выявленных в развитых капиталистических странах. Для нашей страны характерна высокая стабильная активность в области добывающей промышленности (горное дело), металлургия и обработки металлов, превышающая соответствующие показатели США и Франции в три раза. Недостаточно уделяется внимание развитию химии - направлению, безусловно, лидирующему в США, Японии и во Франции. Анализ структур изобретательской активности в этой области показывает, что существенных различий между США, Францией и Японией нет, они очень близки.

Подготовка химиков и инженеров-химиков

экологический химический радионуклид пестицид

Структурные сдвиги в экономике капиталистических стран, происходящие под воздействием научно-технического прогресса, не могли не вызвать существенных изменений в системах образования этих стран, и особенно в системах высшего образования, где осуществляется подготовка научных кадров и высококвалифицированных специалистов для всех отраслей современного производства и социальной сферы. Образование было признано наиболее выгодной сферой приложения капитала. Исходя из этого, в США и других промышленно развитых капиталистических странах оно было отнесено к приоритетным областям в инвестиционной политике государств и корпораций. В период 1960 - 1989 гг. расходы на образование в США увеличились с 24 млрд. долл. до 353 млрд. долл., или в 14,7 раза, расходы на высшее образование - с 7,1 млрд. долл. до 141 млрд. долл., или в 20 раз. Высокими темпами росли расходы на образование и в других капиталистических странах, особенно в Японии и ФРГ.

Параллельно с ростом ассигнований на нужды образования модернизировались устоявшиеся традиционные структуры образовательных систем, которые теперь не отвечали потребностям новых организационных форм и технологий производства и интересам общества в целом.

Проводившиеся в 60 - 70-х годах реформы образования (особенно высшего) затрагивали многие его аспекты - организационную структуру и управление, комплектование вузовских контингентов, содержание обучения, организацию учебного процесса, формы и методы обучения, вузовскую науку, ее связи с производством и т.п. Трансформировалась сама концепция понятия высшего образования, по-новому определялась роль образования в обществе.

Необходимость реформ образовательных систем диктовалась тем, что в то время в Западной Европе, США и Японии начала складываться новая модель экономического развития. В этой модели знания становились важнейшим фактором коренной реконструкции на базе новых технологий традиционных отраслей промышленности и бурного развития совершенно новых наукоемких производств, для которых требовались специалисты нового типа и более высокий образовательный уровень совокупной рабочей силы. Требовались специалисты с подготовкой, ориентированной на работу непосредственно в этой сфере производства. Удовлетворение этой потребности осуществлялось двумя способами: во-первых, частичной профессионализацией классического университетского образования; во-вторых, созданием сети новых типов учебных заведений в системе высшего образования с сокращенным (до двух-трех лет) сроком обучения и ориентированным на подготовку специалистов для производственной сферы.

Так, в Великобритании в конце 60-х годов было открыто 30 политических колледжей с контингентом студентов в 150 тыс. чел. В настоящее время в них обучается 300 тыс. чел. Во многих из них обучение строится по методу сендвич-курсов (чередование аудиторных занятий с работой на предприятии по получаемой специальности), чем обеспечивается высокий уровень не только теоретической, но и практической подготовки будущих специалистов.

В то же время во Франции были созданы университетские технологические институты с двухгодичным сроком обучения, в которых к 1980 г. обучалось уже 65 тыс. студентов. Правительство Франции, проводя политику на расширение подготовки специалистов инженерно-технического профиля и поднятие престижности инженерной специальности намерено увеличить число учебных заведений этого типа до 130 и довести численность студентов в них до 90 тыс. чел.

В ФРГ в 60 - 70-х годах на базе средних инженерных школ была создана сеть высших профессиональных школ, в которых в настоящее время обучается ~ 270 тыс. студентов (25 % студенческого контингента страны).

Особенного внимания заслуживает быстрый рост студенческих контингентов двухгодичных колледжей в США и Японии - прогресс, адекватный созданию новых типов учебных заведений в европейских капиталистических странах. В 1986 г. в США насчитывалось более 1300 двухгодичных колледжей с контингентом студентов в 4,5 млн. чел., что составляет 36 % общего студенческого контингента страны. В Японии численности двухгодичных колледжей составляет ~ 400 тыс. чел., или ~ 20 % общей численности студентов. В университетах Швеции выделен специальный сектор высшего профессионального образования, ориентированного на подготовку инженеров для сферы промышленного производства.

Наряду с высокими темпами подготовки специалистов в учебных заведениях, большое внимание уделяется профессиональной структуре их выпускников. В США около 40 % студентов двухгодичных колледжей выбирают в качестве специальности электронику, микроэлектронику, информатику, робото- и вычислительную технику, био- и химическую технологию. Эта тенденция способствует распространенному в США мнению, что в будущем ключевой фигурой в организации производства и управления технологическими процессами станет технолог, хорошо знающий основы управления и современную электронно-вычислительную технику.

Значительно расширилась за последние годы сеть так называемых нетрадиционных типов высших учебных заведений (открытые университеты, теле- и радиоколледжи, университеты без стен и т.п.), которые при помощи современных информационных технологий и спутниковой связи проводят обучение на расстоянии.

В США в период с 1970 - 1985 гг. число студентов на 10 тыс. жителей увеличилось с 258 до 270, а у нас снизилось со 190 до 177. Разрыв в выпуске специалистов с высшим образованием между двумя странами удерживается на уровне 465 тыс. чел.

Но главную озабоченность вызывают не количественные, а качественные показатели, особенно профессиональная структура выпускников наших высших учебных заведений. Если сопоставить ее с профессиональной структурой выпуска специалистов из вузов капиталистических стран, то увидим существенные различия, многие из которых не поддаются даже объяснению, хотя прочно сохраняются в течении многих лет. Прежде всего обращает на себя внимание большая диспропорция в выпуске специалистов инженерно-технического профиля и специалистов, получивших университетские специальности. В США, например, выпуск инженеров в общем выпуске университетов и колледжей составляет 7 - 8 %. Выпуск специалистов по университетским специальностям в США превышает 40 %. А ведь университеты во всех странах мира традиционно считаются основными центрами подготовки научных кадров, особенно в области естественных, общественных и гуманитарных наук.

Но даже в рамках инженерных специальностей имеют место значительные диспропорции, которые могут в недалеком будущем крайне отрицательно сказаться на развитии новых, наукоемких отраслей промышленности. Крайне мало готовится специалистов по новой технике и новым технологиям (электронно-вычислительная техника, генная инженерия, биотехнология, новые материалы и т.п.).

В США в период с 1965 - 1985 гг. выпуск специалистов по ЭВМ увеличился в 10 раз, а с 1984 г. он находится на одном уровне, что явно не согласуется с поставленной задачей электронизации народного хозяйства. Зато неоправданно много выпускается инженеров для металлургии (9,2 тыс. в год, в то время как в США и Японии их ежегодный выпуск не превышает 1,5 тыс. чел.).

Выпуск специалистов по машиностроению и приборостроению до сих пор превышает на несколько тысяч общий выпуск инженеров в США, хотя качественный уровень этих отраслей нашей промышленности от этого не улучшается и значительно отстает от уровня передовых промышленно развитых стран.

Все это говорит о том, что до сих пор нет четкой концепции инженерного образования, которое отвечало бы современному этапу научно-технического прогресса и структурным преобразованиям в экономике страны, не определены роль и место инженера в современном производстве и в обществе в целом, престиж инженера и инженерного труда упал до недопустимого уровня, особенно если сопоставлять все эти процессы с ведущими капиталистическими странами [8].

В ходе модернизации традиционных отраслей промышленности, развития новых наукоемких производств и сопровождающих эти процессы реформ высшего образования в развитых зарубежных странах формировалась новая концепция инженерного образования, уточнялись функции инженера и рамки его ответственности перед обществом за результаты своего труда. Основные положения этой концепции исходят из повышения роли инженера на всех стадиях производства - от зарождения технологической идеи, ее проработки, проектирования, экономического обслуживания, оценки экологических последствий до выпуска готового продукта. По подсчетам экономистов США на долю инженерного обеспечения приходится от 5 до 10 % общей стоимости выпускаемой продукции или строительства. Подчеркивается, что ошибки, допущенные на этапе проектирования, могут привести (и приводят!) к неэффективному использованию энергетических и трудовых ресурсов, материалов, что в конечном итоге выражается в повышении стоимости всего того, что производится или строится. По образному выражению одного из американских специалистов инженерное обеспечение - это большой хвост, который вертит большой собакой. Поэтому предприниматели предъявляют к инженерным кадрам строгие требования [2].

Во-первых, необходимо, чтобы при хорошей профессиональной подготовке в технической области, он обладал знаниями в области экономики производства и управления им, умел применять эти знания на практике в целях достижения более высокой производительности труда и прибыли. Во-вторых, в условиях научно-технического прогресса повышается ответственность инженера за решение проблем глобального характера, таких, как использование энергоресурсов, защита окружающей среды, здравоохранение, борьба с голодом и др. В силу этого от инженера требуется глубокое понимание последствий его деятельности. В-третьих, развитие процессов международного разделения труда и сотрудничества в сфере экономики привело к тому, что современному инженеру часто приходится работать над межнациональными проектами в своей собственной стране или за ее пределами, занимать соответствующие должности в филиалах зарубежных фирм. Для этого необходимы инженеру знания иностранных языков, международного права, политики, экономики, культуры, быта и образа жизни других стран и народов. Все это требует дальнейшей гуманитаризации инженерного образования, ставит вопрос о наиболее рациональном распределении учебного времени между общенаучным, специальным, общественными и гуманитарными дисциплинами. В-четвертых, конкретные требования к инженеру, к его общенаучной и специальной подготовке, личным качествам определяются в конечном итоге сферой приложения его труда, запросами рынка. Следовательно, инженерное образование должно быстро реагировать на изменения, происходящие в науке, технике, производстве. Этим обуславливается необходимость тесной связи инженерно-технических вузов и инженерных факультетов университетов с наукой и производством. В-пятых, в условиях НТР знания, получаемые будущими инженерами во время учебы быстро устаревают. В связи с этим особое значение приобретает проблема непрерывного образования инженеров в течении всей их трудовой жизни [9].

В ходе широкого обсуждения проблемы инженерного образования в последние годы сформулирован ряд положений, которые можно с некоторыми оговорками рассматривать в качестве концептуальных. Практически в развитых промышленных странах достигнут консенсус относительно того, что главной целью инженерного образования является обеспечение производства конкурентоспособных продуктов как на внутреннем, так и на внешнем рынках. Подчеркивается, что повышение конкурентоспособности выпускаемой промышленностью продукции в значительной степени обеспечивает применение современных технологий, в разработке которых определяющая роль принадлежит инженеру. По мнению специалистов США, подготовка инженерных кадров должна осуществляться с учетом тесной связи между человеком, социальной средой и техникой. Этим обуславливается необходимость включения в учебные планы инженерных вузов психологии и социологии, дающие ключ к анализу социальной среды и пониманию взаимоотношений между людьми в процессе производства.

Считается целесообразной дифференцированная подготовка инженеров, как по содержанию, так и по срокам обучения в зависимости от характера их будущей деятельности в различных отраслях производства, науки и техники. Четко выделяются три категории инженеров: инженеры-теоретики (разрабатывающие технические науки, новые технологии, материалы), которые должны иметь глубокие знания в области фундаментальных наук и более высокой степени (магистра, доктора); инженеры технологи, получившие высокую подготовку по математическим дисциплинам и имеющие дело с расчетными аспектами инженерной деятельности; инженеры по промышленной технологии, ориентированные на работу непосредственно в сфере производства [10].

Признание и дальнейшее развитие получает концепция междисциплинарного подхода к подготовке инженерных кадров. В частности, по мнению специалистов в области инженерного образования Франции, где междисциплинарность реализуется в более широких масштабах, чем в других капиталистических странах, инженеры, подготовка которых строится на междисциплинарной основе, быстрее и с меньшими затратами сил и средств решают сложные инженерно-технические проблемы, легче адаптируются в случае перемены места работы [11].

Анализ второй международной конференции по химическому образованию, которая состоялась в апреле 1987 г. в г. Кембридже, показывает, что изложенные выше концептуальные положения широко применяются и при подготовке химиков и инженеров-химиков. Так, например, в докладе Химическое инженерное образование в ФРГ, представленное М. Баернсом и Г.-П. Хортигом, отмечается, что подготовка инженеров-химиков в ФРГ осуществляется по двум основным направлениям: одно направление характеризуется наличием в учебных планах большого числа инженерных дисциплин и малой доли дисциплин в области химии. Другое направление отличается значительным объемом дисциплин в области химии и малой доли общеинженерных дисциплин. Кроме того, подготовка инженеров-химиков в ФРГ осуществляется на двух уровнях - А и Б. Подготовка на уровне А дается в высших профессиональных школах и ориентирована на практическую деятельность в сфере химического производства. Подготовка на уровне Б осуществляется в университетах. Она занимает от 4 до 5 лет и разбивается на два периода: первый посвящается интенсивному изучению фундаментальных дисциплин - математики, химии физики, материаловедения и др., а второй период характеризуется большей специализацией в области химической технологии [12].

В других докладах подчеркивается необходимость компьютеризации химического образования в предвидении того, что в будущем все процессы в химическом производстве будут управляться и контролироваться с помощью ЭВМ. В частности, в одном из докладов описывается проект фирмы Ай-Би-Эм по компьютеризации подготовки инженеров-химиков в Имперском колледже в Лондоне [13].

Главное значение указанной конференции состоит в том, что на ней была представлена серьезная попытка выработать направления дальнейшего развития химического образования в свете тех изменений, которые происходили в химической промышленности разных стран.

В США признается необходимость проведения крупных реформ в американской системе подготовки научных кадров в области химии. Подчеркивается важность химии для всех областей развития современной высокоэффективной технологии. Декан химического факультета Массачусетского технологического института М. Райтон отмечает, что атомные и молекулярные химические исследования в области химии тонких пленок, поверхностей и фотохимии необходимы для достижения прогресса в науке об ЭВМ. Научные исследования в области высокотемпературных сверхпроводников связаны с химическими исследованиями структуры твердых тел, неорганическим синтезом. Отмечается центральная роль химии в материаловедении и биологии.

Райтон считает, что для проведения современных научных исследований химикам часто не хватает знаний в междисциплинарных научных областях, в то время как в течении последних 10 лет программы обучения аспирантов и студентов остаются практически неизменными. Отмечается сокращение числа выпускников средних школ, желающих поступать на химические факультеты. В целях изменения этой тенденции и улучшения обучения студентов предлагается провести ряд реформ. Некоторые преподаватели химии должны заниматься научными исследованиями уже на первом году обучения. Слушатели аспирантских школ также должны как можно раньше приступать к научно-исследовательской и экспериментальной работе. Считается, что, оказавшись вовлеченными в научно-исследовательский процесс, они начинают совсем по-другому относиться к учебным занятиям.

Другая рекомендация заключается в пересмотре водного курса по химии, который имеет очень важное значение. Если программа этого курса плохо подготовлена, студенты, первоначально намеревавшиеся специализироваться в химии, могут изменить свое решение, что и происходит на многих факультетах.

Заместитель директора ННФ по научно-техническому обучению Б. Шахашири считает, что в ходе обучения студенты химики должны получать достаточное представление о широком круге научных проблем, связанных с развитием биохимии и материаловедения. Райтон рекомендует увеличить время работы студентов в лабораториях и включить в нее проведение экспериментов, связанных с полимерами и биологическими веществами. Практически все в научных и промышленных кругах согласны с тем, что студенты должны иметь доступ к современным приборам, и все химические факультеты должны располагать таким оборудованием, включая спектрометры и современные ЭВМ.

Рекомендуется тщательно изучить вопрос о возможном исключении некоторых устаревших разделов из учебной программы по химии с тем, чтобы предоставить студентам больше времени для практических занятий в лабораториях и изучения смежных научных областей, таких как биология и наука о полимерах. В некоторых университетах уже сейчас пытаются изменить программу обучения студентов таким образом, чтобы они могли последний год обучения полностью посвятить изучению биохимии, химии полимеров и материалов [17].

В связи с намечающейся реформой химического образования в США небезынтересно привести оценку обучения на химическом факультете МГУ, данную специалистом США, который проходил стажировку на этом факультете. Она сводится к следующему. Вследствие этого тематика многих курсов оказывается устаревшей… С другой стороны, такая централизация приводит к стандартизации системы образования, рассчитанной на массовую подготовку специалистов среднего уровня и не выделяет лиц, интеллектуальные способности которых повышают этот средний уровень… Отмечается большая роль фактографической информации в процессе обучения. Учебники имеют энциклопедический характер и предлагают студентам обширный набор готовых решений. С другой стороны, наши студенты значительно лучше, чем их коллеги в США, знают описательную сторону химии [15]. Полагаю, что американскому стажеру удалось отметить главное, характерное не только для МГУ, но и для других вузов страны.

Остановимся теперь на количественных показателях подготовки химиков и инженеров-химиков в некоторых капиталистических странах, главным образом в США, поскольку полная информация по другим странам отсутствует.

Обычно в США и других капиталистических странах специалисты в области химии делятся на две большие группы: химики, к числу которых относятся выпускники химических факультетов, получившие научную подготовку в области химии, и инженеры-химики или химики-технологи, получившие инженерную или технологическую подготовку в этой области.

В период с 1974 г. резких колебаний в выпуске химиков и инженеров-химиков в США не наблюдалось. Несколько снизился выпуск специалистов в области химии со степенями бакалавра и магистра и увеличился выпуск докторов наук [16].

По другим капиталистическим странам такой подробной статистической информации нет, но о масштабах подготовки специалистов химического профиля можно судить хотя бы по такому показателю, как доля студентов, избравших в качестве специализации химию или химическую технологию. Для Японии этот показатель находится на уровне 3,6 %, для ФРГ - 2,8 %. По расчетным данным, в японских университетах по химическим специальностям обучается на уровне бакалавра 65 876 чел. Из них: по теоретической химии - 14 270 чел., прикладной химии - 41 089 чел. и по агрохимии - 10 517 чел. В японской магистратуре по химическим специальностям обучается 5626 чел., или 10,4 % от всех магистрантов. Число химиков в докторантуре несколько более 1 тыс. чел., что составляет 4,1 % от общей численности докторантов. В университетах ФРГ по специальности химия и химическая технология обучается 2,8 % студентов.

Использование химиков и инженеров-химиков

По данным ННФ, в 1986 г. в США насчитывалось 195,2 тыс. научных работников в области химии, что составляет 9 % от их общей численности, и 163,1 тыс. инженеров-химиков, или 6,5 % от их общего числа, работавших в различных сферах. Из общего числа, работавших в различных сферах. Их общего числа ученых-химиков, 68 % - работало в промышленности, 19 % - в высших учебных заведениях, 6 % - в учреждениях федерального правительства, 4 % - в учреждениях правительств штатов и местных органов управления и 3 % - в других организациях. Что касается инженеров-химиков, то ~ 90 % от их общей численности было занято в промышленном секторе.

По роду занятий наибольшее число ученых-химиков (32,9 тыс. чел.) занимается разработками; 31,9 тыс. чел. заняты в производственной сфере, включая лиц, выполняющих обязанности контролеров качества продукции; 26 тыс. чел. заняты в сфере управления НИОКР; 30,3 тыс. чел. - прикладными исследованиями; 24,7 тыс. чел. - административной деятельностью; 25,1 тыс. чел. - преподавательской деятельностью и 11,9 тыс. чел. - фундаментальными исследованиями. Среди ученых-химиков, занятых в промышленности, 23 % от общей численности занимаются разработками новых видов продукции; 18 % - производством, включая сферу контроля, и 17 % - прикладными научными исследованиями. В сфере образования 67 % химиков заняты преподавательской работой и 31 % - фундаментальными исследованиями [17].

Что касается условий труда химиков и инженеров-химиков в промышленности США, то, по данным Американского химического общества, средняя заработная плата опытных химиков со степенью бакалавра достигла в 1986 г. 33 тыс. долл., магистров - ~ 40 тыс. и докторов наук - ~ 48 тыс. долл. Заработная плата химиков обычно возрастает с приобретением практического опыта. Так, в марте 1986г. химики доктора наук с 5 - 9-летним стажем работы после получения степени бакалавра имели среднегодовой заработок в размере 39,1 тыс. долл., с 15 - 19-летним стажем - 48 тыс. долл., с 25 - 30-летним стажем - 62,7 тыс. долл., 40 и более лет - 60 тыс. долл. Размер зарплаты химика в промышленности зависит от области его деятельности в промышленности. Так, доктор наук в марте 1986 г. имел среднегодовой заработок: в топливной промышленности - 56,7 тыс. долл., в электронной - 52,8 тыс. долл., в фармацевтической - 52,2 тыс. долл., лакокрасочной - 51,6 тыс. долл., в биотехнологической и биомедицинской - 47,5 тыс. долл., в пищевой - 43,5 тыс. долл. [18]. Химики, работающие в промышленности имеют более высокую заработную плату, чем в правительственных учреждениях или высших учебных заведениях. На март 1986 г. средняя заработная плата химика со степенью магистра составляла: в промышленности - 42,1 тыс. долл., в правительственных учреждениях - 34,7 тыс. долл., а в высших учебных заведениях - 31,8 тыс. долл. Заработная плата доктора наук - 53,0, 48,0 и 44,7 тыс. долл. соответственно [19].

В заключении хотелось бы сказать еще об одном весьма важном аспекте подготовки специалистов и их использования. Это - забота о систематическом повышении квалификации в соответствии с изменениями в производственной сфере. Важная роль в этом отводится, кроме высших учебных заведений, учебным центрам промышленного фирм и профессиональным обществам, которые стоят на страже высокой профессиональности частного бизнеса США в этой области можно судить хотя бы по сумме расходов, связанных с повышением квалификации своего персонала. Эта сумма по одним данным достигает 30 млрд. долл. в год, по другим - 40 млрд. долл. Некоторые крупные корпорации расходуют на эти цели до половины своего чистого дохода[20].

Современное общество, экологический кризис и химическое образование

Всеобщая химизация народного хозяйства, в необходимости которой еще недавно никто не сомневался, встретила в последние годы активное сопротивление значительной части населения. В целом ряде центров, где сконцентрирована химическая, нефтехимическая, микробиологическая промышленность, прокатилась волна демонстраций и митингов, направленных против дальнейшего строительства химических предприятий.

Причина этих выступлений вполне понятна: экологическая обстановка в ряде регионов нашей страны открыто признана неблагополучной. Предельно допустимые концентрации многих видов загрязнений зачастую превышаются в десятки раз, заболеваемость, в особенности среди детей, водоемы стали непригодными для купания, а иногда и для жизни водных организмов. Если в предшествующие десятилетия все эти данные тщательно засекречивались, то с наступлением периода гласности они постепенно получают относительно широкое распространение. О трудном положении в деле охраны природы сообщают средства массовой информации[21].

Химизация сельского хозяйства также сопряжена с серьезными осложнениями. Агрохимически неграмотное, а иногда чрезмерное применение минеральных удобрений приводит к опасному загрязнению водного бассейна фосфатами и нитратами, к появлению избыточного количества нитратов в сельскохозяйственной продукции. В этих условиях затраты на производство минеральных удобрений не окупают себя, т. к. не дают желаемого увеличения урожая. Использование минеральных туков при недостатке химических средств защиты растений вызывает обильный рост сорняков. Вместе с тем, неумеренное применение ядовитых дефолиантов при уборке хлопка привело к сильному загрязнению опасными фосфорорганическими соединениями почвы и воды в хлопкосеющих республиках.

Перечисленные негативные явления, и особенно сообщения об авариях и катастрофах, происходящих на предприятиях химического профиля и при перевозке химической продукции, обусловили возникновение среди широких кругов нашего народа хемофобии - отрицания необходимости химизации промышленности, сельского хозяйства, быта. Хемофобия характерна не только для нашей страны. В большей или меньшей степени ей подвержены все промышленно развитые страны. Однако такие государства, как США, и в особенности Япония, хемофобию уже в значительной степени преодолели. Так количество абитуриентов, желающих поступить на химические факультеты японских университетов, вновь возросло, чего никак нельзя сказать о конкурсе в наши химические и химико-технологические вузы. Понятно, что ключевую роль в борьбе с хемофобией играет химическое просвещение населения, прежде всего молодежи. С другой стороны, для предотвращения негативных экологических последствий химизации народного хозяйства необходим высокий уровень химических знаний инженеров, проектировщиков, экономистов, администраторов и многих других специалисток в области промышленности и сельского хозяйства, имеющих отношение к технологиям, потенциально опасным для среды обитания. Следовательно, решающее значение для развития научно-технического прогресса в нашей стране, напрямую зависящего от химизации, имеет химическое образование [22].

К сожалению, и средняя, и высшая школа оказались неподготовленными к борьбе с хемофобией. Учебники, пособия, методическая литература практически полностью игнорируют возникшие трудности. Химико-экологические проблемы, сопровождающие развитие народного хозяйства в нашей стране, в школьно-методической литературе попросту не рассматриваются. Авторы обычно ограничиваются предупреждением, что социалистическая система хозяйствования, в отличии от капиталистической, обеспечивает полный успех в деле охраны природы и подтверждают это ссылками на принятые директивными органами постановления (чаще всего невыполненные) и отдельные удачные технические решения (но большей части оставшиеся на уровне эксперимента). Знаменательно', что проблема хемофобии не нашла отражения и в текстах учебников химии, занявших призовые места па конкурсе на лучший учебник.

Для того, чтобы понять основные причины сложившегося положения, рассмотрим далее три вопроса:

. Каков вклад химической промышленности в загрязнение природы?

. В чем причины в неблагоприятной экологической ситуации?

. Какие меры необходимо предпринять для совершенствования химического просвещения молодежи?

Прежде всего, необходимо твердо заявить, что наше государство принимает серьезные меры но защите природы от загрязнения. Постоянно строятся новые и реконструируются старые очистные сооружения. Еще на стадии проектирования новые производства проходят экологическую экспертизу, причем, чем вреднее производство, тем эта экспертиза тщательнее. Так, например, предприятия атомной промышленности обычно не вызывают никаких нареканий в плане загрязнения природы радиоактивными веществами. На охрану окружающей среды ежегодно затрачиваются в общей сложности десятки миллиардов рублей.

Несмотря па принимаемые меры, загрязнения водного и воздушного бассейнов весьма значительны. На Всесоюзной конференции по охране природы, проведенной ЦП ВХО им. д.и. Менделеева осенью 1988 г. в г. Самарканде, были обнародованы следующие данные: общее количество газовых выбросов в нашей стране составляет 63млн т/г., водных - 20 млрд м3/г.

Анализ данных показывает, что предприятия химико-лесного комплекса, вместе взятые, загрязняют воздух меньше, чем заводы черной металлургии, и много меньше, чем тепловые электростанции. Так же обстоит дело и с выбросами в водоемы: из общих 20 млрд м3 сточных вод на долю химико-лесного комплекса приходится только 10% - 2 млрд м3 . Конечно, необходимо учитывать, что «букет» загрязнений, который поставляют химики, существенно больше, чем «букет» металлургов и энергетиков. Однако для непредвзятого человека ясно, что борьба за чистоту природы связана с повышением культуры энергетических и металлургических производств в большей мере, чем химических.

На «антихимических» митингах и даже в теле- и радиопередачах можно услышать, что химическая индустрия отравляет природу высоко токсичными соединениями, которых не производит пи один другой вид промышленности. Этот тезис справедлив только отчасти. Так. тепловые электростанции, работающие на угле, выбрасывают в атмосферу не только СО, как думает большинство «борцов с химией». Угольные пласты в земных недрах сорбируют из природных вод широкий набор микроэлементов, который при сгорании угля в топках превращается в смесь высокодисперсных токсичных оксидов.

Например, циркония в дымовых газах угольных электростанций содержится в 140 раз больше, чем его ежегодно добывают. Сорбция углем радиоактивных элементов приводит к тому, что работающая на угле тепловая электростанция загрязняет окружающую среду радионуклидами несравненно сильнее, чем нормально работающая АЭС той же мощности. Такой страшный яд, как тетрахлордиоксин. получается в качестве продукта неполного сгорания отработанных изделий из поливинилхлорида (ПВХ), линолеума. Сжигание изделий из ПВХ можно наблюдать в повседневной жизни, в частности, на садовых участках.

Увы, не безгрешны и наиболее «чистые» в экологическом отношении ТЭС, работающие на природном газе. Эти станции загрязняют атмосферу сернистым ангидридом, образующимся из сероводорода и меркаптанов, содержащихся в природном газе, и оксидами азота - продуктами высокотемпературного окисления азота воздуха. (Вспомним, что чем выше температура нагревателя, чем больше к. п. д. тепловой машины.)

Тепловые электростанции, работающие на мазуте, выбрасывают в атмосферу, помимо сернистого ангидрида (из нефтяных меркаптанов и сульфидов) и оксидов азота, оксиды тяжелых металлов, в первую очередь никеля и ванадии. Таким образом, производство электроэнергии на тепловых электростанциях сопряжено с интенсивным загрязнением природной среды. В настоящее время единственной альтернативой ТЭС являются атомные станции, работа которых не сопровождается образованием каких бы то ни было химических отходов, включая СО2. Последнее обстоятельство очень важно, поскольку концентрация углекислого газа в атмосфере неуклонно растет, обусловливая парниковый эффект, повышающий температуру планеты. Экологическая чистота АЭС - одна из причин того, что во МНОГИХ развитых странах (Франция, Япония) взят курс на преимущественно е развитие ядерной энергетики.

Понятно, что приведенные выше соображения справедливы только для нормально работающих АЭС. В случае аварии на АЭС последствия могут оказаться непредсказуемыми. К сожалению, исключить возможность аварии на 100 % нельзя. Для предотвращения радиоактивного заражения местности, если авария все-таки произойдет, акад. А. Д. Сахаров предложил строить новые АЭС под землей, Естественно, такой способ строительства существенно дороже традиционного.

Второе место после энергетиков по загрязнению атмосферы занимают металлурги. Заводы черной и цветной металлургии выбрасывают в воздух громадные количества сернистого ангидрида, угарного газа и пылевидных оксидов. Главными поставщиками этих загрязнений являются доменный и мартеновский процессы, а также обжиг сульфидных руд цветных металлов. Для уменьшения выбросов проводятся работы но интенсификации пылеулавливания и утилизации сернистого ангидрида.

Весьма значительный вклад в загрязнение атмосферы вносит автомобильный транспорт. Из-за неполного сгорания бензина и карбюраторных двигателях внутреннего сгорания автомашины выбрасывают в воздух большое количество моно оксида углерода и полициклических ароматических углеводородов. Дизельные грузовики и автобусы добавляют к атмосферу сажевый аэрозоль, частицы которого адсорбируют полициклические углеводороды, становясь за счет этого опасным фактором загрязнения воздуха. Напомним также о токсичных выбросах галогенидов свинца, которые оседают вдоль автомагистралей вследствие широкого использования в нашей стране этилированного бензина.

Подобным образом можно рассмотреть все источники загрязнения среды обитания. Такой анализ показывает, что в качестве загрязнителей всегда выступают те или иные химические соединения. Однако в подавляющем большинстве случаев поставщиком загрязнении является не химическая промышленность, а самые разные технологические процессы, в том числе сельскохозяйственное производство, транспорт, машиностроение и практически все другие отрасли народного хозяйства [23].

В чем же кроются причины тяжелой экологической ситуации, сложившейся в нашей стране? Их можно разделить на три группы.

Главная причина - экономические трудности. Высокая стоимость очистных сооружений и других средств охраны природы, достигающая иногда 30 % общих капиталовложений, зачастую вынуждает хозяйственных руководителей «экономить на природе» при строительстве новых производств. Ведь завод будет давать продукцию независимо от того, построены очистные сооружения или нет. Более того, в последнем случае продукция будет получена дешевле и быстрее. Понятно, что такая погоня за сиюминутной выгодой оборачивается в дальнейшем огромными убытками. Как говорят, скупой платит дважды.

Известно, что многие наши производства были построены в годы первых пятилеток и во время войны, когда проблемой охраны природы никто не занимался. Однако реконструкция обычно связана с остановкой предприятия на довольно длительный срок, которая иногда приводит к тому, что народное хозяйство в течение этою срока не получает необходимой продукции, что тормозит ввод в строй новою экологически безопасного производства. Научно-технические трудности также играют не последнюю роль.

Разработка эффективных методов защиты природной среды часто представляет собой весьма сложную научно-техническую задачу, в особенности это касается химических производств. Прежде всего, надо иметь в виду, что лишь незначительная доля используемых в промышленности химических реакции протекает с количественным выходом и со 100 %-ной селективностью. В подавляющем большинстве случаев наряду с целевым продуктом образуется целая гамма побочных продуктов, утилизировать которые достаточно сложно. Достижение абсолютной безотходности производства обычно невозможно, т. к. для этого требуется бесконечно большая сумма капиталовложений. Поэтому на практике устанавливают некоторый допустимый уровень загрязнений, которому соответствует вполне разумный уровень затрат, необходимых для поддержания концентрации вредных выбросов производств в указанных пределах.

Рассмотрим несколько конкретных примеров, демонстрирующих сложность проблемы обезвреживания отходов.

Из 63 млн т/г. газообразных выбросов примерно 60 % составляют органические вещества (пары растворителей, мономеров, горюче-смазочных материалов) и монооксид углерода. Экономические расчеты показывают, что в тех случаях, когда указанные токсиканты сильно разбавлены воздухом (а таких случаев большинство), их выгоднее всего сжигать, хотя, казалось бы, сорбционная очистка газов от органических примесей предпочтительнее. Однако и процесс сжигания далеко не прост: концентрация органических веществ в вентиляционных выбросах слишком мала для того, чтобы они трели самостоятельно. Приходится использовать каталитический реактор, в котором постоянно окисляется специально подаваемый природный газ и направляемые вентиляционные выбросы очищаются от органических веществ и СО. Таким образом, для решения этой относительно несложной задачи пришлось разработать конструкцию реактора, подобрать эффективный катализатор, оптимизировать кинетические и макрокинетические параметры процесса, а также учесть постоянный и довольно значительный расход природного газа.

Много неприятностей, включая кислотные дожди, доставляет сернистый газ, образующийся при обжиге сульфидов металлов и содержащийся в дымовых газах заводов цветной металлургии. Во многих учебных пособиях можно прочесть, что способ его утилизации состоит в окислении сернистого ангидрида до серного с последующим получением серной кислоты. Этот пример обычно приводят в качестве удачного сочетания двух производств. Однако на практике и здесь возникают препятствия: контактное окисление сернистого газа эффективно протекает только при значительной концентрации его в газовой смеси и при отсутствии каталитических ядов. В то же время дымовые газы содержат относительно небольшую долю сернистого ангидрида (при колоссальных объемах выбросов) и включают широкий набор веществ, отравляющих катализаторы окисления. Здесь могло бы помочь применение озона в качестве окислителя, но он очень дорог. Поэтому до настоящего времени заводы цветной металлургии значительную часть дымовых газов выбрасывают в атмосферу. Чтобы уменьшить эффект локального воздействия сернистого ангидрида на природу, на таких заводах построены очень высокие дымовые трубы. Вредные вещества при этом, разумеется, не утилизируются, а распределяются по большей территории. Локальная концентрация их понижается, но суммарное-то количество не уменьшается и кислотных дождей не становится меньше. Недаром среди специалистов бытует поговорка: «чем выше трубы, тем ниже культура производства».

Выхлопные газы автомобилей могут быть очищены от монооксида углерода, оксидов азота, пол и циклических ароматических углеводородов с помощью гак называемых каталитических нейтрализаторов, представляющих собой трубчатый реактор с керамической насадкой, содержащей катализатор. Этот реактор, близкий по размерам к глушителю, устанавливают на линии выхлопа. Главная трудность, ограничивающая широкое применение каталитических нейтрализаторов в развитых странах, состоит в их высокой стоимости, достигающей 20 % от стоимости легкового автомобиля. Это не удивительно, т. к. В качестве катализатора используют благородные металлы. Тем не менее, в ряде зарубежных стран запрещена продажа автомобилей, не укомплектованных такими нейтрализаторами.

В нашей стране имеются специфические трудности, из-за которых применение нейтрализаторов не возможно по крайней мере в ближайшее десятилетие. Помимо острого дефицита благородных металлов, к этим сложностям относится применение этилированного бензина. Содержащийся в выхлопе свинец быстро и необратимо отравляет катализаторы. Избавиться же от использования свинцовых антидетонаторов мы не можем, т. к. без них нефтеперерабатывающая промышленность не способна обеспечить производство бензинов с требуемым для современных двигателей октановым числом. Также следует упомянуть о необходимости точно регулировать систему зажигания у автомобилей, снабженных каталитическими нейтрализаторами. В противном случае горючая смесь проскакивает на катализатор и возникает пожар. Опытная эксплуатация нескольких автомобилей с нейтрализаторами выявила тупиковую ситуацию в отношении возможности их применения в наших условиях.

Здесь уместно отметить, что широко распространенная в учебной и методической литературе негативная оценка природоохранной деятельности администрации развитых капиталистических государств далеко не всегда соответствует действительности. Так, из книги в книгу кочует рассказ о том, как токийские полицейские-регулировщики вынуждены спасаться от смога в специальных будках, снабженных кислородными баллонами.

На самом же деле в результате использования автомобильных каталитических нейтрализаторов Токио стал одним из наиболее чистых в экологическом отношении крупных городов Земли. Разумеется, и перед капиталистическими странами стоит множество нерешенных пока экологических проблем, но в некоторых вопросах нам следует перенять уже имеющийся положительный опыт.

Наконец, третья причина - это очень низкий уровень химических знаний и общей культуры. Понятно, что для сбережения природы необходимо, чтобы каждый человек, каждый работник, соприкасающийся с промышленным или сельскохозяйственным производством, во-первых, был грамотен экологически и, во-вторых, обладал должным уровнем нравственной культуры. К сожалению, пока мы не имеем ни первого, ни второго. Существенно, что это касается всех ступеней профессиональной подготовки. Достаточно типичны ситуации, когда, например, матрос выливает в море ведро солярового масла, а капитан спускает в порту балластные воды танкера; механизатор ставит свой трактор для мытья в речку, а совхозный инженер направляет стоки откормочного комплекса в водохранилище; аппаратчик химического завода не выполняет предписанный технологический режим, а главный технолог, пользуясь тем, что ночью не работает санитарная служба, дает распоряжение слить отходы в реку.

Часто в пылу горячих дискуссий, свойственных нашему переломному времени, можно услышать, что химия - безнравственная область человеческой деятельности. Это не так: химия, как и любая другая естественно-научная дисциплина, сама по себе не имеет отношения к нравственности. Нравственны или безнравственны люди, занимающиеся этой наукой. Бессмысленно говорить, например, о нравственности органической химии, органического синтеза. Но химик-технолог, планирующий промышленный способ получения того или иного продукта, должен выбрать метод, обеспечивающий наименьший урон окружающей среде. Только в этом случае его можно назвать нравственным человеком.

Таким образом, в экологических бедах человечества виновата не химия, а люди, плохо ее знающие. В возникших условиях задачи повышения химической грамотности общества, привития необходимой химической культуры становятся исключительно важными.

Повышение химической грамотности молодежи должна обеспечить общеобразовательная школа. Улучшение химической подготовки в школе требует безотлагательного решения ряда важных проблем. Первая и наиболее неотложная из них - серьезный пере смотр содержания школьного курса химии, и прежде всего - определение тою базового запаса знаний, представлений и навыков, который необходим каждому культурному человеку, независимо от специальности. Существующий курс химии в общеобразовательной школе нацелен в основном па подготовку к поступлению в вуз и мало увязан с повседневной жизнью, с проблемами, возникающими в обществе, слабо ориентирован на анализ и методы решения проблем экологии [24].

Недостатки существующего школьного курса химии необходимо устранить при разработке новых программ по химии для общеобразовательной школы. Для повышения интереса к химии целесообразно предусмотреть в них приобретение навыков, которые можно было бы использовать в реальной жизни (например, выполнять анализы по содержанию нитратов в консервах и сельскохозяйственных продуктах, анализы соков, конфет и других продуктов на содержание красителей и т.д.).

В существующем школьном курсе химии основной акцент сделан па изучение вещества и гораздо меньше - химических процессов. Усиление внимания к химическим процессам позволит естественным образом увязать важнейшие разделы химии с проблемами, возникающими в обществе (экологическими, энергетическими, продовольственными), сделать их более предметными и конкретными, ввести учащихся в мир проблем современной химической технологии. Скажем, такие разделы, как «Термохимия» и «Строение атома», могут быть тесно состыкованы с вопросами обеспечении потребности в энергии, различными видами энергетических ресурсов; их сравнительным анализом. Разделы «Основания и кислоты». «Растворы электролитов и электролитическая диссоциация» могут включать изучение роли химии в охране окружающей среды, методов утилизации воды, воздуха и солей. Подобных примеров можно привести очень много. Следует подчеркнуть, что в современных условиях программа школьного курса химии должна базироваться на новых принципах - на изучении связи основных химических понятий и законов с проблемами, возникающими в науке, технологии, обществе; на усилении внимания к химическим процессам.

В связи с этим может оказаться полезным опыт, накопленный в других странах. Построенные по новым принципам программы курса химии для общеобразовательной школы и нехимических специальностей колледжей уже появились в ряде стран (так называемая SТS-концепция).

Пример подобной программы был приведен на Х Международной конференции по химическому образованию в 1989 г.

Для усиления интереса к химии и выработки необходимых навыков целесообразно значительно увеличить время, отводимое на выполнение химических экспериментов, т. е. на работу в лаборатории, поскольку эксперимент вносит дополнительную мотивацию к обучению, придает ему более творческий характер. Однако и здесь требуется тщательный пересмотр выполняемых лабораторных заданий, устранение работ, не способствующих развитию интереса к химической пауке, не несущих педагогической нагрузки. Вероятно, следует шире использовать в школьной практике продукцию бытовой химии, с которой учащиеся имеют дело в быту. Следует еще раз подчеркнуть, что приобретаемые в лаборатории навыки должны представлять интерес в плане применения их в повседневной жизни.

Назрела необходимость определенной деидеологизации школьной химии, освобождения се от несвойственных естественным наукам задач. Увлечение идеологическими задачами приводит к тому, что преподаватели оказываются вынуждены использовать в своей работе избыточный объем историк о-химической информации и текущих директивных документов, что подчас вытесняет из школы химию как таковую.

Необходимо существенно повысить, уровень требований к знаниям учащихся. Выпускник средней школы, даже имеющий «тройку» но химии, обязан обладать твердыми и уверенными знаниями базового минимума. Итоговый и промежуточный контроль знаний должен проводиться в письменной форме. Следующая проблема, непосредственно связанная с предыдущей, содержание профилированной (специализированной) подготовки по химии. Эта подготовка должна обеспечить возможность каждому учащемуся полностью удовлетворять свой интерес к предмету, выйти за рамки обязательной для всех базовой программы. Профилированная школа может способствовать развитию химического мышления, привить навыки выполнения основных химических операций, профессионально ориентировать школьников.

В связи с широким использованием химических методов в самых различных областях техники, глубокие знания по химии нужны для многих специалистов - биологов, электронщиков, медиков, металлургов. Обеспечение углубленных знаний по химии для части (но весьма значительной) школьников и должна осуществлять специализированная школа.

Для решения двух отмеченных выше задач - обеспечение базовых знаний по химии у всех выпускников школ и углубленных знаний у части из них необходимы значительное улучшение материальной базы школы, улучшение обеспечения химической посудой, реактивами и всеми нужными приборами. Сегодня сама школа решить эту проблему не в состоянии. Она может быть решена путем объединения усилий школ, вузов, исследовательских институтов и предприятий химического профиля.

Однако еще остаются невыясненными многие вопросы, которые могу быть решены в рамках подобных комплексов. Во-первых, про грамма обучения в комплексах должна быть составлена таким образом, чтобы исключить возможные повторы, перенести часть материала для изучения из вузовских программ в школьные. Отбор информации для включения в программу обучения в комплексе школа - вуз представляет очень важную задачу, которую еще предстоит решить. Имеющиеся программы и учебные планы комплекса пока не учитывают этого. Во-вторых, обучение на младших курсах вуза также должно быть построено с учетом подготовки в комплексе, т. е. студенты, поступившие в вуз из школы и из комплекса, должны обучаться раздельно, по различным планам и про граммам. Вероятно, целесообразно разработать учебные планы комплексов школа - вуз (техникум - вуз), принимая во внимание довузовскую химическую подготовку.

Решение этих и ряда других проблем химического образования неразрывно связано с повышением уровня подготовки учителей химии, сейчас явно недостаточного. Учителей химии выпускают около 100 педагогических вузов, многие из которых не обладают необходимыми кадрами, ресурсной и приборной базой. Программы их подготовки по существу являются несколько урезанными программами соответствующих дисциплин и лабораторных практикумов университетских курсов для химиков-исследователей. Программа подготовки учителей химии требует переработки, т. к. необходимы принципиальные изменения в содержании и методах химического образования.

Свой вклад в комплектование учительскою корпуса должны внести и университеты. Подготовка химиков-исследователей по специальности 2018 «Химия» проводится в 58 университетах с общим планом приема около 6000 человек (эта цифра превышает нынешние потребности страны). Значительная часть из них в силу отсталости материальной базы не может готовить полноценные кадры для научно-исследовательской работы. В то же время многие университеты имеют квалифицированный состав преподавателей и могут способствовать общекультурному развитию студентов, необходимому для подготовки квалифицированных учителей. - Если усилить подготовку выпускников этих университетов по педагогике и психологии, то они могли бы значительно пополнить кадры учителей химии. Раньше объем химических знаний менялся не очень быстро, и существующая система подготовки удовлетворила запросам практики. Новые знания находили свое отражение в про граммах, и система образования позволяла вносить необходимые изменения в содержание обучения. Но за последние 25 лет произошел стремительный рост объема химической информации. Это привело к глубокой дифференциации науки, порождая узкую специализацию в образовании. На границах химии с физикой, биологией, геологией появилось множество научных направлений, которые не вписывались в традиционную схему преподавания. Дифференциация науки привела к неоправданному дроблению специальностей, увеличению их числа, что отрицательно сказалось на общенаучной и профессиональной подготовке химиков-исследователей и химиков-технологов. В современных условиях, когда номенклатура выпускаемых веществ стала быстро изменяться, обучение конкретным технологиям во многих случаях оказалось малоэффективным. Опыт высших школ показывает, что основная тенденция в развитии высшего образования - это обеспечение широкого профиля подготовки. Следует отметить, что на долю химико-технологических вузов из плана общего приема приходится в среднем 40,8 %, на крупные политехнические вузы, имеющие сильные научные школы,- 28,5%, на специализированные планы 5,2 %. Остальная часть приема (30 %) приходится на долю вузов, в которых химические специальности не являются основными и не всегда достаточно обеспечены кадрами преподавателей и материальными возможностями.

Анализ учебных программ, принятых в последние 15 лет, показывает, что включение в них нового материала происходило постоянно, но при этом ничего не исключалось. Это привело к значительной аудиторной перегрузке студентов. В то же время стремительное обновление знаний, быстрые изменения в производстве сделали бессмысленной ставку на запоминание материала и, как следствие, изменили цели образования. Основной задачей образования стало не получение определенной суммы знаний, а развитие химического и инженерного мышления, навыков самостоятельного освоения и анализа новых сведений, умения строить научные гипотезы. Отмеченные изменения требуют и трансформирования характера учебного процесса в вузе. В современных условиях надо делать акцент не на информативность, а на методологию, так, чтобы и студент еще в вузе приучался к самостоятельному получению информации и решению научных и технических задач. Добиться такого изменения характера учебного процесса можно только высвободив значительное время для организации самостоятельной работы студентов. Следует отмстить, что по этому пути идет развитие высшего образования в ряде стран (США, Канада, Япония, Франция). Сравнение динамики учебных планов химических вузов и аналогичных университетов США за последние 30 лет показывает, что в то время, как в США произошло существенное уменьшение аудиторной нагрузки, у нас она изменилась мало и остается заметно выше, чем в американских вузах (26-28 ч в неделю против 19 - 22 ч). Кроме того, в США произошло заметное увеличение доли самостоятельной работы студентов, и она стала основной формой получения знаний.

При примерно одинаковой суммарной недельной нагрузке студентов, равной 50-55 ч, в вузах США доля самостоятельной работы составляет 58 %, а у нас - 39 %. Необходимость серьезного увеличения доли самостоятельной работы студентов представляет одну из важнейших задач к перестройке химико-технологического образования.

Однако эта мера усиления учебной работы студентов практически не требующая никаких материальных затрат, встречает' наибольшее противодействие со стороны преподавателей вузов, которые видят в этом ущемлений личных амбиций и привычного диктата. Убедить преподавателя в необходимости сокращения учебного материала, устранения описательного и второстепенного материала с одновременным выделением ключевых вопросов - очень трудно.

Практика мировой высшей школы показывает, что это - генеральный путь развития вузовского образования, обеспечивающий фундаментализацию общенаучного и общетехнического образования и индивидуализацию обучения с учетом конкретной деятельности. Другого пути в условиях стремительно развивающегося научно-технического прогресса, быстрого роста объема информации просто нет. Характер современного химического производства требует существенной индивидуализации образования. Задачи, которые приходится решать инженеру, сильно различаются в зависимости от конкретного места работы даже в рамках одной специальности и специализации. Например, вопросы, связанные с безопасной эксплуатацией химического оборудования, с предотвращением возможной аварии на химическом производстве, как показал опыт недавнего прошлого, имеют исключительно важное значение для инженеров, работающих на производстве. В то же время для проектировщиков и исследователей крайне важны вопросы экологической безопасности, рационального использования сырья и водных ресурсов и т. д. Иными словами, подготовка инженеров-химиков должна быть я значительной мере ориентирована на характер их будущей деятельности, а следовательно, индивидуализирована. Существующие учебные планы не позволяют в должной мере целенаправленно готовить студента для конкретной сферы деятельности. Даже в новых типовых планах, принятых в 1988 г., в которых Совету вуза оставлен значительный резерв времени, где студенты данной специальности по-прежнему изучают одинаковый набор фундаментальных и специальных дисциплин, отсутствует альтернатива в изучаемых дисциплинах, а доля курсового выбора очень мала (примерно 3 % общею времени обучения).

В ряде стран принят другой метод построения учебных планов, предусматривающий включение в план широкого набора дисциплин по выбору. Например, в вузах США па долю курсов по выбору приходится 600/0 общего учебного времени, т. е. они становятся основой системы обучения, что делает ее очень гибкой. Таким образом, каждый студент получает возможность строить свой собственный учебный план на основе сочетания обязательных дисциплин и курсов по выбору с учетом своих интересов и характера будущей работы.

Новый учебный план предполагает недельную аудиторную нагрузку студента в 28 (24) ч и суммарную нагрузку - 54 ч в неделю. Он содержит 3 группы дисциплин:

. Обязательные для всех дисциплины (общественно-гуманитарные, естественнонаучные, инженерно-химические).

. Дисциплины ограниченного выбора, определяемые специальностью. Сюда входят собственно курсы специальности и специализации, а также дополнительные фундаментальные и инженерные дисциплины, определяемые профилем подготовки. Они выбираются специальной кафедрой.

3. Дисциплины неограниченного выбора - любые из предлагаемого перечня, которые выбирает студент с учетом рекомендации специальной кафедры.

Таким образом, предлагаемый план позволяет очень сильно индивидуализировать обучение в зависимости от профиля (характера) будущей работы, специальности, специализации и интересов студента. Новый учебный план предполагает также значительное сокращение числа экзаменов, что, однако, требует изменения системы контроля знаний.

Существующая система контроля знаний базируется на экзаменационных оценках. Успехи (или неуспехи) студента в процессе учебы и на этапах промежуточного контроля оказывают очень малое влияние на результат экзамена. С введением нового учебного плана будет изменена система оценки знаний. Итоговая оценка по дисциплине выставляется по индивидуальному рейтингу студента, который складывается из результатов выполнения индивидуальных заданий, курсовых работ и лабораторного практикума, а также сдачи экзамена. Вклад экзамена в рейтинг не превышает 40 % от максимального значения; это позволяет исключить практикуемое обычно студентами изучение дисциплины только в период подготовки к экзаменам, когда они получают высокие оценки, а затем быстро забывают приобретенные таким образом знания.

Вся мировая высшая школа в течение последних десяти лет широко использует вычислительную технику в учебном процессе. Это связано прежде всего с развитием микропроцессорной техники и широким набором персональных компьютеров. По существу, персональный компьютер стал непременной частью учебного процесса, орудием повседневной деятельности инженера и исследователя. Для чего нужен компьютер в вузе?

. При наличии соответствующих обучающих программ компьютер избавляет преподавателя от большой части рутинной работы по решению типовых задач, проверки знаний, определений и т. д. С другой стороны, он позволяет студенту самостоятельно изучить некоторые разделы и проверить свои знания.

. Позволяет студенту облегчить утомительную работу по построению различных графиков, составлению отчетов по лабораторным работам и проектам. При наличии систем автоматизированного проектирования сильно облегчает выполнение чертежей и схем.

. Позволяет быстро найти необходимую информацию, а также выполнить все вычисления, которые встречаются в исследовательской деятельности.

В соответствии с изложенным выше в ряде вузов страны проводятся работы по созданию обучающих программ по основным химическим дисциплинам ( «Неорганическая химия», «Органическая химия», «Аналитическая химия»,. «Физическая и коллоидная химия»), а также ряду химических специальных дисциплин («Биотехнология» и «Химия ВМС»). В связи с этим возникает необходимость существенного изменения изучения вычислительной техники в вузе. Необходимо не только обучить студентов выполнению, расчетов (как это делается сейчас), а научить их работать с современными пакетами программ, в частности текстовыми и графическими редакторами, пользоваться. базами данных, составлять свою собственную электронную картотеку и др. Этого пока не учитывают существующие программы курсов.

Для повышения химической грамотности общества требуется и значительное изменение содержания обучения в системе повышения квалификации, существующие формы которой, организация и содержание обучения уже не отвечают современным требованиям. Система повышения квалификации действует в основном в рамках организационных структур, сложившихся в 60-е гг. Это - различные факультеты повышения квалификации и переподготовки кадров. Структура их сформировалась на основе концепции ликвидации дефицита кадров по перспективным направлениям с целью создания кадрового запаса для новых технологических процессов. Однако в большинстве случаев при повышении квалификации и переподготовке наблюдается акцент на решение текущих вопросов предприятий и институтов. Анализ ситуации на местах выявляет, что и на ближайшее время приоритет отдается сиюминутным задачам модернизации и ликвидации узких мест в производстве, т. е. существующие программы не отвечают интересам обучающихся. Статистика показывает, что лишь небольшая часть выпускников химических вузов и факультетов в силу социально-демографических факторов закрепляется на производстве по месту распределения. Поэтому на предприятиях начинают использовать местных жителей, даже если их базовое образование не соответствует профилю работы, т. е. зачастую речь идет по существу об обучении новой специальности, а не о повышении квалификации в рамках полученной в вузе. Эти различные задачи обучения требуют, принципиально разной организации учебного процесса и соответственно разного набора дисциплин, что не учитывается существующими учебными планами. Иными словами, необходима значительная индивидуализация обучения на факультетах повышения квалификации.

Существует целый ряд химических проблем, которые имеют значение и для нехимических отраслей, например: новые источники энергии, новые материалы, физико-химические методы обработки, проблемы экологии. Однако до сих пор им уделяется явно недостаточное внимание практически во всей системе повышения квалификации.

Наконец, нужно сказать еще об одной очень важной проблеме, связанной с химическим образованием, с повышением уровня химических знаний в обществе. Речь идет о хорошо поставленной пропаганде достижений химии и химической технологии среди широких слоев населения, без которой невозможно изменить сложившее сегодня негативное отношение к химии. Для этой цели необходимо привлечь самые различные средства -телевидение радио, печатные издания. В качестве примера можно сослаться па опыт США, где для химической пропаганды с участием крупнейших ученых создан и демонстрируется по телевидению тридцатишестичасовой курс «Мир химии». Для пропаганды достижений химии и для ознакомления с новыми материалами необходимо использовать самые разнообразные выставки товаров народного потреблении, в том числе и те, которые устраиваются в крупных торговых центрах. Химические выставки можно проводить во время различных конференций, привлекая к ним внимание населения.

Задача повышения химической грамотности общества по масштабам важности, значимости последствий затрагивает интересы всей страны и может быть решена только объединенными усилиями работников. народного образования, высшей школы, отраслевых и академических институтов.

Пестициды и охрана окружающей среды

В течение многих веков развития цивилизации главным критерием совершенствования промышленного и сельскохозяйственного производства являлась экономическая выгода, а различные отходы промышленности и сельского хозяйства выпадали из сферы интересов человечества. Отходы выбрасывались в реки, моря, океаны и накапливались на свалках. Это привело к серьезному нарушению биологического равновесия и в ряде случаев к практически полной гибели в некоторых районах земного шара различных живых организмов. Особенно бурное развитие промышленности в период научно-технического прогресса поставило вопрос об охране окружающей среды. В упрощенном виде под окружающей средой (или внешней средой) представляют земную кору с биосферой и космическим пространством, окружающем земной шар и воздействующем на жизненные процессы. В состав биосферы входят все живые организмы, включая животных, микроорганизмы, растения, а также остатки этих организмов, умерших и проходящих различные стадии разложения и превращения в простейшие органические и неорганические соединения. Сюда же относят все сочетания живого и неживого (атмосфера, гидросфера и почва).

В связи с большими загрязнениями от хозяйственной деятельности человека, в наше время серьезно поставлен вопрос об охране окружающей среды [26,27] .

О масштабах и характере загрязнений окружающей среды можно судить хотя бы по таким примерам: ежегодно только от сжигания угля в атмосферу попадает 3000 т ртути, а всего с учетом отходов химических и металлургических предприятий в окружающую среду попадает [28,29] около 10000 т/г. ртути; в 1970 г. в атмосферу над США попало [30] около 170 млн.т различных веществ, а от автомобильного транспорта ежегодно в окружающую среду попадают многие десятки тысяч тонн свинца [31,32].

В последнее время уделяется серьезное внимание изучению загрязнения объектов окружающей среды полихлордифенилами, получившими достаточно широкое применение в качестве пластификаторов, для производства трансформаторов и конденсаторов. Полихлордифенилы способны накапливаться в различных животных, рыбах, птицах и растениях и обладают довольно высокой токсичностью для человека и животных. Так, в рыбе, выловленной в реке Гудзон, содержание полихлордифенилов достигало [33] 350 мг/кг, а в 1974 г. в рыбе Балтийского моря обнаруживалось содержание полихлордифенилов 9,7 мг/кг. Содержание полихлордифенилов обнаружено даже в бройлерах, [34] моркови и в ряде других продуктов. Хотя полихлордифенилы и способны к постепенному метаболизму с образованием гидроксильных производных, этот процесс протекает значительно медленнее, чем для большинства хлороорганических инсектицидов [35] и их метаболитов в присутствии полихлордифенилов возрастает [36,37].

Несмотря на то, что хлороорганические пестициды имеют ряд существенных недостатков, важнейшим из которых является высокая персистентность в объектах окружающей среды, применение их в различных странах продолжается до настоящего времени. В связи с этим продолжается интенсивное изучение поведения различных групп хлороорганических препаратов в различных объектах окружающей среды.

В первую очередь ведется интенсивное изучение поведения ДДТ и его метаболитов [38], аналогов ДДТ [39], мирекса, кепона, эндрина, дильдрина и гептахлора, гексахлорциклогексана [40], токсафена [41], гексахлорбензола, гексахлорофена [42], эндосульфана [43] и др.

Продолжается изучение распространения ДДТ в окружающей среде и действия его на различные виды живых организмов и его биодеградация, в том числе в культуре ткани человека. Установлено, что под влиянием микроорганизмов и в организме теплокровных животных происходит не только дегидрохлорирование и дехлорирование молекулы ДДТ, но и гидроксилирование ароматического ядра. В продуктах метаболизма обнаружены 2-окси и 3-окси -4',4''-дихлордифенилдихлорэтилены и некоторые другие продукты гидроксилирования ароматического ядра.

Интересно отметить, что с упорядочением условий применения хлороорганических пестицидов сократилось их содержание в ежедневной диете человека.

Однако в некоторых странах Южной Америки содержание хлороорганических препаратов в пище достаточно велико, о чем свидетельствует их содержание в женском молоке. При анализе 2900 проб женского молока обнаружено 0,003-5,686 мг/кг молока, а в среднем 0,387 мг/кг, что может представлять определенную опасность для детей. В количествах 0,002-0,012 мг/кг обнаружен гексахлорциклогексан и ДДТ в некоторых продуктах питания в 1973-1975 гг.

Интересно отметить, что метоксихлор и ряд других аналогов ДДТ легче метаболизируют в организме животных и не накапливаются в молоке и жире [39].

Метоксихлор, в отличие от ДДТ, практически не накапливается в подкожном жире и легко выводится из организма животных в виде хорошо растворимых в воде соединений.

Аналогичная картина наблюдается в случае перехода в молоко коров метоксихлора при систематическом поедании его с кормом. Это показывает, что многие аналоги ДДТ могут быть успешно использованы в сельском хозяйстве без ущерба для животных и человека. В данном случае вопрос сводится к разработке простых и экономичных способов их промышленного производства.

В последние годы в связи с накоплением в объектах окружающей среды гексахлорбензола проводятся систематические исследования по его биоконцентрации в рыбе, в воде и почве, в организме животных, а также по его метаболизму. В продуктах метаболизма обнаружены: пентахлорбензол, пентахлорфенол, 2,3,4,6-тетрахлорфенол, 2,3,4,5-тетрахлорбензол, 2,3,4- и 2,4,6-трихлорфенолы, а при фотолизе в метаноле - пентахлорбензиловый спирт и ряд других продуктов.

Большое значение представляют исследования по биоконцентрации изомеров гексахлорциклогексана, в результате которых установлено, что наиболее стабилен β-изомер, который найден в жире человека и в молоке. В связи с этим в сельском хозяйстве целесообразно использование только γ-гексахлорциклогексана (линдана), обладающего наименьшей стабильностью и почти не накапливающегося в окружающей среде. Серьезное внимание в последние годы уделяется вопросу накопления и миграции в окружающей среде соединений мышьяка и ртути [44,45]. Как установлено, соединения мышьяка обладают канцерогенным действием на человека, а соединения ртути способны концентрироваться в водных организмах, что нередко приводит к гибели рыбы. В настоящее время содержание ртути в ряде морских и пресноводных рыб значительно превышает установленный ВОЗ допустимый уровень. В связи с этим разрабатываются мероприятия по сокращению использования ртути в промышленности и в сельском хозяйстве. По экспериментальным данным польских исследователей, использование ртутных протравителей семян практически не сказывается на общем уровне содержания ртути в почве. По данным этих исследователей, систематическое использование в течении 12 лет пестицидов в севообороте не отражается на флоре и фауне почвы и не оказывает отрицательных воздействий на полезных животных.

Говоря о возможном канцерогенном действии, американские исследователи различные химические продукты распределяют на следующие группы:

Фармацевтические препараты 20,8%

Пестициды 17,4%

Промышленные химикалии 15,2%

Металлы 6,7%

Природные продукты 1,6%

Ингредиенты табака 0,8%

Окружающая среда 0,2%

Прочие продукты 31,6%

Следует отметить, что для человека достаточно определенно установлено только канцерогенное действие соединений мышьяка [46]. Для других соединений бластомогенное действие определялось на мышах и некоторых других видах животных, что не может быть перенесено с полной достоверностью на человека. Укажем, однако, что в США, несмотря на все увеличивающиеся масштабы использования различных групп пестицидов, наблюдается тенденция к уменьшению раковых заболеваний. Препараты, в которых подозревается наличие канцерогенного действия или других видов токсичности, могущих вызвать отрицательные отдаленные последствия для человека и объектов окружающей среды, обычно изымаются из употребления и применение их прекращается. В этом отношении особенно жесткие требования приняты у нас и некоторых других странах.

Отметим, что отрицательные отдаленные последствия для человека и животных могут возникнуть и при недостаточно умеренном потреблении некоторых видов углеводов. Так, например, галактоза, глюкоза и ксилоза в определенных условиях обладают катарактогенным действием. В связи с этим можно полагать, что все химические соединения в определенных дозах могут вызывать тот или иной отрицательный эффект, что требует строгого их нормирования не только в пищевых, но и в фуражных продуктах и продуктах жизненного обихода.

Следующим важным классом соединений являются галогенкарбоновые кислоты алифатического, ароматического и алициклического рядов и их различные производные.

Простейшие представители этого класса соединений, такие, как трихлор - и монохлоруксусные кислоты, дихлорпропионовая кислота, обладают низкой токсичностью для теплокровных и умеренной персистентностью в объектах окружающей среды, вследствие чего не представляют опасности. Галогенпроизводные бензойной кислоты (2,3,6-трихлорбензойная кислота и ее производные), наоборот, в почве достаточно стабильны и могут сохраняться в ней длительное время. Вследствие этого масштабы применения 2,3,6-трихлорбензойной кислоты непрерывно уменьшаются, и она постепенно заменяется менее стабильной 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислотой, которая обладает не меньшей гербицидной активностью, но меньшей персистентностью.

Наибольших масштабов достигло применение арилоксиалканкарбоновых кислот, которые широко используются для борьбы с двудольными сорными растениями в посевах хлебных злаков [47]. В связи с этим продолжается изучение их токсичности для различных видов живых организмов и поведения в объектах окружающей среды [48-52].

Наиболее детально изучается поведение 2,4-Д, 2,4,5-Т и родственных соединений [49-51]. Разложение 2,4-Д происходит значительно быстрее, чем 2,4,5-Т, а проникновение этих соединений в нижние слои почвы протекает очень медленно. Эти наблюдения в определенной степени подтверждаются другими исследователями. В качестве промежуточных метаболитов, образующих с веществами растений коньюгаты, обнаружена 2,3-дихлор-4-оксифеноксиуксусная кислота.

Установлено, что некоторые арилоксиалканкарбоновые кислоты при содержании их в пище могут попадать в мясо бройлеров, хотя и в очень небольших количествах. Отмечено также влияние 2,4,5-Т на печень животных, а также небольшой тератогенный эффект, который, по-видимому, связан с наличием в исследуемой 2,4,5-Т примеси тетрахлордибензодиоксина, образующегося в небольших количествах в процессе производства 2,4,5-Т.

Арилоксиалканкарбоновые кислоты обладают умеренной токсичностью для рыб [50].

При соблюдении соответствующих мер применение арилоксиалканкарбоновых кислот в борьбе с сорными растениями в посевах злаков может быть вполне безопасно. Создание же в проточных водоемах концентрации препаратов, опасных для рыбы, мало вероятно.

Однако при авиационных обработках обнаружено попадание пестицидов в водоемы и атмосферу [53].

Одним из наиболее многочисленных классов пестицидов являются органические соединения фосфора, среди которых к настоящему времени насчитывается около 200 различных препаратов, используемых в качестве инсектицидов, акарицидов, нематоцидов, фунгицидов, гербицидов, регуляторов роста растений и бактерицидов [54,55]. Такое обилие фосфорорганических пестицидов связано с наличием у этого класса соединений ряда положительных свойств, важнейшим из которых является способность относительно быстро разлагаться в окружающей среде с образованием простейших веществ или продуктов, легко используемых обитателями почвы.

Несмотря на высокую токсичность многих фосфорорганических пестицидов для теплокровных животных, они находят достаточно широкое применение в сельском хозяйстве. Даже такие препараты, как тиофос и метафос, сравнительно быстро разрушаются в почве за счет деятельности флоры и фауны, гидролиза водой и фотохимического разложения, хотя скорость их разложения и может изменяться в зависимости от типа почв [56-58].

К настоящему времени изучена токсичность для большого числа вредных и полезных организмов самых различных органических соединений фосфора и их метаболизм в различных видах живых организмов [59-60], в том числе карбофоса [59-61], фенофоса, лептофоса [66], фората и диазинона, сумитиона, хлорпирофоса, фоксима, О-этил-О- (4-метилтиофенил)-S-пропилтиофасфата, триазофоса, хиназона, фосфамидона и ряда других соединений. Отмечено, что персистентность фосфонатов в объектах окружающей среды в большинстве случаев выше, чем фосфатов и тиофосфатов, но при наличии в углеводородном радикале, связанном с фосфором, заместителей, разложение таких соединений протекает достаточно быстро [60-69].

Положительным свойством органических соединений фосфора является также наличие веществ с высокой избирательностью действия на полезные и вредные организмы. Из данных [61-71] следует, что некоторые органические соединения фосфора в тысячи раз менее токсичны для полезных организмов, а умеренная персистентность исключает возможность их накопления в объектах окружающей среды. Вторым многочисленным классом современных пестицидов являются производные карбаминовой, тиокарбаминовой и дитиокарбаминовой кислот, [32 - 46] среди которых имеются представители самых различных видов пестицидов. К настоящему времени хорошо изучено поведение в объектах окружающей среды веществ, получивших наиболее широкое применение в сельском хозяйстве, здравоохранении и других областях, в том числе карбарила, альдикарба, кронетона, карбофурана [57-67] и многих других.

Отмечено, что некоторые производные карбаминовой кислоты несколько более стабильны в объектах окружающей среды, чем органические соединения фосфора, но большинство из них разлагается в течении одного вегетационного периода микроорганизмами почвы, растениями и в организме животных [66,67].

Однако карбарил при систематическом употреблении с пищей вызывает у грызунов уменьшение плодовитости вследствие рассасывания плодов. С целью уменьшения опасности образования в окружающей среде нитрозопроизводных- потенциальных канцерогенов предложено использование фосфорилированных по азоту карбаматов.

Разрушение гербицидных эфиров карбаминовой кислоты протекает по гидролитически-окислительному механизму [63-66]. Причем окисление протекает как за счет гидроксилирования ароматического ядра, так и алифатической части молекулы.

Значительно быстрее протекает метаболизм в почве и других объектах окружающей среды производных тиокарбаминовой кислоты, применяемых в качестве гербицидов [66-71]. Обычно период разложения гербицидных производных тиокарбаминовой кислоты в почве продолжается не более одного вегетационного периода, а чаще не более 1 - 2 мес. [67-71].

Значительно более высокой стабильностью в объектах окружающей среды обладают некоторые бензимидазолилкарбаматы, разложение которых на примере беномила и БМК изучено достаточно подробно. Беномил и БМК умеренно токсичны для гидробионтов, но в почве могут сохраняться более 250 дней, а при больших нормах расхода и значительно дольше. Наряду с описанными ранее продуктами метаболизма беномила и БМК, в последнее время обнаружены: 2-аминобензонитрил, о-фенилендиамин, продукты гидроксилирования ароматического ядра и некоторые другие [45-70]. В связи с изложенным следует избегать внесения беномила и БМК в почву в высоких дозах. Аналогично эфирам карбаминовой кислоты протекает разложение и некоторых анилидов карбоновых кислот. Сравнительно быстро происходит распад анилидов карбоновых кислот под влиянием света.

Следующей группой пестицидов, получившей широкое применение, являются производные мочевины, по поведению которых в объектах окружающей среды к настоящему времени накоплен значительный материал. Изучено поведение гербицидных производных мочевины в культуре тканей человека [74,75].

Наиболее стабильны в объектах окружающей среды ароматические производные мочевины типа диурона, которые при больших нормах расхода сохраняются в почве в течение длительного периода. Менее стабильны мочевины - производные гидроксиламина (метурин, линурон, монолинурон и др.). Однако при правильном использовании и соблюдении норм расхода большинство диалкиларилмочевин разлагается в течении одного периода. Но целесообразно чередование гербицидных производных мочевины с другими классами гербицидов, что может полностью исключить их накопление в объектах окружающей среды [72-75].

Большое число исследований посвящено изучению поведения пестицидов различных классов гетероциклических соединений [73-76].

Особенно подробно изучено поведение в объектах окружающей среды производных симм-триазина [74-77], которые широко используются для борьбы с сорными растениями в различных культурах. В связи с наличием в молекуле многих триазинов группировок, способных легко нитрозироваться, изучена биологическая активность соответствующих нитрозосоединений [73], которые оказались сравнительно мало токсичными. Однако в настоящее время персистетентные симм-хлораминотриазины заменены быстро разрушающимися в почве препаратами, что исключило возможность их накопления.

Вопрос о загрязнении окружающей среды пестицидами неоднократно дискутировался в печати различных стран. По этому вопросу было много эмоциональных высказываний, часто основанных на сильно устаревших сведениях и недостаточной осведомленности. Конечно, высокотоксичные и персистентные пестициды загрязняли окружающую среду, особенно при неправильном их использовании. Однако их вклад составлял лишь доли процента от общих загрязнений.

Из изложенного видно, что при правильном подборе ассортимента препаратов и плановом чередовании их применения, накопление пестицидов в окружающей среде практического исключено.

Иллюстрацией этого является увеличение поголовья диких животных в Западной Европе, где наиболее широко используются современные пестициды.

Так, на современной территории ФРГ в 1936 - 1939 гг. было 21000 оленей, 380000 косуль, 342000 фазанов, а в 1974 - 1975 гг. 32000 оленей, 593000 косуль и 1118000 фазанов. Аналогичная картина отмечена и в ряде других стран.

Современное состояние исследований миграции радионуклидов в экосистемах

Интенсивное развитие атомной энергетики, использование радиоактивных веществ в промышленности, приборостроении и других сферах человеческой деятельности привели к загрязнению окружающей среды радионуклидами, многие из которых ранее не встречались в биосфере. Нарастающий прессинг антропогенных воздействий со временем может вызвать дестабилизацию природных экосистем и загрязнение продуктов питания в масштабах, опасных для человека. Перестройка нашего общества, формирование нового мышления подвели науку к необходимости выработки принципиально новых подходов к использованию природных ресурсов. Взаимоотношения природы и общества должны строиться на совершенно иной концептуальной базе: не покорять природу, а жить с ней в мире. Психология сотрудничества человека с природой должна проникнуть во все сферы природопреобразующей деятельности. Загрязнение среды приняло угрожающие размеры, встал вопрос не только о сохранении существующих природных систем, но и о возрождении, восстановлении нарушенных, загрязненных территорий. С особой остротой эта проблема появилась в последние годы в связи с аварией на Чернобыльской АЭС.

Ядерные аварии на АЭС заставили ученых обратиться к изучению последствий этих инцидентов для человека и биосферы в целом. Под пристальным вниманием специалистов оказались прежде всего продукты и отходы АЭС. По данным 1987г., за последние 20 лет ежегодный прирост выработки ядерной энергии составлял 15 % [78].

В то же время многие проблемы устранения отходов остаются нерешенными. К сожалению, прогнозировать последствия загрязнения среды отходами АЭС и другими радиоактивными материалами очень трудно. Миграция радионуклидов различного происхождения в биосфере, наземных и водных экосистемах изучена крайне неодинаково. Достаточно хорошо известны закономерности распределения радионуклидов в океане и земной коре. Состояние и перспективы использования в этих областях подробно анализируется в обзорно-исторической работе [79], где отмечено, что в настоящее время формируется новая наука - ядерная гидрофизика, которая изучает закономерности распространения полей концентрации радио нуклидов в мировом океане. Исследования океана стали систематическими с 50-х гг., когда началось активное загрязнение океанских вод локальными и глобальными выпадениями продуктов ядерных взрывов и отходами атомных производств. Быстрорастущее загрязнение морей и океанов вызвало беспокойство мировой общественности, и в 1963г. Основными ядерными державами был подписан договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой [80].

Однако радиоактивное загрязнение морей продолжается, хотя и более медленными темпами. Так, в последние годы обнаружен высокий уровень радиоактивности у рыб Северного моря, что связывается с поступлением радиоактивного материала из наземных источников ядерных отходов [81].

В настоящее время ученые располагают надежными методами наблюдения за перемещением крупных радиоактивных облаков, образующихся в результате взрывов и аварий. Созданы информационные системы, моделирующие процессы атмосферной миграции масс загрязненного воздуха. Эти модели достаточно объективны и способны выполнять прогностические функции. Некоторые их них используются для расчетов и предсказания последствий чернобыльской аварии, такие, как PATRIC/ARAC, GRID и др. [82]. К настоящему времени налажено картирование загрязненной местности по отдельным радиоактивным элементам, создаются стационары на участках с техногенно повышенным фоном естественной радиации.

Работы по изучению глобальной и региональной миграции радионуклидов после чернобыльской аварии активизировались практически во всех странах, имеющих развитую научную базу и опыт подобных исследований.

Мощность дозы (измеряемая по ионизации воздуха в мкР/ч) составила: в Югославии - 100, в Болгарии - 130, в Польше - 230. Общее количество выпавшего 137CS оценивается американскими учеными и другими западными специалистами в 9,8 - 10.1 ( в 16 степени) Бк. Оценки, сделанные нашими специалистами вскоре после аварии, оказались заниженными в три раза [83].

Таким образом, наши специалисты не смогли даже реально оценить масштабы аварии. В этом случае оперативные прогнозы распространения загрязненных масс воздуха тем более не могут быть надежными [84].

Однако в нашей стране уже имеется опыт подобных происшествий.

Представители "открытой науки" в союзе с "закрытыми ведомствами" работают, изучая последствия чернобыльской и других (локальных) аварий. Но большинство работ по этой теме остаются под грифом ДПС. Казалось бы, секретность минимальная - любой специалист в данной области, осведомленный о тематике работ, после некоторых формальностей может получить доступ к этим материалам. Но этично ли держать свои достижения в тайне от наших соседей после того, как мы полили их земли радиоактивным дождем? И не вернется ли такая секретность к нам бумерангом? Ведь фактически происходит самоустранение части исследователей из мирового сообщества. Правда, часть данных по чернобыльской аварии уже передана в открытую печать, но специфика радиоэкологических исследований такова, что работы на старых радиоактивных следах очень нужны для долгосрочного прогнозирования последствий современного загрязнения. По свидетельству Международной комиссии по охране окружающей среды, зарубежные прогнозы, основанные на данных по выпадениям после испытания ядерного оружия в атмосфере, были эффективны только в региональном масштабе. Печальный опыт Чернобыля зарубежные ученые расценивают как уникальную возможность проследить процессы миграции и накопления радионуклидов в экосистемах малых размеров [85]. В то же время ученые уже имеют опыт многолетних исследований последствий местных аварий. Для создания целостной картины миграции радионуклидов в экосистемах различного масштаба и укрепления доверия со стороны мирового сообщества было бы очень полезно рассекретить всю информацию по этой теме.

Кроме того, устранение части информации из открытой печати нарушает нормальные связи с другими науками. Передача информации о новом знании происходит по основному каналу коммуникации - через научные журналы. На наш взгляд, некоторые данные радиоэкологических исследований заинтересовали бы и специалистов из других отраслей. Со своей стороны, мы попытались компенсировать часть информации, не попадающей в журналы, зарубежными данными..

Открытая печать свидетельствует о неплохом состоянии дел в области изучения перемещений радионуклидов непосредственно после выбросов и загрязнения территории. Гораздо хуже исследованными представляются процессы и факторы перераспределения радионуклидов в дальнейшем, спустя годы. Мало известно о поведении изотопов на уровне основной структурной единицы биосферы - биогеоценоза (БГЦ). А между тем, кроме АЭС, существует множество других источников загрязнения среды радионуклидами. Большинство этих источников локальны: это может быть прибор, находившийся на вооружении пожарных служб, или ампула с радиоактивным веществом, потерянная или выброшенная, и т.д. Радионуклиды способны концентрироваться в удобрениях (таких, как фосфорные, навоз, торф, костная мука), могут содержаться в продуктах сгорания каменных углей. Следует иметь в виду и возможность существования локальных источников радиоактивного загрязнения на местах свалок и захоронений отходов в эпоху "ядерной безграмотности", а в некоторых случаях, и в наше время. Даже если такие источники обнаружены, нельзя ограничиваться их обезвреживанием. В каждом конкретном случае следует исключить возможность миграции и накопления радионуклидов в других элементах ландшафта. Однако плохое знание законов перераспределения химических элементов в экосистемах местного масштаба осложняет решение практических задач локальной дезактивации. Так, например, в печати сообщалось, что в районе, подвергшемся радиоактивному заражению, пытались оздоровить обстановку хотя бы на территории детского сада. Для этого четыре раза снимали грунт и заменяли его чистым, однако значительного улучшения обстановки не произошло [86]. По-видимому, из других участков зараженной местности, геохимически связанных с этой территорией (горизонтальным водным стоком, биогенным переносом, грунтовыми водами и т.д.), возобновлялось поступление радионуклидов. В этом случае меры были бы эффективнее, если бы проводилась очистка системы в целом. Для этого, правда, надо установить границы, выявить эволюционные участки, откуда происходит вынос материала (как наиболее отзывчивые на дезактивационные мероприятия) и аккумулятивные элементы ландшафта. Накопление радионуклидов в некоторых компонентах экосистемы может быть значительным.

Таким образом, действительность требует создания комплексных прогнозных моделей функционирования экосистем "местного" масштаба. Это облегчило бы решение конкретных практических задач и стало бы средством быстрого реагирования на локальные заражения местности. Создание таких моделей относится к компетенции радиоэкологии - науки об экологических последствиях действия ионизирующей радиации на природные системы и о путях миграции радионуклидов. Однако последнее направление испытывает в настоящее время значительные трудности, которые отчасти унаследованы от материнских наук (экологии, почвоведения, радиохимии и др.). Мы постараемся осветить наиболее дискуссионные концепции, подходы к исследованиям для миграции радионуклидов в экосистемах и полученные результаты.

Оценка современного состояния исследований в какой-либо области науки и тенденции их развития имеет значение не только для органов управления наукой, но и для специалистов, работающих в этой области. Адекватное и развернутое представление ученых о своей науке не менее важно, чем грамотное руководство исследованиями. Сигнал об отставании национальных исследований от мирового уровня может послужить стимулом к интенсификации научной деятельности и повышению эффективности труда ученых, независимо от административных указаний.

В области экологии существует прочная традиция ретроспективного анализа развития исследований. Для дальнейшего изучения нашими учеными выбираются те объекты исследований, по которым имеется меньше всего данных в отечественной и зарубежной литературе [87]. Однако оценка познавательной ситуации только по отзывам специалистов имеет ряд недостатков. В частности, она субъективна. Даже общепризнанные авторитеты могут не знать о последних результатах, зарождающихся направлениях и т.д. С этой точки зрения в науковедческих исследованиях на первый план выдвигаются поиск объективной, эмпирической основы анализа развития науки и использование формализованных методов в комплексе с содержательными.

Эмпирическим материалом могут быть как массивы публикаций, так и библиографический аппарат совокупности статей, обзоров, монографий и т.д. Библиография каждой статьи позволяет взглянуть в лабораторию автора, "за кулисы" научной деятельности, в то время как тематическая структура массивов публикаций ничего не говорит о технологии исследований. Методы анализа ссылочного аппарата, по мнению проф. С.Г. Кара-Мурзы [88], нацелены прежде вceгo на выявление той познавательной структуры, в рамках которой работает автор или сообщество авторов. Познавательная структура состоит из трех элементов: научных фактов, методов и концепций. Это та основа, которая и определила технологию исследований, объединяет ученых в исследовательские сообщества. Ссылочный аппарат совокупностей статей характеризует познавательную ссылку групп авторов журнала, сборника и т.д. Как правило, каждый научный журнал или сборник статей имеет свое "лицо", определяемое пристрастиями и взглядами редакционной коллегии, поэтому группа авторов издания представляет собой не случайное объединение, а сообщество, сцементированное общей технологией исследования, общими принципами интерпретации данных, т.е. познавательной основой. Обобщенные показатели ссылочного аппарата издания дают представление о крупных элементах социокогнитивной структуры наук. Информативным диагностическим показателем является возраст ссылок в совокупности статей журнала. Преобладание ссылок более ранних лет свидетельствует о том, что при про ведении своих исследований и обсуждений результатов авторы журнала ориентируются на "старую литературу" и в меньшей степени - на литературу последнего десятилетия [89]. Игнорирование последних достижений, новых методов и концепций является тревожным признаком, если эта тенденция свойственна не мировой науке в целом, а только лишь отдельному национальному сообществу. Это сообщество рискует оказаться в аутсайдерах, используя источники, утратившие в глазах других ученых свою актуальность.

В настоящее время система цитирования в науке стала объектом углубленного изучения. В Институте научной информации США ежегодно выпускается справочники по цитированию: "Science Citation Index", содержащий данные по цитированию работ отдельных авторов; "Citation Report" - по цитированию журналов; "Index to Scientific Rewiew" - по ссылочному аппарату обзоров и др. По современным оценкам, количество периодических научных изданий в мире достигло 25 - 1 00 тыс. (расхождения в цифрах вызвано различными критериями определения "научный журнал"), и число их с каждым годом растет. В результате всеобщий объем информации становится доступным все меньшему числу специалистов [90]. Поэтому умелое использование вторичных источников информации может снять остроту проблемы доступности информации, порожденную ее переизбытком и рассеянием по разным изданиям. "Science Citation Index" (SCI), кроме того, может дать информацию и о лидерах в мировой науке, наиболее авторитетных научных журналах и другие сведения о познавательной ситуации.

Однако SCI обрабатывает всего несколько тысяч журналов. Кроме того, многие работы по радиоэкологии печатаются не в научных журналах, а в отчетах лабораторий, в трудах экспериментальных станций и т.д. А эта категория литературы не обрабатывается в системе SCI. Поэтому мы использовали и другие источники информации, в частности, ссылочный аппарат ряда обзоров, который обрабатывался нами вручную.

На современном этапе развития радиоэкологии основной формой изложения последних результатов являются обзоры. Крупными научными центрами многих стран создаются специализированные базы данных по радиоэкологии и загрязнению окружающей среды. Они нужны не только для непосредственного информирования потребителя, но и для периодической "инвентаризации знания", написания обзоров и некоторых библиометрических исследований. В нашей стране создание таких баз данных становится насущной необходимостью, тем более, что в последнее время радиоэкология испытывает значительные теоретические трудности, связанные с методическими особенностями различных национальных школ.

В этой ситуации ученые - представители какой-либо одной школы могут пренебрегать информацией, публикуемой авторами другого методического направления. Специализированные базы данных в этой ситуации могли бы стать системами слежения за развитием зарубежных радиоэкологических исследований, даже если они идут в разрез с признанными в наше стране подходами и принципами.

В настоящее время начинает формироваться собственная теоретическая база радиоэкологических исследований, выявляются существенные разногласия, которые в дальнейшем могут затормозить развитие науки. Методология исследований при изучении природных систем является главным регулятором выбора предметов, тем и методов изучения. В настоящее время наука не располагает средствами обнаружения и описания всех процессов, элементов и функциональных связей в экосистемах. По-видимому, экосистемы еще долго будут оставаться для человека "черным ящиком" и изучение будет строиться по схеме: вход - "черный ящик" - выход [91]. Естественно, что поступление химических элементов и их возраст отслеживаются сравнительно легко. Другое дело - разложить экосистемный механизм на составляющие, заглянуть внутрь системы, познать законы ее жизни. В настоящее время при описании экологических систем наука идет по пути постепенного преодоления неопределенности. Вполне объяснимо, что структуру исследований и подходы к изучению экосистем определяют теоретические построения, предварительные представления об устройстве и движущей силе функционирования природных систем.

Цитирование в области радиоэкологии

Подходы к изучению миграции радионуклидов. Поскольку основным инструментом изучения экосистем остается моделирование, специфика национальных исследований заключается в типе модели, используемой исследователями. Основная масса данных накоплена лишь по некоторым из них. Большинство зарубежных исследований посвящено накоплению радионуклидов культурными растениями: 60 % всех ссылок в зарубежных обзорах приходится на работы по этой теме, 20 % - по распределению радионуклидов в почве, 4 % - по загрязнению наземной части растений. Остальные источники содержат сведения по передаче радионуклидов различными группами почвенных организмов. В нашей стране основное внимание уделяется роли животных в миграции радионуклидов в естественных БГЦ (40 % ссылок) и загрязнению растений в природных и сельскохозяйственных системах (30 % ссылок).

Специфика некоторых радиоэкологических школ довольно отчетливо прослеживается в наиболее употребляемых в названиях статей терминах, выявленных по справочнику SCI. Мы разделили все часто встречающиеся слова - ключевые слова - на три группы по частоте совместного упоминания. Строгая количественная оценка не производилась по уже упомянутой причине неполного отражения радиоэкологической литературы в SCl. Первая группа ключевых слов свидетельствует о попытках систематизировать накопленные данные. Так, например, за рубежом (в частности в США) создаются информационные системы, построенные на балансовом принципе. Это динамические модели пищевых цепей в агроэкосистемах, созданные для накопления и обработки данных многолетних радиоэкологических опытов. Такова, например, модель, предложенная американским ученым Ф.В. Викером и Т.Б. Кирчнером [92]. По мнению этих ученых, такие модели позволят предсказывать миграцию различных радионуклидов в экосистемах на основе выявленных закономерностей. Однако отдельные элементы описанных моделей недостаточно детализированы. Выделяется, например, "поглощение радионуклидов наземными животными", но не учитывается поглощение почвенной фауной и Т.д. Кроме того, родоначальницей многих подобных моделей является теория иерархической трофической структуры (пищевых цепей) экосистем, в которой центральное место принадлежит потоку энергии. Создатель этой концепции Р. Линдман [93] основным каркасом, организующей силой экосистем считал энергию. Поэтому изучал только поток энергоносителей (полисахаридов, липидов и т.д.). Другая же составляющая питания - пластические вещества (белки, аминокислоты) - считались второстепенной, повторяющей потоки энергоносителей. Именно эти обстоятельства заставили наших ученых обратиться к разработке альтернативной теории (третья группа ключевых слов).

А.Д. Криволуцкий с соавторами предлагает новый подход к типологии трофических целей, основу которого составляют достижения многочисленных радиоэкологических исследований. Принципы этого подход заложены новой наукой - трофологией, создателем которой является акад. А.М. Уголев [94]. Эта концепция подробно изложена в ряде работ [95,87]. Мы приведем лишь наиболее важные ее положения.

) Установлено, что основными лимитирующими факторами в экосистемах являются запасы азота и фосфора. Эти элементы предлагается назвать экогенами, в отличие от других биогенных элементов, которые не являются организаторами экосистем и регуляторами потоков всех элементов, в том числе радионуклидов. По-видимому, именно белок является организатором трофических цепей. Как правило, энергоносители, связанные с растительной пищей, в экосистемах находятся в избытке, тогда как запасы белка ограничены. Круговороты азота и фосфора практически замкнуты в ненарушенных экосистемах и могут служить универсальным критерием выявления реальных автономных БГЦ.

) Определены роль и место микроорганизмов в питании животных. Микрофлора присутствует в субстрате, в кишечнике экскрементах. Микроорганизмы являются основными поставщиками белка и аминокислот, фосфора и, отчасти, калия для животных. Фитофаги и фитосапрофаги, потребляющие живые и мертвые растительные ткани, пополняют запасы белка за счет микроорганизмов пищевого тракта, которые не обязательно должны быть симбиотическими. Частным случаем использования микробиального белка в питании является копрофагия (поглощение экскрементов). Экскременты обогащены микрофлорой, которая минерализует органическое вещество и является источником азота для животных. В почве микробиальное звено существует и в виде "внутренней" пищевой цепи, когда микроорганизмы пищевого тракта воздействуют своими ферментами на субстрат, высвобождая и минерализуя азотистые соединения. Второй путь - поглощение микроорганизмов из внешней среды, независимо или вместе с переработанным субстратом. Таким образом, микробиальное звено является дополнительным барьером на пути миграции радионуклидов. Проиллюстрируем это примером.

В опытах с дождевыми червями при содержании их в загрязненной почве измерялась ассимиляция радионуклидов. В начале опыта отмечалась быстрая ассимиляция изотопов дождевыми червями. При переходе их к потреблению собственных копролитов (экскрементов), богатых микрофлорой, ассимиляция радионуклидов снизилась [96].

Вторая группа ключевых слов характеризует еще один путь решения проблемы многофакторности экосистемного круговорота элементов, разрабатываемых за рубежом. На VI Международном коллоквиуме по почвенной зоологии французский ученый М.Б. Буше высказал сомнение в объективности традиционной энергетической модели экосистем. Экологические исследования, основанные на этой модели, он назвал параэкологией. Средством преодоления несовершенства этой модели, по мнению ученого, могло бы стать изучение действительных явлений в почве, а не выбранных авторами для исследований на основе своих теорий, не всегда совершенных [97]. Иными словами, надо во всей полноте изучать реальные процессы, происходящие в почве. Но чтобы элиминировать множество взаимовлияющих связей, зарубежные ученые начали с вычленения одиночной или двойной связи из экосистемы и изучения ее в лабораторных условиях с максимально возможным воспроизведением природных условий [98]. Последующие работы критика классической концепции Буше являются примером шагов в этом направлении [99].

Преимуществом такого подхода по сравнению с подходом наших ученых является дифференциация групп почвенных микроорганизмов на грибы и бактерии. В отличие от бактерий, грибы часто являются антагонистами почвенных животных. В опытах в условиях простого лабораторного "микрокосмоса", было обнаружено, что баздомиценты продуцируют летучие вещество, смертельное для коллембол [100]. При прохождении через кишечник животных бактериальная микрофлора активизируется, грибная - угнетается. Установлено, что в некоторых случаях грибы могут полностью отсутствовать в образцах экскрементов личинок орибатид (до 14 % образцов) [101].

Специальных радиоэкологических исследований, посвященных грибам, крайне мало. Предполагается, что грибы могут играть важную роль в миграции 137Cs: в их золе содержится до 45 % К - аналога цезия. Содержание 134Cs в грибах, по данным М. Виткампа, может в 2,7 - 26,8 раз превышать его содержание в листовом опаде [102]. К. Кромак указывает, что некоторые грибы концентрируют в своих тканях кальций в значительных количествах [103] и следовательно, могут способствовать миграции Sr по пищевым цепям. Г. Олбкинк и Т.В. Купер сообщают, что во многих видах грибов через 2 - 2,5 г. после чернобыльской аварии увеличилось в 10 - 40 раз содержание 137Cs- 134Cs [104] .

Исследования, посвященные другим группам почвенной биоты, практически единичны. Учет различных функций этих групп в БГЦ, по-видимому, не позволяет ограничиваться изучением микроорганизмов в целом, как это делают наши исследователи. Грибы, хотя и являются источником азотного питания в экосистемах, не играют такой роли в пищеварении животных, как бактерии, а значит на них нельзя переносить закономерности бактериально-животных взаимоотношений.

Таковы основные различия теоретических подходов представителей разных национальных школ. На наш взгляд, развитие экспериментальных исследований и возникшие проблемы в этой области во многом связаны с трудностями становления теоретического аппарата новой науки. В свою очередь, выбор пути преодоления теоретических трудностей определяется наличием технических средств.

Экспериментальная радиоэкология. Периодическая литература в области радиоэкологии. Цитирование отдельных работ по радиоэкологии, по данным SCI (1980 - 1984 гг.), в сравнении с близкими областями знаний очень низко. Например, работы радиоэкологической тематики цитируются в 2 -3 раза меньше, чем работы тех же авторов по почвенной зоологии. По-видимому, это связано со слишком широким фронтом исследований и узким кругом специалистов. В настоящее время за рубежом регулярно публикуется около 100 авторов-радиоэкологов. В нашей стране - около 30. В области почвенной зоологии за рубежом работает около 150 специалистов высокого уровня. Но в этой области существуют устойчивые и компактные сообщества ученых. Работы каждого из сообществ характеризуются сходными ссылочными аппаратами, т.е. существует устойчивое цитирование и социтирование (упоминание двух работ в какой-либо третьей) определенного круга публикаций (ключевых документов кластера), на которые опираются современные исследователи. В области радиоэкологических исследований сложилась иная ситуация. Мы попытались выявить наиболее цитируемые работы по миграции радионуклидов в экосистемах и столкнулись с отсутствием какого-либо набора "Ключевых" документов. Высокого и устойчивого цитирования удостаиваются лишь крупные монографии, справочники и т.д. Не было обнаружено и устойчивого социтирования какой-либо пары работ в статьях современных авторов. Документальная база исследований миграции радионуклидов в настоящие время представляется бесструктурной, в ней отсутствуют концептуальные связи между ключевыми документами.

Необходимо отметить тематическую стабильность исследовательских фронтов по почвенной зоологии, выделенных при обработке данных SCI в отдельном выпуске "Index to Scientific Rewiew" (ISR). Исследовательские фронты - это кластеры работ, т.е. документальная база современных исследований, содержащая наиболее цитируемые работы и связи между ними, выраженные с социтировании. Исследовательские фронты в области радиоэкологии, напротив, крайне неустойчивы. Так, в 1984 г. был выделен кластер "поглощение радиоактивных веществ в наземных экосистемах", в 1985 - 1986 гг. исследовательские фронты не выделяются, в 1987 г. появляется кластер "аккумуляция плутония и других радиоактивных материалов в морях". В 1988 г. - "геохимия 234U, 238U, их отношение и активность в подземных водах, естественная миграция радионуклидов, изотопы тория". Тематика, как мы видим, может резко меняться от года к году. По-видимому, в сложившейся ситуации проявляется динамичность всех трех элементов познавательной основы: фактов, методов, идей. В совершенствовании теоретического аппарата мы оказались выше. Методы радиоэкологических исследований также интенсивно развиваются, причем каждая национальная школа использует свой набор технических познавательных средств. В Швеции - это различные "микрокосмы" - лабораторные микроэкосистемы, в которые вносятся небольшие количества радионуклидов для наблюдения за их передвижениями. У нас в основном полевые опыты с применением значительных количеств радиоактивных веществ.

Кроме того, изучение миграции радионуклидов проводится с разными целями. С одной стороны, радионуклиды используются в качестве меченных атомов как вспомогательные средства в различных биологических других подобных опытах. В этом случае радиоэкологические данные являются побочным продуктом эксперимента. В других опытах основное внимание уделяется собственно миграции радионуклидов. Естественно, различные цели исследований предполагают разные познавательные основы.

За рубежом при изучении миграции радионуклидов по почвенному профилю используется метод лабораторного измерения сорбций в различных условиях экстракции при прохождении экстракта через почвенные колонки [105]. К.Л. Бокок [105] указывает на ограниченность этих опытов, т.к. для установления химического равновесия между твердой и жидкой фазой почвы необходимо длительное время. В природе колебания доступности радионуклидов растениями и экстрактантам могут наблюдаться спустя годы после внесения радионуклидов в почву, поэтому нельзя экстраполировать закономерности, полученные в лаборатории, на природных условиях. Таким образом, полевые опыты являются качественно иным методом, отличающимся от лабораторных экспериментов.

Актуальная основа радиоэкологических исследований также очень динамична. Плохая изученность радиоактивных элементов, а в настоящее время хорошо изучены только 16 наиболее распространенных радионуклидов, создается условия затухания некоторых тем, перехода к другим направлениям, возвращения к старым и т.д.

Таким образом, предметная ориентация радиоэкологических исследований очень динамична, и ссылочный аппарат публикаций, естественно, отражает эту динамику. Поэтому за основу анализа был взят библиографический аппарат ряда обзоров. Мы попытались оценить возраст работ, представляющих интерес для радиоэкологов и являющихся базой современных исследований.

В образах 1978 г. максимум цитирования приходится на работы, опубликованные в 1965 - 1969 гг. В обзорах 1982 - 1988 гг. наблюдается уже два максимума цитирования: сохраняется устойчивое понимание работ 1965 - 1969 гг. и добавляется новый пик цитирования более поздних работ 1975 - 1979 гг. За промежуток времени между двумя группами обзоров в 5 - 10 лет пик цитирования сместился также на 10 лет. Это может означать, что вторая половина 60-х гг. была весьма продуктивной в развитии радиоэкологических исследований. Возможно, этот период был промежуточным этапом обобщений и систематизации полученных ранее данных. Накопленный в те годы запас знаний не потерял своего значения и 20 лет спустя. Актуальность работ 60-х гг., по- видимому, обусловлена многочисленностью предметов исследований, разнообразием явлений (т.е. фронт исследований слишком широк для небольшого числа специалистов).

Библиография обзоров взята из наиболее крупной зарубежной сводки по радиоэкологии [106]. Это работы в основном американских ученых. Наиболее продуктивными годами остаются 6О-е. Очевидна и смена тематики. Переход к другим объектам исследования также мог способствовать сохранению значимости работ 60-х гг. в обзорах 1982 - 1988 гг. больше всего ссылок приходится на работу наших ученых за период с 1970 по 1975 гг. и на работы иностранных авторов самого продуктивного пятилетия 1965 - 1969 гг. Однако новый багаж знаний, активно используемый зарубежными ученым, как будто игнорируется нашими исследователями.

Склонность цитировать преимущественно свои работы проявляется и в статье наших авторов, публикуемых в международных изданиях: от 80 до 97 % ссылок приходится на отечественные работы. В обзорных работах, опубликованных у нас, этот показатель равен 61 %. Причиной преимущественного цитирования работ отечественных авторов, а чаще всего самоцитирования, обычно является различие познавательных основ отечественных и зарубежных сообществ. В данном случае на лицо существенная разница теорий. Наши ученые предлагают новую концепцию экосистемного круговорота веществ, как уже упоминалось ранее. Но в беседах со специалистами выяснилось, что техническая база научных исследований у нас значительно отстанет от зарубежной. В условиях низкой технической оснащённости недостаток материальных ресурсов, по мнению проф. С.Г. Кара Мурзы, может быть компенсирован теоретической идейной проработкой исследований [107]. Это и произошло в нашей национальной школе.

Однако представим, что концепция наших ученых не будет восприняты зарубежным сообществом. В этом случае можно просто перестать понимать друг друга, т.к. будет использоваться совершенно разная терминология. Это, конечно, крайний случай. Но такая возможность не исключена, особенно если принять во внимание недостаточное использование нашими учеными зарубежных литературных данных последних лет. В настоящее время существует международное разделение труда: наши ученые разрабатывают направление, которое не дублируется мировым сообществом, и их работы охотно публикуются зарубежными издательствами. Это положение может быть прочным только в том случае, если в структуре исследований будут иметься ячейки, аналогичные зарубежным, хотя бы в латентном состоянии. Такие ячейки могут стать базой будущих крупных разработок и местами соприкосновения, коммуникационными каналами с зарубежными исследованиями. Для полноценного научного сотрудничества важно не только сохранить лицо национальной школы, развивать традиции, но и быть в курсе последних событий на мировом научном фронте.

Можно видеть, как мало статей публикуется практически по всем проблемным областям радиоэкологии. Многие направления исследований, развивающиеся за рубежом, не находят отражения в журнале. Создается впечатление, что по сравнению с огромным интересом к миграции радионуклидов в других странах, у нас этой проблеме не уделяют должного внимания.

Проведенный анализ и опросы специалистов свидетельствуют о том, что радиоэкология в настоящее время не является монолитной наукой. По- видимому, только начинают складываться основные методологические центры, на основе которых в будущем могут сформироваться устойчивые кластеры. Идет наработка материала, кристаллизация теорий, дифференциация направлений.

Перспективы развития исследований миграции радионулидов

Основная масса результатов радиоэкологических исследований касается лишь некоторых звеньев миграции радионуклидов. Большинство работ посвящено агроэкосистемам, в основном - накоплению радионуклидов культурными растениями. Несколько хуже изученных естественные биогеоценозы. Комплексный подход в области исследования процессов, протекающих в системе почва - культурные растения, только начинает формироваться. Расширяется круг рассматриваемых факторов, уточняются количественные характеристики. В настоящее время радиоэкологи перешли к созданию математических моделей. И хотя в этих моделях учитываются только суммарные показатели (поступление радионуклида, накопление растениями в своих тканях и т.д.), сам по себе этот шаг к аксиоматизяции означает, что радиоэкология выходит на новый уровень своего развития.

Отечественные радиоэкологические исследования отличаются от зарубежных прежде всего своим теоретическим аппаратом. В то же время на развитие исследований у нас в стране оказывает влияние и техническая отсталость, несовершенство методов. У нас по-видимому, не изучаются взаимоотношения различных групп почвенных микроорганизмов. Возможно результаты зарубежных исследований в этой интенсивно развивающейся за рубежом области не стоит дублировать у нас в стране в полном объеме. Однако следить за развитием зарубежных исследований и использовать их для дальнейшего совершенствования теоретических моделей необходимо. В этих целях можно было бы учесть мнения экспертов и создать уже при существующих лабораториях небольшие группы, которые контролировались бы некоторые направления зарубежных исследований. В их обязанности входило бы и наблюдение за созданием и совершенствованием методического обеспечения на основе отечественных и зарубежных разработок.

Радиоэкология находится на этапе разработки своих собственных познавательных средств. Возможно, использование теоретических достижений таких наук, как почвоведение и биогеохимия, в будущем будет способствовать этому процессу. Пока же представления разных дисциплин о строении и функционировании различных природных систем слишком разрознены. Кроме балансовых моделей экосистем [108], разрабатываются информационные модели, построенные не по схеме "доход - расход", а по иным принципам [109].

По-видимому, в целях укрепления связей наук биосферного класса будет целесообразным продолжить начатую работу по выработке единой терминологии, что помогло бы развитию экспериментальных исследований, и сделало бы более вероятным участие в радиоэкологических проблемах представителей других дисциплин - микрологов, альгологов, почвоведов и т.д.

Миграция радионуклидов в биосфере является многодисциплинарной проблемой, а по мнению специалистов по охране природы, к таким проблемам должен осуществляться междисциплинарный подход[110]. Таким образом, основной задачей радиоэкологов остается разработка общего языка, понятного всем специалистам. Преимущественное использование чисто экологической терминологии затрудняется взаимоотношения с другими науками, в частности с почвоведением. Сельскохозяйственные науки так же имеют свой теоретический аппарат и, главное другую цель: исследовать лишь одно звено миграции радионуклидов - накопление их растениями и дальнейший их транспорт по сельскохозяйственным цепям. По-видимому, радиоэкологии в целом не следует ориентироваться только на эти, хотя и очень важные, цели. Необходимо связать воедино данные по круговороту элементов в естественных биогеоценозах и в агроценозах, а также выявить специфику последних.

Литература

1. Statistical Abstract of the United States., Ed. 108. Washington D.C. US Dept. of Commerce, 1988. P.34-36.

1. Современные Соединенные Штаты Америки. Энциклопедический справочник. М.: Политиздат, 1988.378 с.
2. Зарубежные страны. Статистический сборник. М.: Финансы и статистика. 1988. С.29-35.
3. Nadir. Aussenhand, 1988. V. 51, №160, P. 8-11.
4. Народное хозяйство СССР в 1988г, Статистический ежегодник. М.: Финансы и статистика, 1989. 394 с.
5. Proctor S. I. Inst. Chcm. End. Symp. Ser. 2m 1987. N 60, P. 271 -279.
6. Коновалов В. Науки и мерки истины. Известия. 1 989, 5, февраль.
7. Фридляндер И. Нержавеющие стереотипы мешают внедрению материалов. Известия 1989, 21, февраль.
8. Голубева И. Мировая экономика и международные отношения, 1987, №7, с. 150, №7, С. 150-153

10. Washington D. С. Profiles-Chemistry; human resources and funding. Special Report NFS 87- 307.: 1987. P.25-32.

. Тенденция развития крупных направлений научно-технического прогресса в промышленно развитых странах. Обз. Инф. М.: ВНИИПИ, 1989. С.35-47.

1. Галаган А. И. Подготовка и использование инженерно-технических кадров в США. М.: НИИВШ, 1985. С.35-39.
2. Галаган А. И. Инженерное образование в развитых капиталистических странах. Вестн. высш. школы, 1985, № 6, С. 74 - 77.
3. Осанова А. Подготовка инженерно-технических кадров во Франции. М.: НИИВШ, 1988. С.1 1-22.
4. Horting H.-P. Inst. Chem. Eng. Symp. Ser. 2, 1987, N 60, P.5-11.
5. Ferry J.H. Viskoelastic properties of polymers. London. 1986. P 307-321
6. Holmes L.A. Chen. And Eng. News, 1987, V. 65. N 43, P.34-36.
7. Dzeval V.E. Chem. Educ., 1988, V. 65, N 1, P. 1,3- 5.
8. Cillham Chem. And Eng. News, 1986, V. 64 N3, P. 56-57.
9. McGregor E. B. Public Administration, 1988, V. 48, N 6, P. 942.

21. Лисичкин Р.В. Химия в школе. 1989, № 4, С.6-13.

. Аргументы и факты, 1989, №14 С.2-4.

23. Jerkins F. Abstracts of X-th International Conference on Chemical Education. Waterloo (Canada): 1989. V.3. P.34-36,

. Концепция химического образования в средней школе (проект). М.: ВНИК «Школа» 1989, Т.2. №4. С.37-41.

. Гонтарев Б.А. Вести высшей школы, 1987, №2, С.82-85.

. Ананичев К.В. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. М.; Прогресс. 1974. 168с.

. Мельников Н.Н., Волков А.И., Короткова О.А. Пестициды и окружающая среда. М.; Химия. 1977. 240 с.

. Lockeretz W. Air and Soil Pollut. 1974. V.3. 179p.

. Loraine J.A. Med. Lab. Technol. 1974. V. 31. 97 p.

. Paciga J., Roberts Т., Michael J. Environ. Sci. and Technol. 1975. V. 9. 1141p.

. Harrison R.M., J. Air. Pollut. Contr. Assoc. 1976. V. 26. 585 p.

. Ahmed K. Environmet. 1976. V. 18. № 2. 6 p.

. Hansen Z.J. J. Agr. Food Chem. 1976. V. 24. 256 p.

. Moza P., Weisgerber I., Klein W. J. Agr. Food Chem. 1976. V. 24. 881 p.

. Allen J. R., Carstens Z.A., Abrahanson. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1976. V. 4. 404 p.

. Greichus Y. A. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1975. V. 3. 303 p.

. Wilson A. J. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 15. 515 p.

. Remolds P. J., Zindahi 1. Z.,Cecil H. C. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 16. 240 p.

. Belond F.A. J. Agr. Food Chem. 1976. V. 24. 625 p.

. Plimmer J. R., Klingebiel N. I. J. Agr. Food Chem. 1976. V. 24. 277 p.

. Mehendall H.M., Fields M.F., Matthans H.B. J. Agr. Food Chem. 1975. V. 23. 261 p.

. MacNeil J.D., Kichi M.H. J. Agr. Food Chem. 1976. V. 24. 32 p.

. DeFellippis Z.F., Pallaghy C.K. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 15. 316 p.

. Benson W.W. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 15. 564 p.

. Kraybill H.F., Richardson H.Z. Bull Soc. Pharm. Environ. Phatologyst. 1973. №4. 18 p.

. Чкаликов Д.И., Соколов М.С. Гербицидное действие 2,4-Д и других галлодфеносикислот. М.; Наука. 1973. 213 с.

. Plumb T.R., Notris L.A., Momtgomery. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1977. V. 17. 1p.

. Mohamed G.M., Hague R. Chem. Technol. 1976. V. 6. 62 p.

. Kan C.A., TuinstraL.G. J. Agr. Food Chem. 1976. V. 24. 772 p.

. Strange J.R., Allred P.M., Kerr W.E. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 16. 674 p.

. Harper D.B. Chlorodioxins - Origin and Fate. Washington. ACS. 1973. V. 5. 23 p.

. Фёдорова Л.М., Бирюкова С.А. Труды Узб. НИИ санитарии и гигиены и профзаболеваний. 1976. Т. 10. С.102.

. Журавская С.А. Основы применения химических средств защиты хлопчатника от вредителей. Ташкент. Фан. 1976. 296 с.

. Мельников Н.Н. Химия и технология пестицидов. Москва. Химия. 1974. 198с.

. Doubert K.H., Gray R.S. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1976.V. 15. 613 p.

. Kishk F.H. J. Agr. Food Chem. 1976. V. 24. 305 p.

. Wolfe H.R., Armstrong J.F. Arch. Erviron. Contain. Toxicol. 1975. V. 3. 257 p.

. Cook G.H., Moore J.C. Coppage D.I. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 976. V. 15. 547 p.

. Dese I. Arch. Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 3. 410 p.

. Lee P.W., Fukuto T.R. Arch. Erviron. Contam. Toxicol. 1976.V. 4. 443 p.

. McKellar R.L. Agr. Food Chem. 1976. V. 24. 708 p.

. Invil G.W., Bull D.I., WitzelD.A. Agr. Food Chem. 1976.V. 24. 147 p.

. Bock R., Fhier W. Pest. Sci. 1976. V. 7. 307 p.

. Волков А.И. Химия в сельском хозяйстве. 1976. Т. 14. № 4. С. 60.

. Locke R.K. Arch. Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 4. 60 p.

. Nye D.E., Hurst H.E., Dorogn H.W. Agr. Food Chem. 1976. V. 4. 60 p.

. Anderson J.P.E., Dowson K.H. Arch. Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 4. 51p.

. Helweg A. Pest Sci. 1977, V.8. 31 p.

. Conton J.H. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 16. 214 p.

. Смирнова Е.В., Степанова Е.Н., Коновалова Л.В. Химия в сельском хозяйстве. 1976. Т. 14. № 9. С. 75.

. Kato Y. Bull Erviron. Contam. Toxicol. 1976. V. 16. 546 p.

. Simsiman G.V., Daniel T.C. Chesters G. Res. Rev. 1976. V. 62. 131 p.

. Khan S.U., Foster T.S. J.Agr. Food. Chem. 1976. V. 24. 768 p.

. Webster G.R., Reimer G.G. Pest. Sci. 1976. V. 7. 292 p.

. Волков А.И. Химия в сельском хозяйстве. 1975. Т. 12. № 3. С. 921.

. Короткова О.А. Химия в сельском хозяйстве. 1975. Т. П. № 13. С. 864.

. Евтеев С.А., Перелет Р.А. Наше общее будущее. Доклад МКОСР. Прогресс, 1989, С. 174-191.

. Ильина Т.Д. Ядерная физика о науках о Земле. М.: Наука, 1988.С. 200-230.

.Ильина Т.Д. Ядерная физика о науках о Земле. М.: Наука. 1989. C.219-234.

. Евтеев С.А., Перелет Р.А. Наше общее будущее. Доклад МКОСР. Прогресс, 1990, С. 245-257.

. Anspaugh L.R., Catlin R.J., Goldman M.C. Science, 1988.V. 242. N 4885. P. 1517-1513.

. Anspaugh L.R., Catlin R.J., Goldman M.C Science, 1989. P. 1516-1520.

. Anspaugh L.R., Catlin R.J., Goldman M. C. Science, 1990. P. 1513-1518.

. Евтеев С.А., Перелет Р.А. Наше общее будущее. Доклад МКОСР. Прогресс, 1990. С. 172-178.

. Егорова Е., Корсакова Т. Фон. Комсомольская правда, 1989, 2 сентября. С.4

. Криволуцкии Д.А., Тихомиров Ф.А., Федеров Е.А. Действие ионизирующей радиации на биогеоценоз. М.: Наука, 1988, С. 29- 114.

. Кара - Мурза С.Г. Проблемы интенсификации науки: технология научных исследований. М.; Паука, 1989, С. 22 - 28.

. Кара - Мурза С.Г. Проблемы интенсификации науки: технология научных исследований. М; Наука, 1990, С. 42 -49.

. Иванов В.М. Курьер ЮНЕСКО, 1987, Ноябрь, С. 24-25.

91. Chatelen Y., Ricard J.-F., Leneuf N. Cach. ORSTOM. Pedol., 1982, V. 19, N 1, P. 51-63.

. Wicker F.W., KirchnerT.B. Health. Phys., 1987, V. 52, N 6, P.717-737.

. Lindeman R.A. Ecology, 1942, V. 23, P. 399 - 418.

94. Уголев A.M. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций. Элементы современного функционализма. М.: Наука, 1985. С,25-27.

. Круволуцкий Д.А., Покаржевский А.Д., Гордиенко С.А., Забоев А.Д. Биология почв северной Европы. М.: Наука, 1988, С. 45 - 51.

. Усачев В.Л., Криволуцкий Д.А., Мартюшов В.З. Радиоэкология почвенных животных. М.: Наука, 1985, С. 96 - 106.

. Bouche M.B. Ecol. Bull. (Stockholm), 1977, V. 25, P. 155 - 162.

. Bouche M.B. Rev. Ecol. Biol. Sol., 1983, V. 20, N1, P. 49 - 75

. Visser S., Parkinson D. Biodegradation et Humification. Sarreguemines: Pierron, 1975, P. 88-97.

. Behan V.M., Hill S.B. Rev. Ecol. Biol. Sol., 1978, V. 15, P. 479 - 516. 102. Witkamp M. Soil. Biol. Biochem., 1959, V. 1,P. 167-176.

. Cromark K.J Ecol. Bull. (Stockholm), 1977, V. 25, P. 246 - 252.

. Olbeckink G., Kuyper Th. W. Mycologist, 1989, V. 3, N 1, P. 3 - 6.

. Bocock K.L. Radionuclides in terrestrial ecosystems. A review of distribution and movement. Cambridge: Inst. Of terrestr. Ecology,1981, P. 4-20.

. Whicker F. Radioecology: nuclear energy and the environment. Boca Raton (Fla): CRC press, 1982. P.3-9.

. Кара - Мурза С.Г. Проблемы интенсификации науки: технология научных исследований. М.; Наука, 1989, С. 206 -209.

. Nielsen O.J. A literature review on radioactivity transfer to plant and soil. Roskilden: Denmark, 1981. P.34-37.

. Морозов А.Н. Информационные проблемы изучения биосферы. М.: Наука, 1988, С. 211-230.

. Дрост Б. Курьер ЮНЕСКО, 1987, Ноябрь, С. 5 - 7.